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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung nahtloser, dünnwandiger, mit Lackierung belegter Metallflaschen, insbesondere sogenannter Aerosolflaschen, aus kaltgespritzten zylinderförmigen, an einem
Ende offenen, lackierten Rohlingen, mit einer von einer Antriebsvorrichtung in Drehung versetzten, am Rahmen gelagerten Welle und einem mit dieser Welle verbundenen, eine kegelpendelförmige Bewegung ausführenden
Werkzeug, das eine nach aussen offene Höhlung aufweist, deren Wand von einer Rotationsfläche gebildet wird, wobei das offene Ende der Rohlinge durch Pressen axial gegen die Rotationsfläche zu einem Flaschenhals umgeformt wird.
Aus der schwedischen Patentschrift Nr. 224 300 ist bereits eine Vorrichtung zur Herstellung von nahtlosen
Metallflaschen aus kaltgespritzten, dosenförmigen, an einem Ende offenen Rohlingen bekanntgeworden, wobei das offene Ende dieser Rohlinge durch Pressen zu einem Flaschenhals geformt und der Flaschenhals dann gebördelt, d. h. durch doppeltes Umbiegen abgerundet wird. Eine solche Vorrichtung ist jedoch voluminös und teuer, da für die Ausformung des Flaschenhalses und der öffnung mehrere gesonderte Pressphasen erforderlich sind und jede dieser Pressphasen mit einem eigenen Formwerkzeug und einer eigenen Arbeitseinheit durchgeführt werden muss.
Bei andern bekannten Vorrichtungen wird entweder der zu formende Körper oder das Werkzeug beim
Formvorgang in Drehbewegung versetzt. Werden lackierte Rohlinge verwendet, so besteht hiebei die Gefahr, dass das über die lackierte Fläche entlanggleitende Werkzeug diese Lackierung beschädigt, so dass häufig zeitraubende und kostspielige Nacharbeiten bei der Lackierung erforderlich sind.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile zu vermeiden und eine Vorrichtung zur Herstellung nahtloser, dünnwandiger, lackierter Metallflaschen zu schaffen, bei welcher das Werkzeug unrotierbar angeordnet ist und daher die Lackierung des Rohlings nicht beschädigen kann. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, dass die Innenwand der Höhlung des Werkzeuges in ihrem Profil genau dem Profil des Flaschenhalses entspricht, jedoch einen grösseren Durchmesser aufweist, so dass sie bei extremem Kegelpendelausschlag etwa linienförmig den Flaschenhals berührt, aber im übrigen Umfangbereich vom Flaschenhals im wesentlichen getrennt ist, und dass das Werkzeug eine Taumelbewegung in bezug zur Flaschenachse ausführt.
Diese Taumelbewegung bewirkt gleichzeitig auch eine Vorbehandlung der Kante für die nachfolgende Reduzierphase, so dass auch Rohlinge mit geringer Wandstärke ohne Beulenbildung reduziert werden können. Durch entsprechende Behandlung der Randpartie des Rohlings wird eine völlige Ausglättung der Kante und in einem geringen Bereich auch eine Verdickung des Randes des Rohlings erzielt und dadurch ermöglicht, auch dünnwandige Rohlinge in einer einzigen Arbeitsphase zu reduzieren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich in Verbindung mit der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung mit einem zu bearbeitenden Rohling in der Endphase von dessen Bearbeitung. Die Fig. 2 und 3 zeigen Längsschnitte durch weitere Ausführungsformen der erfindungsgemässen Vorrichtung. Fig. 4 stellt in perspektivischer Darstellung eine teilweise aufgeschnittene Vorrichtung dar, mit der das Kümpeln und Bördeln eines dosenförmigen Rohlings in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsphasen ausgeführt werden kann.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, weist die erfindungsgemässe Vorrichtung einen Rahmen--l--auf, in dem eine Welle --5-- mittels Lagern --2, 3-- gelagert ist. Für den Antrieb der Welle ist diese mit einer Riemenscheibe--4--versehen. Im Inneren der Welle--5--ist exzentrisch, jedoch parallel zur Wellenachse ein Zapfen--6--angeordnet, dessen unteres Ende einen Flansch --7-- trägt, in welchem ein Lenker --8-- exzentrisch gelagert ist. Das untere Ende dieses Lenkers--8--weist an seiner Aussenseite eine halbkugelförmige Form auf und bewegt sich in einer am Rahmen--l--befestigten, gleichfalls halbkugelförmigen Schale--10--.
Der halbkugelförmige Teil--9--des Lenkers--8--weist an seiner Unterseite eine ebene Fläche auf, an der, beispielsweise mittels eines Bolzens ein Formwerkzeug --12-- befestigt ist. Dieses Formwerkzeug--12--weist eine nach aussen offene Höhlung --13- auf, die in ihrem Profil genau dem Profil des herzustellenden Flaschenhalses entspricht, jedoch einen grösseren Durchmesser aufweist, so dass sie bei extremem Kegelpendelausschlag etwa linienförmig den Flaschenhals berührt.
In der Mitte des Bodens der Höhlung --13-- befmdet sich ein nach unten leicht kegelförmig verjüngter Zapfen--14--, der an seiner Ansatzstelle eine ringförmige, am Boden gerundete, nach unten breiter werdende Nut --15-- trägt, deren äussere Kante an die Rotationsfläche der Höhlung--13--anschliesst.
Am unteren Teil des Rahmens--l--ist ein Führungsring--16--vorgesehen, dessen lichter Durchmesser gleich dem Aussendurchmesser eines dosenförmigen Rohlings zur Herstellung der Flasche ist und der zur Führung dieses Rohlings bei dessen Andrücken gegen die Rotationsfläche der Höhlung --13-- dient.
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eine kreisförmige Bewegung vollführen, wobei der Radius dieses Kreises durch Verdrehen des in der Welle --5-- befindlichen Zapfens--6--verändert werden kann. Die Achse des Lenkers--8--ist hiebei, bedingt
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durch die beschriebene Lagerung des unteren Endes--9--des Lenkers, mit der Welle --5-- einem gewünschten Winkel ein.
Auf diese Weise führen der Lenker--8--sowie das an seinem unteren Ende befestigte Werkzeug--12--eine Kegelpendelbewegung (Taumelbewegung) aus.
Wird nun der zylinderförmige, an einem Ende offene Flaschenrohling durch den Führungsring--16-- hindurch gegen die als Rotationsfläche ausgebildete Wand der Höhlung--13--des Werkzeuges-12-- gedrückt, so kommt es allmählich zu einer Verformung des offenen Endes des Rohlings, bis dieser schliesslich die in den Zeichnungen dargestellte Form aufweist, bei der auch die Mündung der Flasche gebördelt und dadurch abgerundet ist. Die Form, die der Rohling zur Bildung des Flaschenhalses annimmt, wird hiebei von der Form
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und rasch verstellt werden kann, können mit der erfindungsgemässen Vorrichtung auch kleine Flaschenmengen lohnend hergestellt werden.
In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, wobei entsprechende Teile mit demselben Bezugszeichen wie in Fig. 1 gekennzeichnet sind. Bei der Vorrichtung nach Fig. 2 ist am unteren Ende der über die Riemenscheibe--4--angetriebenen Welle--5--ein Lagergehäuse - exzentrisch befestigt, in dem das obere Ende des Lenkers--8--derart gelagert ist, dass durch
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--8-- gegenüber- 12-verändert werden können. Dieses Werkzeug --12-- ist mittels eines Kardanringes-19-in einer Öffnung des Rahmens--l--kardanisch aufgehängt. Hiezu ist das Werkzeug--12--mit Achszapfen --20-- versehen, die im Kardanring--19--gelagert sind.
In den Zeichnungen sind zwei dieser Achszapfen - -20-- dargestellt, wogegen die beiden andern, zu diesen dargestellten Achszapfen rechtwinkelig angeordneten und ebenfalls im Kardanring--19-gelagerten Achszapfen nicht sichtbar sind.
Das Formen des Flaschenhalses geschieht mit der Vorrichtung nach Fig. 2 ebenso wie mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung mit dem Unterschied, dass bei der Vorrichtung nach Fig. 2 die ringförmige Nut, welche die Bördelung der Flaschenmündung bewirkt, fehlt, so dass bei Verwendung dieser Vorrichtung der Flaschenhals ohne Wulst bleibt.
In Fig. 3 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung dargestellt, wobei wieder entsprechende Teile durch dieselben Bezugszeichen wie in den Fig. 1 und 2 gekennzeichnet sind. Bei dieser Vorrichtung ist das obere Ende der Hohlwelle --5-- unmittelbar als Riemenscheibe ausgeformt. Das untere Ende--21--der Welle--5--weist einen grösseren Aussendurchmesser als das obere Wellenende auf und besitzt eine Ausnehmung, deren Abmessungen gleichfalls grösser sind als der Innendurchmesser des oberen Teiles der Hohlwelle--5--.
Die Unterkante--22--des unteren Teiles --21-- der Welle --5-- ist abgeschrägt, so dass der ringförmige äussere Ansatz--23--eines in die Ausnehmung des unteren Teiles--21--der Welle - -5-- einführbaren Werkzeuges --12--, sobald dieses über Lager--24--mit der Unterkante--22--in
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der am Rahmen--l--befestigt ist, abgestützt wird.
Wird die Welle--5--in Drehung versetzt, so führt das Werkzeug--12--Kegelpendelschwingungen (Taumelbewegungen) aus, so dass der Flaschenhals so wie dies im Zusammenhang mit Fig. 2 beschrieben wurde, geformt wird.
Die Formung der Dosenöffnung zum Zwecke der Reduzierung des Durchmessers der Öffnung und zum Bördeln der Mündung vollzieht sich in vier Phasen.
Bei der ersten Phase wird die Kante der Dosenöffnung, deren Wandstärke je nach Dosendurchmesser 0, 4 bis 0, 5 mm beträgt, vorbehandelt. Dies ist nötig, da diese Wandstärke zu schwach ist, um die folgende Reduzierphase ohne Beulenbildung zu überstehen. Schon eine kleine Unebenheit in der Kante oder eine geringfügige Lackanhäufung genügen, um eine Verbeulung entstehen zu lassen. Durch entsprechende Behandlung des Randteiles der Dose, bei der eine völlige Ausglättung der Kante und in einem geringen Bereich auch eine Verdickung des Randes erreicht werden, wird ermöglicht, eine dünnwandige Dose in einer einzigen Arbeitsphase zu reduzieren, ohne dass es zu Wandverbeulungen kommt und ohne dass sich die Notwendigkeit ergibt, die Wandstärke der Dosen zu erhöhen, was im Hinblick auf den erhöhten Materialbedarf unwirtschaftlich ist.
Die Vorbehandlung der Kante bzw. des Randteiles der Dose geschieht mit dem kegelpendelartige Bewegungen ausführenden Werkzeug. Die zu bearbeitende Dose wird hiebei gegen das kreisende Werkzeug gedrückt, wobei es jeweils an der Stelle, an der die Dosenkante das Werkzeug berührt, zu einer Verformung kommt. Auch wenn die Kraft, die die Dose gegen das Werkzeug drückt, relativ klein ist, kommt es durch zur Ausformung der Kante, denn die eigentliche Berührungefläche hat nur eine geringe Ausdehnung, so dass dennoch ein relativ hoher Flächendruck zur Wirkung kommt. Da die Schubkraft, die auf die Dose wirkt, niedrig gehalten werden kann, werden auch dünnwandige Dosen bei dieser Vorbehandlung nicht beschädigt.
In der darauffolgenden zweiten Phase wird die Dose reduziert, wie dies vorher beschrieben wurde.
In der dritten Phase erfolgt das Abfräsen bzw. Glattschneiden der Kante. Vor allem beim Kümpeln grosser
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Dosen können an der Kante Unregelmässigkeiten entstehen, die dann eine gleichmässige Bördelung der Mündung erschweren. Aus diesem Grunde ist es zweckmässig, vom Rand der gekümpelten Dose 1 bis 2 mm abzufräsen.
Dies geschieht zweckmässig mittels eines spanabhebenden rotierenden Stahles.
In der vierten Phase erfolgt die Bördelung der gekümpelten und glattgefrästen Kante durch Umrollen auswärts. Das Bördeln kann auf verschiedene Arten erfolgen : Durch Stauchen, mit einem
Kegelpendelbewegungen ausführenden Werkzeug und durch Walzen. Das Walzen wird zweckmässig mit einem
Werkzeug ausgeführt, welches aus einem mit der Flaschenhals-Mittelachse zusammenfallenden rotierenden Stab besteht, an dessen Ende seitlich zumindest ein Walzrad gelagert ist, welches sich gegenüber dieser Achse im
Winkel von 900 dreht. Das Walzrad bzw. die Walzräder weisen eine Nut auf, gegen welche die Flaschenmündung zwecks Herstellung einer gebördelten Kante gedrückt wird.
In Fig. 4 ist eine Vorrichtung dargestellt, in welcher die vier soeben beschriebenen Phasen für die
Verformung der Dosenöffnung durchgeführt werden können. Die erste Phase, also die Vorbehandlung der Kante, ist durch das Bezugszeichen-27--, die zweite Phase, in der die Dose in einem Gang gekümpelt wird, durch das Bezugszeichen-28--, die dritte Phase, in der ein Glattfräsen der Kante erfolgt, durch das Bezugszeichen --29-- und die vierte Phase, in der die Bördelung durchgeführt wird, durch das Bezugszeichen--30-- angedeutet. Um den Dosen die nötige Vorschubbewegung in Richtung der Dosenlängsachse zu verleihen, sind
Exzenter--31--vorgesehen. Ferner sind Klemmvorrichtungen--32--angeordnet, die die Dosen während der einzelnen Arbeitsphasen halten und diese von Phase zu Phase befördern.
Hiezu ist eine Transportvorrichtung - vorgesehen, die die Klemmvorrichtungen --32-- ruckweise von einer Arbeitsphase zur andern versetzt. Die Dosen werden über ein Band--35--in die Vorrichtung befördert und in die vorher geöffneten
Klemmvorrichtungen eingelegt. Der obere Rahmenteil--36--kann je nach Dosenlänge verstellt werden.
Die Kümpeleinheit lässt sich leicht an die Flaschenherstellungsvorrichtung anschliessen, wodurch unter anderem folgende Vorteile erzielt werden :
Eine im Zusammenhang mit dieser Vorrichtung arbeitende Kümpelmaschine zeichnet sich durch leichten und unkomplizierten Aufbau aus. Sie wird beispielsweise von einem Kettenförderer und einer eigentlichen
Kümpeleinheit gebildet. Da das Formen der Dose in einer oder einigen wenigen Phasen erfolgt, erübrigen sich komplizierte Verteilerräder und Vorschubvorrichtungen.
Die Kümpelmaschine lässt sich leicht mit einer automatischen Dosendruckstrasse kombinieren. Die
Fördervorrichtung der Maschine wird hiebei von der Kette der Strasse angetrieben. Die für die Kümpeleinheit erforderlichen Impulse können von der Fördervorrichtung übernommen werden.
Durch Kombinieren mehrerer Kümpelmaschinen mit einer Druckstrasse lässt sich der gesamte Aufwand auch sehr schneller Druckstrassen unmittelbar und ohne Einsatz menschlicher Arbeitskraft reduzieren.
Das Umrüsten der Kümpelmaschine auf einen andern Durchmesser ist mit geringfügigem Zeitaufwand möglich, da hiezu nur wenige Teile ausgewechselt werden müssen. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn das Kümpeln und Bördeln der Dosen ohne Zwischenlagerung direkt im Anschluss an die Druckstrasse durchgeführt werden soll.
Da das Formwerkzeug keinen Mittelzapfen (Zentralstempel) aufweist, wird zum Kümpeln und Bördeln im allgemeinen auch kein Schmiermittel benötigt, und selbst bei sehr schwierigen Kümpelungen genügt eine knappe Schmierung. Die Dosen brauchen also vor dem Verpacken nicht von einem anhaftenden Schmiermittel gereinigt werden, ein Umstand, der sich günstig auf die Verpackungskosten auswirkt. Das Fehlen des Mittelzapfens ermöglicht ferner grössere Toleranzen in bezug auf die Wandstärke der Dosen.
Die erfmdungsgemässe Vorrichtung ermöglicht auch die Herstellung formmässig schwieriger Kümpelungen.
Da für den axialen Vorschub der Dosen nur ein geringer Kraftaufwand erforderlich ist, lassen sich auch sehr dünnwandige Dosen bearbeiten. Es kann somit die Wandstärke der Dosen gering gehalten werden, wodurch Materialeinsparungen erzielt werden können.
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