DE102010061248B4 - Apparatus and method for forming hollow cylindrical bodies - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung (10) zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern (11),
mit einer Mehrzahl von Bearbeitungsstationen (12a), die entlang einer Kreisbahn angeordnet sind, und die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug (13a) aufweisen, wobei die Bearbeitungswerkzeuge (13a) an einem gemeinsamen Werkzeugträger (14) angeordnet sind,
mit einem Hauptantrieb (15) zur Erzeugung einer Hubbewegung (H) des Werkzeugträgers (14) zwischen zwei Umkehrpunkten (UA, UB),
mit einer Transporteinrichtung (20), die zum Transport der Körper (11) zwischen den Bearbeitungsstationen (12) dient, und die ein Drehteil (21) mit einer Mehrzahl von entlang einer Kreisbahn (K) angeordneten Haltemitteln (23) für jeweils einen Körper (11) aufweist,
und mit einem separaten Drehantrieb (27) zur Erzeugung einer intermittierenden Drehbewegung des Drehteils (21), deren zeitlicher Verlauf (α(t)) gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung (H(t)) einstellbar ist.Device (10) for forming hollow cylindrical bodies (11),
with a plurality of processing stations (12a) arranged along a circular path and each having a processing tool (13a), the processing tools (13a) being arranged on a common tool carrier (14),
with a main drive (15) for generating a lifting movement (H) of the tool carrier (14) between two reversal points (UA, UB),
with a transport device (20), which serves to transport the bodies (11) between the processing stations (12), and a rotary part (21) having a plurality of holding means (23), arranged along a circular path (K), for one body each ( 11),
and with a separate rotary drive (27) for generating an intermittent rotary motion of the rotary member (21), the time course (α (t)) with respect to the time profile of the lifting movement (H (t)) is adjustable.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern. Bei der Herstellung von Behältern aus dünnwandigem Blech, beispielsweise für Aerosoldosen, wird zunächst in einer Tiefzieh- und oder Abstreckvorrichtung ein hohlzylindrischer, einseitig offener Körper als Halbzeug hergestellt. Dieser hohlzylindrische Körper muss anschließend in einem weiteren Vorgang insbesondere im Bereich seines Bodens und/oder des oberen Randbereichs weiter umgeformt werden. Hierzu dient die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das erfindungsgemäße Verfahren. Eine solche Vorrichtung wird häufig auch als Einziehmaschine bezeichnet.The invention relates to a device and a method for forming hollow cylindrical bodies. In the production of containers made of thin-walled sheet metal, for example for aerosol cans, a hollow-cylindrical body open at one end is first produced as a semi-finished product in a deep drawing and ironing apparatus. This hollow cylindrical body must then be further formed in a further process, in particular in the region of its bottom and / or the upper edge region. The device according to the invention or the method according to the invention is used for this purpose. Such a device is often referred to as Einziehmaschine.
Heutzutage werden Einziehmaschinen zum Umformen von hohlzylindrischen Körpern verwendet, die eine Mehrzahl von Stationen aufweisen, die als Bearbeitungsstationen oder als Mess- und Prüfstationen ausgeführt sind. Jede Bearbeitungsstation weist ein Bearbeitungswerkzeug auf. Die Bearbeitungswerkzeuge sind entlang einer Kreisbahn an einem gemeinsamen Werkzeugträger angeordnet. Mit Abstand zum Werkzeugträger ist ein Drehteil mit einer Mehrzahl von entlang einer Kreisbahn angeordneten Haltemittel für die Körper vorgesehen. Die Haltemittel sind auf einer Kreisbahn angeordnet, die dem Radius der Kreisbahn entspricht, an dem die Bearbeitungswerkzeuge am Werkzeugträger sitzen. Durch das intermittierende Drehen des Drehteils werden die hohlzylindrischen Körper von einer Station zur nächsten transportiert. Diese intermittierende Drehbewegung des Drehteils muss synchronisiert mit der Hubbewegung des Werzeugtragers durchgeführt werden. Zu diesem Zweck ist es bei auf dem Markt verfügbaren Maschinen vorgesehen, dass der Hauptantrieb zur Erzeugung der Hubbewegung des Werkzeugträgers auch die Drehbewegung des Drehteils hervorruft. Hierfur kann beispielsweise ein Schrittschaltgetriebe mit dem Hauptantrieb gekoppelt sein, das das Drehteil um einen vorgegebenen Drehwinkel wahrend des Rückhubs des Werkzeugträgers bewegt.Today, drawing-in machines are used for forming hollow cylindrical bodies having a plurality of stations that are designed as processing stations or as measuring and testing stations. Each processing station has a processing tool. The processing tools are arranged along a circular path on a common tool carrier. At a distance from the tool carrier, a rotary part is provided with a plurality of holding means arranged along a circular path for the body. The holding means are arranged on a circular path which corresponds to the radius of the circular path on which the machining tools are seated on the tool carrier. By intermittently rotating the rotating part, the hollow cylindrical bodies are transported from one station to the next. This intermittent rotational movement of the rotary member must be performed synchronized with the lifting movement of the Werzeugtragers. For this purpose, it is provided in machines available on the market, that the main drive for generating the lifting movement of the tool carrier also causes the rotational movement of the rotating part. For example, a stepping gear may be coupled to the main drive, which moves the rotary part by a predetermined angle of rotation during the return stroke of the tool carrier.
Eine solche bekannte Vorrichtung ist unflexibel. Die Drehbewegung des Drehteils ist fest mit dem Hauptantrieb synchronisiert. Sollen beispielsweise hohlzylindrische Körper mit einer großeren axialen Höhe bearbeitet werden, so ist dies nicht ohne Weiteres möglich. Denn der für das Drehen des Drehteils benotigte Anteil des Ruckhubwegs (sogenannter Überhub) des Werkzeugträgers darf einen Mindestwert nicht unterschreiten, um über das Schrittschaltgetriebe das Weiterdrehen des Drehteils sicherzustellen. Die Drehung des Drehteils kann aber erst dann beginnen, wenn alle Bearbeitungswerkzeuge außer Eingriff sind mit den hohlzylindrischen Korpern. Da der Gesamthub der Vorrichtung beschränkt ist, ergibt sich daraus die maximale Hohe der bearbeitbaren hohlzylindrischen Körper.Such a known device is inflexible. The rotary motion of the rotating part is permanently synchronized with the main drive. If, for example, hollow cylindrical bodies are to be machined with a larger axial height, this is not possible without further ado. Because the portion of the Ruckhubwegs required for turning the rotary part (so-called overstroke) of the tool carrier must not fall below a minimum value in order to ensure the further rotation of the rotary part via the stepping gear. However, the rotation of the rotary part can only begin when all machining tools are out of engagement with the hollow cylindrical bodies. Since the total stroke of the device is limited, this results in the maximum height of the machinable hollow cylindrical body.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Flexibilitat der Vorrichtung zu verbessern. Dabei soll insbesondere die Möglichkeit geschaffen werden, bei gleichem maximal zur Verfugung stehendem Hub des Werkzeugtragers die maximale Hohe der bearbeitbaren hohlzylindrischen Körper gegenüber bekannten Vorrichtungen zu vergroßern.It is an object of the present invention to improve the flexibility of the device. In particular, the possibility should be created to increase the maximum height of the machinable hollow cylindrical body with respect to known devices at the same maximum available standing stroke of the tool holder.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 9 gelöst.This object is achieved by a device having the features of claim 1 and a method having the features of claim 9.
Die Erfindung sieht vor, den Hautantrieb zur Erzeugung der Hubbewegung des Werkzeugtragers vom Drehantrieb zur Erzeugung der intermittierenden Drehbewegung des Drehteils zu entkoppeln. Dem Drehteil ist daher ein separater Drehantrieb, insbesondere ein Elektromotor, zugeordnet. Der zeitliche Verlauf der Drehbewegung des Drehteils ist gegenüber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung in einem vorgegebenen Bereich verstellbar bzw. einstellbar. Dadurch besteht beispielsweise die Möglichkeit, die Hubzahl des Werkzeugtragers, also die Anzahl der Hube pro Zeiteinheit des Werkzeugträgers zu verringern und gleichzeitig jedoch die Zeitdauer, die das Drehteil fur eine Bewegung zwischen zwei vorgegebenen Drehpositionen benötigt, auf einen kleineren Zeitdauerwert einzustellen, als dies fur die reduzierte Hubzahl notwendig ware. Durch die gegenüber der Hubbewegung des Werkzeugträgers schnellere Drehteilbewegung kann der fur die Umformung zur Verfügung stehende Anteil des Hubes vergrößert werden. Somit können auf derselben Vorrichtung Korper mit einer großeren axialen Hohe bearbeitet werden als dies bisher der Fall war. Dies ist darauf zuruckzuführen, dass der Anteil der Zeitdauer für das Bewegen des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden Drehpositionen an der Periodendauer für eine vollstandige Hubbewegung verringert werden kann. Dadurch ergibt sich ein kleinerer Überhub des Werkzeugtragers. Der für die Umformung der Körper zur Verfügung stehende Anteil an dem gesamten Hub kann gesteigert werden.The invention provides to decouple the skin drive for generating the lifting movement of the tool holder from the rotary drive for generating the intermittent rotational movement of the rotating part. The rotary member is therefore associated with a separate rotary drive, in particular an electric motor. The time profile of the rotational movement of the rotary member is adjustable or adjustable in a predetermined range relative to the time profile of the lifting movement. This makes it possible, for example, to reduce the number of strokes of the tool carrier, ie the number of strokes per unit time of the tool carrier, while at the same time setting the time required for the rotary part to move between two predetermined rotational positions to be shorter than that for the tool carrier reduced number of strokes would be necessary. By compared to the lifting movement of the tool carrier faster rotary part movement of the available for the forming part of the stroke can be increased. Thus, on the same device bodies can be processed with a larger axial height than was previously the case. This is due to the fact that the proportion of the time period for moving the rotary member between two successive rotational positions on the period for a complete stroke can be reduced. This results in a smaller overstroke of the tool holder. The available for the transformation of the body proportion of the entire stroke can be increased.
Vorteilhafterweise ist der Hauptantrieb als Exzenterantrieb ausgefuhrt. Ein solcher Exzenterantrieb wandelt eine kontinuierliche Drehbewegung eines Motors, beispielsweise eines Elektromotors des Hauptantriebs, in eine oszillierende Bewegung des Werkzeugträgers um. Über eine Exzenterverstellung kann dabei auch der Hub, also der Abstand zwischen den beiden Umkehrpunkten der Hubbewegung eingestellt werden.Advantageously, the main drive is designed as an eccentric drive. Such an eccentric drive converts a continuous rotational movement of a motor, for example an electric motor of the main drive, into an oscillating movement of the tool carrier. By means of an eccentric adjustment, it is also possible to set the stroke, that is to say the distance between the two reversal points of the lifting movement.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drehantrieb einen separaten Elektromotor auf, der vorzugsweise ohne Zwischenschaltung eines Getriebes zur Untersetzung oder zur Übersetzung mit dem Drehteil verbunden ist. Insbesondere kann der Elektromotor als Direktantrieb ausgestaltet und unmittelbar mit dem Drehteil verbunden sein. Der Elektromotor kann demnach als Servomotor oder Torquemotor ausgeführt sein. Bei der direkten Verbindung des Elektromotors mit dem Drehteil entfallen spielbehaftete und verschleißbehaftete Getriebeteile. Die Positionierung des Drehteils kann dadurch sehr exakt relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen erfolgen.In a preferred embodiment, the rotary drive has a separate electric motor on, which is preferably connected without the interposition of a transmission for reduction or translation with the rotary member. In particular, the electric motor can be designed as a direct drive and connected directly to the rotary part. The electric motor can therefore be designed as a servomotor or torque motor. In the direct connection of the electric motor with the rotary part accounts for play and wear-related gear parts. The positioning of the rotating part can be done very accurately relative to the processing tools.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Elektromotor von einem sogenannten Segmentmotor gebildet. Ein solcher Motor erlaubt die Stabilisierung des angetriebenen Teils lagerfrei durch Reluktanzkrafte für mehrere Freiheitsgrade. Auf diese Weise kann der Verschleiß weiter verringert werden.In a further advantageous embodiment, the electric motor is formed by a so-called segment motor. Such a motor allows the stabilization of the driven part bearing-free by reluctance forces for several degrees of freedom. In this way, the wear can be further reduced.
Zur Regelung der Drehposition des Drehteils weist die Transporteinrichtung für hohlzylindrischen Korper vorzugsweise einen Positionssensor auf. Das Sensorsignal wird beispielsweise einer Steuereinheit zugeführt, die den Drehantrieb ansteuert, so dass eine Positionsregelung mit großer Genauigkeit erreichbar ist. Alternativ oder zusätzlich könne auch weitere Parameter der Drehbewegung des Drehteils gesteuert oder geregelt werden, wie beispielsweise die Winkelgeschwindigkeit und/oder die Winkelbeschleunigung des Drehteils.To control the rotational position of the rotary part, the transport device for hollow cylindrical body preferably has a position sensor. The sensor signal is supplied, for example, to a control unit which controls the rotary drive so that position control can be achieved with great accuracy. Alternatively or additionally, other parameters of the rotational movement of the rotating part can be controlled or regulated, such as the angular velocity and / or the angular acceleration of the rotating part.
Vorzugsweise ist die Zeitdauer, die der Drehantrieb zur Drehung des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen benötigt durch eine Bedienperson einstellbar. In einem vorgegebenen Bereich ist diese Zeitdauer auch während des Betriebs der Vorrichtung veranderbar.Preferably, the length of time that the rotary drive required for rotation of the rotary member between two successive predetermined rotational positions by an operator adjustable. In a given range, this period of time can also be changed during the operation of the device.
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn das Verhaltnis zwischen der Hubzahl des Werkzeugtragers und der Zeitdauer, die der Drehantrieb zur Drehung des Drehteils zwischen zwei aufeinanderfolgenden vorgegebenen Drehstellungen benotigt, einstellbar ist. Auf diese Weise kann das zeitliche Verhalten der Hubbewegung gegenüber der Drehbewegung des Drehteils sehr einfach aufeinander abgestimmt verandert werden.It is also advantageous if the ratio between the stroke rate of the tool holder and the time required by the rotary drive for rotation of the rotary member between two successive predetermined rotational positions, is adjustable. In this way, the temporal behavior of the lifting movement relative to the rotational movement of the rotating part can be changed very easily matched.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sowie des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen:Advantageous embodiments of the device and the method will become apparent from the dependent claims and the description. The description is limited to essential features of the invention. The drawing is to be used as a supplement. Show it:
In
Die Bearbeitungswerkzeuge
Der Werkzeugträger
Der Werkzeugträger
Eine Transporteinrichtung
Auf der dem Werkzeugtrager
Fur den Antrieb des Drehteils
Der Drehantrieb
Die Drehstellung αi des Drehteils
Der zeitliche Verlauf der Drehbewegung α(t) kann gegenuber dem zeitlichen Verlauf der Hubbewegung H(t) eingestellt bzw. verändert werden. Dies ist moglich, weil keine mechanische, feste Kopplung zwischen dem den Werkzeugträger
Die erste Hubbewegung H0(t) entspricht der maximal moglichen Hubzahl der Vorrichtung. Der Werkzeugträger
Die zweite Hubbewegung H1(t) in
Die beiden Drehbewegungen α0(t) und α1(t) sind in
Durch die Steuereinheit
In
Beim zweiten Ausfuhrungsbeispiel nach
Die Langsachse L kann bei dem ersten und dem zweiten Ausführungsbeispiel sowohl vertikal, als auch horizontal ausgerichtet sein.The longitudinal axis L may be aligned both vertically and horizontally in the first and the second embodiment.
Bei einem dritten Ausfuhrungsbeispiel nach
Der Elektromotor
Der Segmentmotor weist einen permanent erregten scheibenförmigen Rotor
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1010
- Vorrichtungcontraption
- 1111
- KorperBody
- 1212
- Stationstation
- 12a12a
- Bearbeitungsstationprocessing station
- 12b12b
- Prüf- oder MessstationTest or measuring station
- 13a13a
- Bearbeitungswerkzeugprocessing tool
- 13b13b
- Pruf- oder MesswerkzeugPruf- or measuring tool
- 1414
- Werkzeugträgertool carrier
- 1515
- Hauptantriebmain drive
- 1616
- FuhrungssauleFuhrungssaule
- 1717
- Erstes LagerFirst camp
- 2020
- Transporteinrichtungtransport means
- 2121
- Drehteilturned part
- 2222
- Zweites LagerSecond camp
- 2323
- Haltemittelholding means
- 2424
- Aufnahmemuldereceiving trough
- 2727
- Drehantriebrotary drive
- 2828
- Elektromotorelectric motor
- 2929
- Steuereinheitcontrol unit
- 3030
- Getriebetransmission
- 3131
- Positionssensorposition sensor
- 3535
- Rotorrotor
- 3636
- Verbindungsteilconnecting part
- 3737
- Statorstator
- 3838
- Drehlagerpivot bearing
- 3939
- Halteteilholding part
- ΔαΔα
- Drehwinkelangle of rotation
- αi α i
- Drehstellungrotary position
- α(t)α (t)
- Drehbewegungrotary motion
- DD
- Drehrichtungdirection of rotation
- H(t)H (t)
- Hubbewegungstroke movement
- KK
- Kreisbahnorbit
- UAUA
- Erster UmkehrpunktFirst reversal point
- UBUB
- Zweiter UmkehrpunktSecond reversal point
- tB0 t B0
- erster Zeitpunktfirst time
- tB1 t B1
- zweiter Zeitpunktsecond time
- ττ
- Zeitdauertime
- TT
- Periodendauerperiod
- ωω
- Winkelgeschwindigkeitangular velocity
- dωdw
- Winkelbeschleunigungangular acceleration
Claims (9)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R082 | Change of representative |
Representative=s name: RUEGER, BARTHELT & ABEL, DE Representative=s name: RUEGER UND KOLLEGEN, DE Representative=s name: RUEGER ] ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE Representative=s name: RUEGER ABEL PATENT- UND RECHTSANWAELTE, DE |
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R016 | Response to examination communication | ||
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R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130824 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |