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Vorrichtung zum Einziehen der Enden offener Metallhülsen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Einziehen der Enden offener Metallhülsen,
insbesondere Sprühdosen aus dünnwandigem Aluminium, mit umlaufenden Formrollen.
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Das Einziehen von Rohrenden bzw. Metallflaschen mittels Formrollen
ist bekannt. Die bekannten Verformungsverfahren eignen sich aber nicht für dünnwandige
Sprühdosen u. dgl., welche gegen Druck empfindlich sind und sich leicht in unerwünschter
Weise deformieren. Bisher wird daher das Einziehen bei dünnwandigem Hohlkörper durch
eine ganze Reihe von Arbeitsgängen bewirkt, wobei jeweils nur in kleinen Schritten
verformt wird, um eine Fehlform und damit Ausschüsse zu vermeiden. Es ist hierbei
bekannt, die dünnwandigen Hohlkörper durch immer enger werdende Ringe zu verformen.
Hierbei müssen viele Arbeitsstationen passiert werden, was einen großen Arbeits-
und Maschinenaufwand erfordert.
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Diese Nachteile werden nun durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung
behoben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einziehen der Enden offener Metallhülsen,
insbesondere Sprühdosen aus dünnwandigem Aluminium, mit winklig angeordneten umlaufenden
Formrollen, gegen die die Metallhülsenenden axial gedrückt und dabei zur Verformung
erhitzt werden, kennzeichnet sich nun dadurch, daß die Metallhülsen auf Kugeln od.
dgl. frei drehbar gelagert sind und der die Formrollen aufnehmende Werkzeugträger
vorzugsweise mittels eines übergreifenden Reibrades angetrieben ist sowie an seiner
mittigen Durchtrittsöffnung einen Zentrierring aufweist, der bis nahe an die Formrollen
heranreicht. Hierdurch wird in einem Arbeitsgang die Verformung zum Einziehen am
Hülsenende in der gewünschten Weise erreicht, ohne daß die Gefahr von Deformation
bei dem dünnen Material gegeben ist.
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Im einzelnen können die Formrollen jeweils eine Anlaufrille für den
Hülsenrand aufweisen, welche sodann in die den einzuziehenden Hülsenmantel formende
Profilfläche übergeht. Ferner können die Formrollen aus zwei koaxial zueinander
gelagerten Teilen bestehen, von denen entweder nur der äußere oder beide Formrollenteile
angetrieben werden.
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Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung können bei bodengeschlossenen
Metallhülsen Auflagekugeln bzw. Formrollen vorgesehen sein, welche während des Einziehvorgangs
infolge des dabei auftretenden Axialdrucks den Dosenboden einwärts wölben.
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Weitere Einzelheiten der Vorrichtung gemäß der Erfindung sind sodann
an Hand von Ausführungsbeispielen nach den Zeichnungen erläutert, und zwar ist der
Gegenstand der Erfindung in den F i g.1 bis 6 in verschiedenen Beispielen dargestellt,
und zwar zeigt F i g. 1 einen Vertikalschnitt durch eine im wesentlichen schematisch
dargestellte Maschine zur Verformung von zylindrischen Behältern im Bereich der
COffnung und des Bodens, F i g. 2 bis 5 Teilschnitte durch die Vorrichtung im Bereich
der am Werkstück angreifenden Rollwerkzeuge, F i g. 6 einen Vertikalschnitt durch
eine Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
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Das Grundgestell 11 der Maschine trägt zwei Säulen 12, die
zur Führung des den Arbeitskopf der Maschine tragenden Teils 13 dienen, welcher
mittels hydraulischer oder pneumatischer Zylinder 14 auf und nieder bewegbar ist.
Der bewegliche Teil 13
besitzt eine Werkzeugträgerplatte 15, in welcher eine
zentrale Durchtrittsöffnung 16 für das Werkstück 17 angeordnet und oberhalb welcher
ein Führungsring 18 angeordnet ist, in dem zugleich die feststehenden Rollwerkzeuge
19 drehbar gelagert sind. Die Rollwerkzeuge selbst bestehen aus einem Schaft 20,
der einerseits einen profilierten Kopf 21 trägt und auf dem andererseits ein Antriebskörper
22 befestigt ist, der seinerseits einen Friktionsring 23 trägt. Oberhalb der Formwerkzeuge
19 befindet sich die Friktionsscheibe 24, die mit ihrer geneigten Lauffläche 25
auf den Friktionsringen 23 der Antriebskörper 22 aufliegt und somit sämtliche Rollwerkzeuge
19 mit gleicher Drehzahl antreibt. Die Antriebsscheibe 24 ist axial beweglich an
der Tellerscheibe 26 befestigt, die diese antreibt. Die Tellerscheibe 26 sitzt an
der Achse 27 des Antriebsmotors 28, welche in dem oberen die beiden Säulen 12 miteinander
verbindenden Joch 29 gelagert ist.
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Zur Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Rollwerkzeuge 19 mit ihren Antriebselementen
dienen,
wie erwähnt, die hydraulischen oder pneumatischen Zylinder
14, die mit ihren beiden Enden einerseits am oberen Ende der Säulen 12 und andererseits
an der Werkzeugträgerplatte 15 angebracht sind. Die Werkzeugträgerplatte 15 ist
mit dem den Antriebsmotor 28 tragenden oberen Joch 29 mittels auf den Säulen 12
geführter Hülsen 30 verbunden. Unterhalb der Formwerkzeuge befindet sich koaxial
zur Drehachse ein Stempel 31, der ein Kopfstück 32 trägt, welches einerseits dazu
dient, das Werkstück 17 am unteren Ende zu fassen und andererseits dessen Boden
zu verformen, um ihm eine gegen den Innenraum des Werkstücks 17 gerichtete Wölbung
zu geben. Zu diesem Zweck besteht das Kopfstück 32 des Stempels 31 aus einer Hülse
33, die leicht drehbar an der Grundplatte 34 gelagert ist und mit dem Werkstück
17 umlaufen soll. In der Grundplatte sind fernerhin mehrere Kugeln 35 gelagert,
die ebenso wie der zentrale Bolzen mit gewölbtem Kopf 36 auf den Boden des Werkstücks
17 einwirken, während auf dieses von oben her die Rollwerkzeuge 19 zur Formung des
oberen Behälterteils gegen diesen geführt werden. Bei dieser Bewegung wird einerseits
der obere offene Rand des Werkstücks 17 verformt, indem die obere Öffnung nach innen
in einer bestimmten gewünschten Form eingezogen wird, und andererseits der Boden
des als Behälter ausgebildeten Werkstücks 17 nach innen gedrückt.
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Zur Einbringung und Ausbringung der Werkstücke 17 in die Maschine
dient beispielsweise ein Förderband 37, dessen Förderketten 38 Platten 39 tragen,
in denen sich Öffnungen 40 befinden, oberhalb welcher Ringe 41 aus
elastischem Werkstoff angeordnet sind, in denen die Werkstücke 17 durch Reibung
lose gehalten werden; die Werkstücke 17 sind also in diesen Halteringen 41 beweglich.
Nach der Bearbeitung eines jeden Werkstücks wird der obere, bewegliche Teil der
Maschine nach oben geführt, wobei das verformte Werkstück 17 mitgenommen wird; damit
es für den Weitertransport freigegeben wird, wird Preßluft in den Behälter 17 geblasen,
wodurch der Behälter nach unten bis zu einem Anschlag etwas oberhalb des Kopfstücks
32 unter dem Boden des Behälters bewegt wird; danach kann das Förderband 37 um einen
Schritt vorrücken, um ein neues, zu verformendes Werkstück in die Maschine einzubringen.
Die Einrichtung zum Zu- und Abführen der Werkstücke kann auch in anderer bekannter
Weise ausgebildet sein.
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In den F i g. 2 bis 5 sind verschiedene Möglichkeiten zur Ausbildung
der Formwerkzeuge für das Einziehen von Behälteröffnungen gezeigt. Wie F i g.1 erkennen
läßt, haben die Rollwerkzeuge einen profilierten Kopf 21 mit einer ganz bestimmten
Form, durch die erreicht wird, daß der obere Rand der Behälter 17 in einer der Profilierung
des Kopfes 21
entsprechenden Form eingezogen wird. Beim Einführen des Behälters
mit seinem oberen Rand zwischen die Rollwerkzeuge bzw. deren Köpfe 21, von denen
mehrere feststehend, aber drehbar um die Drehachse des Werkstücks herum und in Axialebenen
zu dieser angeordnet sind, trifft der obere Rand der Behälterwandung zunächst auf
eine kegelförmige oder gewölbte Fläche 51 der angetriebenen Köpfe 21 auf, an welche
sich dann eine Fläche 52 anschließt, die an der Berührungsstelle mit der Wandung
des Behälters 17 eine vorzugsweise schwache Neigung gegenüber einer Radialebene
besitzt. Diese Fläche, die zumeist mit einer flachen Kerbe versehen ist, hat die
Aufgabe, das Material des Behälters zu erhitzen und so zum Fließen zu bringen, damit
es sich dann schnell in der gewünschten Weise von der nachfolgenden formenden Fläche
53 in die gewünschte endgültige Form bringen läßt. Im oberen Bereich der Fläche
53 befindet sich eine Wölbung 54, die den Rand des Behälters umlenkt, so daß er
auf einen in den Innenraum des Behälters hineinragenden Dorn 55 auftrifft, wodurch
ein Umbördeln nach innen erreicht wird. Dies wird unterstützt durch in dem Kalibrierdorn
55 angeordnete Kugeln 56, die beim Umlauf den Behälterrand glätten und stauchen.
Während bei dem Behälter nach F i g. 2 die Schulter im Bereich des eingezogenen
Teils nach außen gewölbt ist, ist bei dem Behälter 17' nach F i g. 3 die Schulter
nach innen gewölbt und an den Behälter ein Halsstück angeformt. Die Werkzeugköpfe
21 lassen sich in der unterschiedlichsten Weise profilieren, um den eingezogenen
Teilen der Behälter bestimmte gewünschte Formen zu geben.
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Um an einen Behälter einen langen, schlanken Hals anzuformen, was
wiederum durch Einziehen in der erfindungsgemäßen Weise geschieht, findet ein Werkzeug
Verwendung, das in F i g. 4 dargestellt ist. Die Formwerkzeugköpfe 21 sind in der
beschriebenen und dargestellten Weise ausgebildet. Oberhalb von diesen sind jedoch
um den zentralen Dorn 55 herum Walzen 57 angeordnet, die auf Achsen 58 gelagert
sind, welche selbst von einer entsprechend ausgebildeten Tellerscheibe 26 mit angeflanschtem
Zylinderkörper 26 a getragen werden. Der von den Formrollen 21 eingezogene und auf
einen engeren Durchmesser gebrachte Behälterteil wird bei der Aufwärtsbewegung über
den Kalibrierdorn 55 geschoben und dabei an der Außenseite von den Walzenkörpern
57 bearbeitet, welche die Wand noch strecken, egalisieren und glätten.
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Ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Rollwerkzeuge der erfindungsgemäßen
Vorrichtung geht aus F i g. 5 hervor; bei diesem ist der profilierte Kopf 61 in
zwei Teile unterteilt, und zwar in den äußeren Kopfteil 62, der leicht drehbar
mit seinem hohlen Schaft 63 in einer Halterung 64 gelagert und mit einer
mit einem Friktionsbelag 65 ausgerüsteten Antriebsscheibe 66 verbunden ist, welche
an dem angetriebenen Ring 67 anliegt und von diesem in Drehung versetzt wird. In
dem hohlen Schaft 63 des äußeren Kopfteils 62 ist der Schaft 68 des inneren, axial
vor dem äußeren Kopfteil 62 mit dem größeren Außendurchmesser liegenden Kopfteils
69 drehbar gelagert, wobei gegebenenfalls, wenn es zweckmäßig ist, zwischen den
beiden Kopfteilen 62 und 69 Bremselemente od. dgl. angeordnet sind, um zu erreichen,
daß der Kopfteil 69 von dem angetriebenen Kopfteil 62 mitgenommen wird, oder auch
den inneren Kopfteil 69 ebenfalls anzutreiben, wie dies in F i g. 5 beispielsweise
dargestellt ist. Die Drehachse bei diesen Rollwerkzeugen kann zur Drehachse der
Werkstücke rechtwinklig oder gegebenenfalls auch gegenüber einer Radialebene zur
Werkstückachse leicht geneigt sein.
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Zweckmäßigerweise ist unterhalb der Rollwerkzeuge eine Klaibrierbüchse
71 drehbar gelagert, welche am oberen Rand 72 nach innen verengt ist, um an dieser
Stelle den Behälter ganz geringfügig einzuziehen und mit einem scharfen Rand bzw.
Absatz in der Wandung zu versehen, was für das Lakkieren
und gegebenenfalls
das Bedrucken der Behälter sehr vorteilhaft ist.
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In F i g. 6 ist eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Maschine dargestellt, die im wesentlichen einen ähnlichen Aufbau aufweist wie diejenige
gemäß F i g. 1. Die Rollwerkzeuge 81 sind hier in Hülsen 82 gelagert, die mittels
der Hebelarme 83 um die Zapfen 84 schwenkbar gelagert sind. An den Hebelarmen 83
befestigte Zapfen 85 gleiten in schwenkbar gelagerten Hülsen 86, die an auf den
Führungen 87 gelagerten Kulissen 88 befestigt sind. Dadurch wird eine Zwangssteuerung
der Rollwerkzeuge hinsichtlich ihrer Neigung erreicht. Die Rollwerkzeuge werden
durch ein zentrales Antriebsrad 89 in Drehung versetzt, welches auf einem Reibbelag
90 am Kopf 91 der Rollwerkzeuge aufliegt. Der obere Teil der Maschine, der die Form-
und Antriebsaggregate enthält, ist auf und ab beweglich. Bei der Abwärtsbewegung
treffen zunächst die oberen Teile der Rollwerkzeugköpfe 91 auf den oberen Rand des
Behälters auf und formen diesen in der gewünschten Weise, sie bördeln ihn beispielsweise
nach innen ein. Bei der weiteren Abwärtsbewegung werden die Rollwerkzeuge 81 geschwenkt,
so daß die übrigen profilierten Partien der Rollwerkzeugköpfe 91 wirksam werden
und nun auf die Behälterwandung einwirken und diese im Bereich der COffnung nach
innen einziehen bzw. verengen. Um den Boden des Behälters 72 nach innen zu wölben,
sind unterhalb des den Behälter 92 zentrierenden und haltenden Ringes 93 drehbar
gelagerte Formwalzenkörper 94 angeordnet, die bei Drehung des Behälters dem Boden
eine gewölbte Form geben, während der Behälter gegen die Rollwerkzeugköpfe 91 gedrückt
wird.