DE19730900A1 - Sickeneinrichtung zum Tiefziehen von Sicken der Wandung eines hohlzylinderförmigen Rohlings (Zarge) für eine Blechemballage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sickeneinrichtung zum Tiefziehen von Sicken der Wandung eines hohlzylinderförmigen Rohlings (Zarge) für eine Blechemballage mit den weiteren Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Blechverpackungen und insbesondere Konservendosen in allen mögli­ chen denkbaren Abmessungen sind insbesondere aus der modernen Le­ bensmittelindustrie nicht wegzudenken. Unter dem allgemeinen Ko­ stendruck und insbesondere angesichts gestiegenen Umweltbewußt­ seins sind die Wandstärken der zur Herstellung der Rohlinge ver­ wendeten Platinen, d. h. die als Rohmaterial dienenden Bleche, im­ mer dünner geworden. So werden beispielsweise größere Konservendo­ sen derzeit aus einem Blechmaterial mit einer Stärke von 0,1 mm hergestellt; erste erfolgversprechende Versuche sind mit Blech­ stärken von 0,08 mm durchgeführt worden.

Ebenfalls aus Kostengründen werden hohlzylinderförmige Blechver­ packungen und insbesondere die klassische Konservendose während des Transports und während der Lagerung hoch übereinander gesta­ pelt, wobei dementsprechend die unteren Lagen hohen Drücken stand­ halten müssen. Naturgemäß wird dies um so schwieriger, je geringer die Wandstärke, d. h. die Materialstärke des zur Herstellung der Konservendose verwendeten Bleches ist.

Bei den äußerst dünnen Wandstärken moderner Blechverpackungen kommt es insbesondere auf sehr hohe Maßhaltigkeit an, mit anderen Worten müssen die geometrischen Bestimmungsgrößen trotz sehr hoher Produktionszyklen mit hoher Genauigkeit eingehalten werden.

Besondere Anforderungen sind bei zylinderförmigen Blechemballagen an die konzentrisch angeordneten Sicken zu stellen, die die Zylin­ derwandung versteifen, um ein Einknicken oder Ausbeulen unter ho­ hen Drücken zu verhindern und demgemäß trotz geringeren Wandstär­ ken eine gute Stapelfähigkeit der befüllten Konservendosen zu ge­ währleisten.

Der Rohling einer herkömmlichen zylinderförmigen Konservendose wird auch als "Zarge" oder "Body" bezeichnet. Dabei wird üblicher­ weise der Rohling so weit fertiggestellt, daß der durch einen un­ teren Boden verschlossene Rohling befüllt werden kann, wonach der Deckel aufgesetzt und durch Falzen mit dem Rohling verbunden wird, so daß die fertige geschlossene Konservendose entsteht.

Zum Herstellen des Rohlings werden sogenannte "Body-Former" ver­ wendet, in denen die Bearbeitungsstufen Umbördeln des unteren Ran­ des, Verbinden mit einem Deckel durch Falzen und Sicken der Zylin­ derwandung durchgeführt werden. Gegebenenfalls können noch Bear­ beitungsschritte wie Trennen und Einziehen, d. h. das sogenannte "Necking", vor- oder nachgeschaltet werden, wobei bei letzterem der Durchmesser des hohlzylinderförmigen Rohlings verkleinert wird, um kleinere Deckel verwenden zu können.

Die einzelnen Bearbeitungsschritte werden angesichts des rota­ tionssymmetrischen Querschnitts der Zarge üblicherweise bei gleichzeitigem Drehen der Zarge durchgeführt. Zur Übergabe von einer Bearbeitungsstation zur nächsten sind Handhabungsgeräte vor­ gesehen. Die einzelnen Bearbeitungsstationen werden gemäß ihrer Funktion beispielsweise als "Bördelturm", "Falzturm" und "Sicken­ turm" bezeichnet.

Die Erfindung ist auf eine Sickeneinrichtung, d. h. auf den als "Sickenturm" bezeichneten Anteil eines "Body-Formers" gerichtet.

Die prinzipielle Arbeitsweise eines Sickenturmes, bzw. einer Sickeneinrichtung im Sinne dieser Patentanmeldung, ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Die sogenannte "Zarge", d. h. ein hohlzy­ linderförmiger Rohling, der einseitig durch einen Deckel ver­ schlossen ist, der durch Umbördeln und Falzen mit der Zylinderwan­ dung verbunden ist, wird in Richtung des Einlaufes in einen stern­ förmig ausgebildeten Drehteller eingeschleust, wobei bei weiterem Drehen des Drehteller die Zylinderwandung der Zarge zwischen einem inneren und einem äußeren Formwerkzeug eingespannt wird. Nach zir­ ka 2 1/2-maligem Abrollen der Zylinderwandung auf der Innenseite einer sogenannten Sickensichel verläßt die nun mit Sicken versehe­ ne Zarge den Sickenturm bzw. die Sickeneinrichtung in Richtung des Auslaufs, wo sie von weiteren Handhabungsautomaten o. ä. beispiels­ weise einer Abfüllstation zugeführt werden kann.

Um eine ordnungsgemäße Führung zwischen innerem und äußerem Form­ werkzeug zu gewährleisten, ist die Zarge bisher mit ihrem Rand auf einer mit dem Sickenturm bzw. der Sickeneinrichtung fest verbunde­ nen Führungsfläche geführt worden, wobei über dem oberen Rand der Zarge eine zweite, ortsfest mit dem Sickenturm verbundene Füh­ rungsfläche zur Führung der Zarge vorgesehen war.

Es kam daher zwischen beiden kreisförmigen Rändern der hohlzylin­ derförmigen Zarge und den jeweiligen zugeordneten Führungsflächen zu einer Relativbewegung und damit Reibung. Bei den in der Blech­ verpackungsindustrie verwendeten Materialien war es unabänderlich, zwischen einem der beiden Ränder und der zugeordneten Führungsflä­ che ein Spiel von zumindest 0,3 mm vorzusehen, um zwischen einer Führungsfläche und dem zugeordneten Rand Reibung zu verhindern. Dieses Spiel ist bei den extrem hohen Anforderungen an Maßhaltig­ keit, die wegen der dünnen Materialstärken an moderne Blechembal­ lagen gestellt werden, bereits zu groß, da die Zarge **, der es ihr erlaubt, zu verkanten. Dadurch kommt es zu einem Verlaufen der Sicken, d. h. sprungförmigen Fehlern im Verlauf der konzentrischen Sicken. Diese Unregelmäßigkeiten sind bereits ausreichend, um bei einer hohen Stapelhöhe von Konservendosen beispielsweise zum Ver­ sagen einer Dose und damit u. U. zum Einstürzen eines gesamten Sta­ pels mit den entsprechenden denkbaren Unfall folgen für Lagerarbei­ ter etc. zu führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemä­ ße Sickeneinrichtung so zu verbessern, daß die Maßhaltigkeit der gefertigten Sicken erhöht und die Ausschußquote reduziert wird.

Die Lösung der Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, auf die beim Stand der Technik vorgesehene zweite ortsfeste Füh­ rungsfläche zu verzichten und statt dessen eine rechtwinklig zur Sickenachse abstehende Anschlagfläche vorzusehen, die während des Sickens ohne Spiel auf dem oberen Rand der Zarge aufliegt.

Da die Anschlagfläche zusammen mit der Sickenachse rotiert, kann das Spiel zu Null gemacht werden, denn eine Relativbewegung zwi­ schen Führungsfläche und Zargenrand braucht nicht berücksichtigt zu werden.

Die Anschlagfläche kann in verschiedenen geometrischen Gestaltun­ gen vorgesehen sein. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, daß die Anschlagfläche konzen­ trisch zur Sickenachse ausgebildet ist.

Insbesondere kann die Anschlagfläche Teil eines die Sickenachse konzentrisch umgebenen Ringes sein, der bevorzugt geteilt und in Achsrichtung justierbar ausgebildet ist. Auf diese Weise können Sickenachse und Anschlagfläche auf die zu fertigende Dosenhöhe eingestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Sicken­ einrichtung mit acht Sickenachsen,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Sickenachse einer Vorrichtung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 die Ansicht gemäß Fig. 2 zu einem späteren Verfah­ renszeitpunkt,

Fig. 4 die Ansicht gemäß Fig. 2 während des Sickens,

Fig. 5 eine detailliertere Ansicht gemäß Fig. 4 und

Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Tasche zur Aufnahme einer zu sickenden Zarge.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Sickenturm schematisch in der Draufsicht. Längs des mit "Einlauf" gekennzeichneten Vor­ schubpfades werden die Zargen von dem Falzturm an den Sickenturm übergeben. Im Falzturm ist der untere Boden durch Falzen mit dem hohlzylinderförmigen Mantel der Zarge verbunden worden.

Fig. 1 zeigt, daß der Sickenturm 10 insgesamt acht Sickenachsen 1 bis 8 aufweist. Die Sickenachsen 1 bis 8 bewegen sich planetenför­ mig um die Mittelachse 20 des Sickenturmes 10.

Eine Sickensichel 22 erstreckt sich über einen Umfangswinkel von 180° und bildet mit einer entsprechend gerippten inneren Anlage­ fläche ein äußeres Formwerkzeug zum Tiefziehen der Sicken, wie Fig. 4 zeigt.

In Fig. 1 sind sieben Zargen 11 bis 17 durch strichpunktierte Kreise angedeutet.

Die Fig. 2 bis 4 zeigen verschiedene Stellungen von Sickenach­ se, Zarge und Sickensichel zueinander, in Abhängigkeit von der Winkelstellung. Im wesentlichen entspricht Fig. 2 der Winkelstel­ lung der Sickenachse 1 in Fig. 1, Fig. 3 der Winkelstellung zwi­ schen den Positionen 1 und 2 in Fig. 1 und Fig. 4 zeigt die Lage der Teile zueinander während des eigentlichen Sickens, d. h. längs des Winkelbereiches, der durch die Sickensichel 22 abgedeckt wird, d. h. zwischen den Positionen 2 und 6 in Fig. 1.

Wie Fig. 2 zeigt, wird die Zarge 11 nach Eintreten in den Sicken­ turm längs der "Einlauf"-Strecke in Fig. 1 von einer federnd ge­ lagerten Tasche 24 geführt und steht mit ihrem unteren Rand 26 auf einer Führungsfläche 28 auf. Im Verlauf des weiteren Winkelweges wird die Führungstasche 24 in Richtung des Pfeiles in Fig. 3 nach oben verfahren, so daß die Zarge 11 - nunmehr nahezu in Position 2 in Fig. 1 angelangt - über die Sickenachse 1 gestülpt wird, bzw. die Sickenachse, die ihre Höhe unverändert beibehält, in die zu sickende Zarge 11 eintaucht.

Dabei kommt eine mit der Sickenachse 1 mitrotierende Anschlagflä­ che 32 am oberen Rand 30 der Zarge 11 ohne Spiel zur Anlage.

Die Zarge 11 wird nun gemäß Fig. 3 spiel frei zwischen Führungs­ fläche 28 und der Anschlagfläche 32 eingespannt. Die Zarge 11 kann daher nicht verkanten, wobei die mitrotierende Anschlagfläche 32 dazu führt, daß die Reibung auf akzeptable Größen begrenzt wird.

Beim Erreichen von Position 2 in Fig. 1 wird die Mantelfläche der Zarge zwischen der Sickenachse 1 als innerem Formwerkzeug und der Sickensichel 22 als äußerem Formwerkzeug unter Sickenbildung ver­ formt. Die genaue Führung durch Anschlagfläche 32 und Führungsflä­ che 28 führt zu höchst genauen Sicken, die ohne Verlauf gezogen werden, während der Mantel der Zarge auf der Formfläche der Sickensichel zirka 2 1/2 mal abrollt, während sich die Sickenachse und mit ihr die Zarge aus Position 2 in Fig. 1 in Position 6 in Fig. 1 bewegt.

Fig. 5 und 6 zeigen die in den Fig. 1 bis 4 schematisch dar­ gestellten Bauteile mit mehr Einzelheiten.

Eine Führungsachse 34 mit Linearkugellagern 36 ermöglicht das in Fig. 3 gezeigte senkrechte Verfahren von Tasche 24 und Führungs­ fläche 28. Wie Fig. 5 zeigt, ist die Führungsfläche 28 in Form einer Platte aus einem speziellen Werkstoff ausgebildet, die einen geringen Reibkoeffizienten zwischen dem unteren Rand 26 der zu sickenden Zarge und der Führungsfläche 28 sicherstellt. Die Füh­ rungstasche 24 ist federnd aufgehängt, wie Fig. 6 zeigt.

Die Anschlagfläche 32 ist Teil eines die Sickenachse 1 konzen­ trisch umgebenden Ringes 36, der einstellbar auf der Sickenachse 1 festgespannt werden kann.

Claims (4)

1. Sickeneinrichtung zum Tiefziehen von Sicken in der Wandung eines hohlzylinderförmigen Rohlings (Zarge) (11) für eine Blechemballage, insbesondere Konservendose, mit einem unteren Rand (26); mit einer Führungsfläche (28) für den unteren Rand (26) der Zarge (11), mit einer als äußeres Formwerkzeug die­ nenden Sickensichel (22), und mit einer als innerem Formwerk­ zeug dienenden Sickenachse (1), die während des Sickens in einem definiertem Abstand zur Führungsfläche (28) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenachse (1) eine rechtwinklig zur Achse abstehende Anschlagfläche (32) auf­ weist, die während des Sickens ohne Spiel auf dem oberen Rand (30) der Zarge (11) aufliegt.

2. Sickeneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche konzentrisch ausgebildet ist.

3. Sickeneinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche Teil eines die Sickenachse konzen­ trisch umgebenden Ringes (36) ist.

4. Sickeneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring geteilt und in Achsrichtung justierbar ausgebil­ det ist.