Aus
der
DE 692 14 821
T2 ist eine vergleichbare Vorrichtung bekannt. Diese ist
durch eine radial außenseitig
wirksame, an das herzustellende Bodenprofil des Behälters angepasste
Abstützung
und durch eine radial innenseitig befindliche Anordnung von Nachformrollen
gekennzeichnet, die entlang der im Wesentlichen vertikalen Wand
des Bodenprofils abrollbar sind und darüber hinaus zwischen einer radial
innen liegenden Position, bei der keine Berührung zwischen der Nachformrolle
und der genannten vertikalen Wand besteht und einer radial außen liegenden
Position, in der eine Berührung
mit der vertikalen Wand besteht, bewegbar ist.
Solche
sogenannten Getränkedosen
bestehen üblicherweise
aus einer Seitenwandung, einem Übergangsabschnitt
und einem Boden, der einen Stehrand, eine innere Ringwand und ein
im Wesentlichen domartig gestaltetes Mittelfeld beinhaltet. Wenn
derartige Getränkedosen
mittels einer zur Herstellung von Dosenkörpern eingerichteten Maschine hergestellt
werden, weist der durch die zur Bodenherstellung eingerichtete Station
geformte Boden üblicherweise
eine radial einwärts
schräg
verlaufende Innenwandung auf, mittels welcher eine leichte Entfernung
von dem Bodenformungswerkzeug möglich
ist. Es ist in den letzten Jahren üblich geworden, diese innere
Wandung zumindest nach Maßgabe
eines vertikalen Profils nachzuformen oder, welches üblicher
ist, nach Maßgabe
eines negativen Winkels oder eines Haken- oder Rillenprofils.
Die
sich aus der Nachverformung des Bodenprofils ergebenden Nutzen sind
hinsichtlich der Begrenzung des Domwachstums und der Zunahme des
Domumkehrdruckes nachgewiesen worden. Wenn die Dose unter Druck
gesetzt wird, wird der Dom in auswärtiger Richtung "wachsen", wobei das um den
Aufstandsdurchmesser herum orientierte Metall ausgeformt wird, so
dass der Stehrand ausgerollt wird und die Dosenhöhe zunimmt. Das Domwachstum
ist auf diese Weise dann ein besonderes Problem, wenn die Dose den
Drücken
einer Pasteurisierung widerstehen muss, welches der Fall ist, wenn
es sich bei dem Produkt z.B. um Bier handelt. Der Domumkehrdruck
ist der Druck, bei welchem der von einem beispielsweise kohlensäurehaltigen
Getränk
ausgehende Innendruck das domartig gestaltete Mittelfeld zur vollständigen Umkehrung
seiner Gestalt ausgehend von einer zur Außenseite konkaven zu einer
konvexen Form veranlasst.
Obwohl
die Prinzipien des Nachformens eines Bodenprofils allgemein bekannt
sind, ist festgestellt worden, dass eine zur Ausführung des
Nachformverfahrens verfügbare
Vorrichtung nicht vollständig
zufriedenstellend arbeitet. Ein Nachformen des äußeren Bodenprofils, welches
durch Aufbringung eines radialen Innendruckes auf den Übergangsabschnitt
der Dose durchgeführt
wird, ist allgemein bekannt, weist jedoch Probleme hinsichtlich
der erreichten Endgestalt und/oder hinsichtlich der Werkzeugentfernung
auf, nämlich
dann, wenn durch Pressung der inneren Ringwandung auf einer entsprechend gestalteten
Spanneinrichtung ein negativer Winkel geformt wird.
Ein
Nachverformen des inneren Bodenprofils beinhaltet die direkte Aufbringung
einer Walze auf die Innenwandung, um einen Teil derselben oder diese Wandung
zur Gänze
mit Hinblick auf ein spezifisches neues Profil hin nachzuverformen.
Ein besonderes Problem, welches bei den an sich bekannten Werkzeugen
zum Nachverformen des inneren Bodenprofils festgestellt worden ist,
besteht darin, dass sich an den Werkzeugteilen eine sehr hohe Verschleißrate einstellt.
Dieser Verschleiß ist
besonders kostenträchtig
bezüglich
der Ersatzteile wobei dann, wenn keine Teile ersetzt werden, der
Verschleiß zu
Veränderungen
des jeweiligen Profils führt,
welches für
die Verbesserung der Dosenqualität
kritisch ist.
Mittels
der vorliegenden Erfindung wird eine Lösung dieser Probleme gesucht,
insbesondere für das
Nachverformen des inneren Bodenprofils, und zwar dadurch, dass ein
Verschleiß so
weit wie möglich
eliminiert wird.
Erfindungsgemäß wird eine
Vorrichtung zum Nachverformen des Bodenprofils einer Dose vorgeschlagen,
welche durch einen drehbaren Träger
zum Drehen der Dose, eine Walzeinrichtung zum Formen eines gewünschten
neuen Profils des Dosenbodens, elastische Betätigungsmittel zum Bewegen der
Walzeinrichtung in radialer Richtung zwecks Berührung mit dem Boden und durch
einen Anschlag zur Begrenzung der maximalen radialen Bewegung und
zur Aufrechterhaltung der radialen Position der Walzreinrichtung
bei einer gewünschten
Profiltiefe gebildet ist.
Der
Ausdruck "Profiltiefe" oder "Tiefe des nachverformten
Merkmals" sollte
die radiale Tiefe des jeweiligen, durch die Walzeinrichtung geformten Merkmals
beschreiben. Es sollte nicht mit der Höhe des Merkmals verwechselt
werden, welche sich auf den axialen Abstand von dem Stehrand bezieht,
z.B. dem Teil des Bodens, auf welchem die Dose steht.
Im
Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen wird bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf diese Weise die Dose und nicht das Werkzeug gedreht. Indem ferner
elastische Mittel zur Betätigung
der Walzeinrichtung benutzt werden, wird der Verschleiß und/oder
ein Spiel der Vorrichtung eliminiert, welches Veränderungen
des Bodenprofils mindert.
Bei
einer Ausführungsform
umfassen die elastischen Betätigungsmittel
einen Nocken und einen Nockenstößel zur
Steuerung der radialen Bewegung der Walzeinrichtung.
Das
elastische Betätigungsmittel
kann eine Drehmomentwelle einschließen. Diese vermittelt die Elastizität zwischen
der Bewegung der Betätigungsmittel
wie z.B. einem Nocken und dem Werkzeug. Alternative Mittel wie z.B.
eine Feder oder eine Stange können
benutzt werden, um den Nockenstößel zu überfahren.
Ein
Exzenter oder ein Schwenkhebel können ebenfalls
zur Betätigung
der Walzeinrichtung benutzt werden. Eine Betätigung der Walzeinrichtung
durch Drehung eines Exzenters eliminiert die Notwendigkeit großer Winkel
bei der Druckübertragung über Gestänge, welche
beispielsweise bei Schwenk- und Verbindungshebeln auftreten, sobald
die Richtung der Nockenbewegung in Richtung der Dosenachse verläuft.
Die
Dose besteht vorzugsweise aus einem einstückigen Dosenkörper, der
eine Seitenwandung, einen Übergangsabschnitt
und einen Boden aufweist, welch letzterer eine ringartige Innenwandung und
ein im Wesentlichen domartig gestaltetes Mittelfeld aufweist. Üblicherweise
kann es die innere Wandung sein, welche mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
nachverformt wird.
Die
Walzeinrichtung kann einen Kreuzschlitten aufweisen, auf welchem
eine Walze frei drehbar angeordnet ist. Um die Dosen zu drehen,
kann der drehbare Träger
jeden Teil der Dose halten, und zwar innen- oder außenseitig,
die Seitenwand oder die Enden oder es kann auch ein jeder Teil der
Enden gehalten werden. Vorzugsweise wird eines oder werden beide
Enden der Dose zwecks Drehung der Dose gehalten.
Der
Anschlag kann aus einem Bolzen bestehen, der in einer festen Stellung
in der Nähe
der Walzeinrichtung montiert ist. Zum Beispiel kann der Anschlagbolzen
derart montiert sein, dass dann, sobald der Kreuzschlitten durch
Drehung eines Exzenters radial bewegt wird, dieser Kreuzschlitten
sich bewegen wird, bis er den Anschlagbolzen berührt. Er wird anschließend in
dieser Stellung während
des Nachformverfahrens gehalten.
Das
elastische Mittel ist vorzugsweise elastisch montiert, beispielsweise
auf einer Feder, die komprimierbar ist, um mittels der Vorrichtung
eine Nachverformung von Dosenböden
mit unterschiedlichen Höhen
zu ermöglichen
oder um eine Toleranz bereitzustellen, die an geringfügige Abweichungen der Dosenhöhe angepasst
ist. Diese elastische Montage ist dann von besonderer Bedeutung,
wenn das Nachverformen des Bodenprofils mit einem Einschnür- und/oder Bördelverfahren
kombiniert ist.
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wird im Folgenden näher
erläutert:
Drehen
der Dosen, elastisches Betätigen
einer Walzeinrichtung um diese in ra dialer Richtung zu bewegen und
in Berührung
mit dem Boden zu bringen, Begrenzen der maximalen radialen Bewegung
und Aufrechterhaltung der radialen Stellung der Walzeinrichtung
und Formung eines gewünschten
neuen Profils, welches eine konstante Tiefe des Dosenbodens aufweist.
Vorzugsweise
wird die Walzeinrichtung durch Drehung eines Exzenters betätigt.
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beispielhaft beschrieben werden. Es zeigen:
1 eine
Seitenansicht einer ersten Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Nachverformen eines Bodenprofils im Schnitt;
2 eine
Schnittdarstellung gemäß einer Ebene
Y-Y der 1;
3 eine
der Schnittdarstellung gemäß 1 entsprechende
Darstellung, welche eine Dose in der Behandlungsposition zeigt;
4 eine schematische Ansicht einer zweiten
Ausführungsform
einer Vorrichtung zur Nachverformung des Bodenprofils und
5 eine
schematische Ansicht einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsform.
1 zeigt
eine Vorrichtung zur Nachverformung des inneren Bodenprofils einer
Getränkedose, welche
einen domartigen Boden aufweist. Die Vorrichtung umfaßt zwei
grundsätzliche
Unterbaugruppen. Eine äußere Unterbaugruppe 1 umfaßt einen Ausstoßer 10,
der den Dosenboden trägt
und der mittels eines Zahnrads 12 über eine Welle 14 und
eine Keilverzahnung 16 gedreht wird.
Die übrige Vorrichtung,
z. B. die zentrale zweite Unterbaugruppe 2 umfaßt das Nachverformwerkzeug.
Eine Drehmomentwelle 20 wird über ein segmentiertes Zahnrad 22 angetrieben.
Die Drehmomentwelle 20 weist eine Achse auf, deren Mittelpunkt in 2 dem
Schnittpunkt der Linien 21, 23 entspricht. Eine
Walze 24 ist exzentrisch zu der Drehmomentwelle 20 angeordnet.
Die Exzentrizität
ist anhand des Mittelpunktes nachvollziehbar, der durch den Schnittpunkt
der Linien 23 und 25 in 2 gekennzeichnet
ist. Anhand dieser Zeichnungsfiguren ist ferner erkennbar, daß die Walze 24 eine
Mittelachse aufweist, die exzentrisch zu derjenigen der Drehmomentwelle 20 verläuft.
Auf
der exzentrischen Walze 24 befindet sich ein Schlitten 26 und
es ist eine frei drehbare, zum Nachverformen dienende Walze 28 unter
Zwischenanordnung eines Lagerdistanzstücks 30 ebenfalls auf
dem Schlitten 26 angeordnet. Eine Bewegung des Schlittens 26 innerhalb
des Raumes 32 ist durch Anschlagkomponenten begrenzt, welche
einen Anschlagbolzen 34 und eine Schraube 36 umfassen.
In 3 ist
eine Dose 40 gezeigt, die einen Boden mit einem domartig
gestalteten Mittelfeld 42 und eine ringartige Innenwand 44 aufweist.
Während des
Betriebes wird die Dose auf die den Ausstoßer umfassende Unterbaugruppe 1 aufgesetzt,
welche aufgrund ihrer Verbindung zu der Welle 14 über die Keilverzahnung 16 axial
bewegbar ist. Der Ausstoßer kann
auf diese Weise axial bewegt werden, um Dosen dem Nachformwerkzeug
zuzuführen
und um es zu ermöglichen,
daß die
Vorrichtung während
einer Einschnürbehandlung,
falls dies gewünscht
ist, axial bewegt wird. Die Dose wird mittels eines schräg verlaufenden
Mittelprofils 11 auf dem Ausstoßer 10 geführt. Auf
diesem Wege ist die durch den Ausstoßer vermittelte Unterstützung durch
eine einfache Berührung
gekennzeichnet und es wird die Dose in einer typischen Weise in
Verbindung mit einem sich am entgegengesetzten Ende der Dose befindlichen
Spreizkopf gehalten.
Eine
Abstreiferführung 5 kann
benutzt werden, um den Übergangsabschnitt
der Dose zu erfassen und um die Dosenrückführbewegung zu unterstützen, sobald
die Ausstoßerbaugruppe
nach Abschluß des
Nachformverfahrens zurückgezoge
wird.
Die
Ausstoßerbaugruppe 1 wird
mittels des Zahnrads 12 angetrieben, so daß sich auf
diese Weise die Dose 40 dreht. Die Dosendrehung ist unabhängig von
dem Nachformen des Bodenprofils mittels der Unterbaugruppe 2 unter
Mitwirkung der Welle 46, wobei sich die Unterbaugruppe 2 nicht
dreht.
Durch
das Zahnrad 22 (vergleiche 1) wird
die Drehmomentwelle 20 gedreht, welche ihrerseits den Exzenter 24 dreht.
Durch den Exzenter 24 wird anschließend die radiale Bewegung des
Kreuzschlittens 26 ausgelöst, bis der Schlitten 26 den
Anschlagbolzen 34 berührt.
In dieser Position ist die Drehmomentwelle vollständig gespannt.
Die Stellung des Anschlagbolzen 34 ist derart eingestellt,
daß die Walze 28,
die auf dem Schlitten 26 angeordnet ist, die Innenwandung 44 des
Bodens 42 einer Dose nachformt, die sich in einer bestimmten,
von der gewünschten
Profiltiefe abhängigen
Stellung auf dem Ausstoßer 10 befindet.
Diese Tiefe hängt
von der Spezifikation des Dosenmaterials und der gewünschten
Form des Bodenprofils ab.
Üblicherweise
wird eine anfängliche
Berührung
mit der Innenwandung nach eine Umdrehung der Dose stattfinden. Sobald
die Berührung
mit der Innenwandung des Dosenbodens besteht, wird das Nachformverfahren
mittels der Walze 28 ausgeführt, während die Dose rotiert. Es
kann ungefähr
drei Dosenumdrehunger in Anspruch nehmen, bis das gewünschte Profil
geformt ist, zu denen typischerweise weitere zwei Drehungen hinzutreten,
um eine gleichförmige
Tiefe des nachverformten Merkmals zu erreichen. Diese Fähigkeit,
nämlich
eine gleichförmige Tiefe
zu erzielen, ist nur mittels der erfindungsgemäßen Maschine zu erreichen,
bei welcher eine Dosenrotation mit elastischen Steuermitteln kombiniert
ist wie z. B. der Drehmomentwelle dieser Ausführungsform und ferner mit einem
Anschlagmechanismus, um das, den Dosenboden umgebende Profil zu
kontrollieren und gleichermaßen
das Profil unterschiedlicher Dosen.
Die
Höhe, mit
welcher das Dosenprofilmerkmal erreicht wird, wird durch die Abmessungen
eines Distanzhalters 30 bestimmt, auf welchem die Walze 28 montiert
ist. Dieses Distanzstück
kann ersetzt oder nachbearbeitet werden, sobald Änderungen in der Profilhöhe gefordert
werden. Unterschiedliche Dosenhöhen
können
durch Kompressionen von Federteilen oder Austauschteilen 48 nach
Art von Distanzstücken
erreicht werden, die in 1 gezeigt sind. Dies ist besonders
sinnvoll, sobald ein Nachverformen des Bodenprofils in einer einziger
Vorrichtung mit einem Einschnür-
und Bördelverfahren
kombiniert wird.
Eine
alternative Ausführungsform
einer Vorrichtung zum Nachformen eines Bodenprofils ist in 4 gezeigt. Der schematische Seitenschnitt
gemäß
4a zeigt
den Ausstoßerträger 10,
der mittels eines Zahnrades 12 gedreht wird, um die Dose 40 zu
drehen. Unabhängig
von der Dosenrotation ist eine derjenigen in den 1 und 3 gezeigten
Kreuzschlittenanordnung 26 ähnliche Anordnung gegeben,
wobei jedoch der Kreuzschlitten linear mittels eines Nockens und
eines Nockenstößels 50 betätigt wird.
Der Nockenstößel ist
auf einer Feder 52 angeordnet, und zwar an dem entgegengesetzten Ende
des Kreuzschlittens, welches dem Endanschlag 36 gegenüberliegt.
Diese Feder ersetzt die Funktion der Drehmomentwelle der ersten
Ausführungsform
dahingehend, dass dem Nockenstößel eine
Elastizität
verliehen wird, mittels welcher ein Überfahren ermöglicht und
eine exzessive Bewegung des Nockens verhindert wird.
Gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird der Kreuzschlitten 26 mittels einer Schwenkhebelanordnung 54, 56 betätigt, die
in 5 gezeigt ist. Bei dieser Ausführungsform wird der Kreuzschlitten
entlang eines Bogens und nicht linear wie bei der Ausführungsform
gemäß 4 bewegt. Bei dieser Ausführungsform
wirkt der Nocken senkrecht zu der Dosenachse, so dass auf diese Weise
die hohen der dem Stand der Technik zuzuordnenden Schwenkhebelanordnungen
eigenen Winkel bei der Druckübertragung
vermieden werden.
Eine
jede der Ausführungsformen
einer Vorrichtung zum Nachformen des Dosenbodens können verwendet
werden, um das Profil des Bodens einer Getränkedose zu verändern, welches
in der, zur Formung des Domes eingerichteten Station einer Maschine
zur Herstellung von Dosenkörpern
hergestellt worden ist. Das Verfahren zur Ausbildung des Domes kann
dadurch leichter ausgeführt
werden, indem komplexere Profile während dieses abgetrennten Nachformveorfahrens
hergestellt werden. Der Gebrauch einer solchen Station zum Nachformen
des Bodens kann die Verwendung dünner
bemessener Werkstoffe ermöglichen
und darüber
hinaus ein solches Innenprofil der Dose ermöglichen, welches einfacher
beispielsweise mittels eines Lacks besprüht werden kann.
Das
Verfahren und die Vorrichtung bringen eine deutliche Absenkung des
Komponentenverschleißes
und der sich anschließende
Instandhaltungsausgaben mit sich und es wird darüber hinaus eine jegliche Tiefenvariation
bei den nachverformten Bodenprofilen sowohl bei einzelnen Dosen
als auch im Vergleich mehrerer Dosen untereinander wesentlich eliminiert.