DE2131504C3 - Vorrichtung zum Konischweiten von Metalltuben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Konischweiten von Metalltuben, mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmalen, die Gegenstand des Hauptpatents sind.

Metalltuben, die üblicherweise als an einem Ende offene Zylinder hergestellt werden, lassen sich als solche nicht ineinander stecken und machen beim Stapeln und Transport erhebliche Schwierigkeiten, weil sie sperrig und leicht verformbar sind. Da aber vor dem Füllen der Tuben jegliche Verformung vermieden werden muli, ist es üblich, den Tuben eine leicht konische Form zu geben, die es ermöglicht, die Tuben ineinander zu stecken, so daß sich ihr Platzbedarf vermindert und ihre Widerstandsfähigkeit gegen äußeren Druck erhöht.

Aus der britischen Patentschrift 8 98 387 ist eine Vorrichtung zum Konischweiten von Metalltuben mit einer eine Tube aufnehmenden, innen konischen Matrize und einem in die Matrize einschiebbaren, außen konischen Stopfen bekannt. Der Stopfen weist eine Hülle aus Kautschuk auf, die innerhalb einer in die Matrize eingelegten Tube mit durch den Stopfen eingeleiteter Luft aufgeblasen werden kann, so daß sie sich von innen her an die Tube anlegt und diese weitet, bis die Tube die Form der Innenwand der Matrize annimmt. Solche Hüllen sind jedoch nicht genügend reißfest und müssen daher regelmäßig ausgewechselt

werden.

Aus der britischen Patentschrift 2 76 247 ist es ferner bekannt, ein rohrförmiges Werkstück im warmen Zustand mittels Druckluft zu einem Hohlkörper aufzuweiten, dessen Form durch eine das Werkstück aufnehmende Matrize bestimmt ist. Die Druckluft wird durch einen konischen Stopfen eingeleitet, der in das eine Ende des rohrförmigen Werkstücks derart eingreift, daß dieses zwischen dem Stopfen und der Matrize dicht eingeklemmt ist. Eine Relativbewegung zwischen Werkstück und Stopfen findet während des Aufblähens nicht statt, da das durch den Stopfen abgedichtete Ende des Werkstücks von vorneherein an der Matrize anliegt und deshalb beim Aufblähen seinen Durchmesser nicht ändert.

Bei Tuben dagegen, die insgesamt konisch geweitet werden sollen, ist es erforderlich, die Füllöffnung während des Aufblähens und der damit verbundenen Verkürzung der Tube abzudichten, ohne die Tube daran zu hindern, sich auch im Bereich der Füllöffnung zu weiten; zugleich muß aber verhindert werden, daß an der sich weitenden Füllöffnung erhebliche Druckluftverluste entstehen, die das Konischweiten verteuern würden.

Gemäß dem Anspruch 1 des Hauptpatents ist dies dadurch erreicht, daß der Stopfen einen Außenkonus von größerem Kegelwinkel als die Innenwand der Matrize aufweist, in die Füllöffnung der Tube eingreift, gegen deren Innenrand abdichtet, während des Aufweitens der Tube weiter in diese sowie in die Matrize einschiebbar und im Sinne einer Verschiebung zum geschl issenen Ende der Tube hin belastbar ist.

Mit dem Anspruch 2 des Hauptpatents ist eine Ausführungsform unter Schutz gestellt, bei welcher der Stopfen kolbenartig in eir.'.'tn am offenen Ende der Matrize lösbar befestigten Zylinder geführt ist, und an dessen von der Matrize abgewandtem, geschlossenem Ende eine mit Druckluft beaufschlagbare Zylinderkammer begrenzt. Dabei ist der Stopfen vorzugsweise gemäß Anspruch 3 des Hauptpatents muffenartig ausgebildet und auf einem aus der Tube herausragenden Schaft verschiebbar. Der Schaft ist ein Fortsatz eines die Tube vor dem Weiten im wesentlichen vollständig ausfüllenden Dorns, der einen axialen Austrittskanal und/oder radiale Austrittskanäle für Druckluft aufweist und über den Schaft an eine Druckluftquelle angeschlossen ist.

Bei dieser Ausführungsform mit einem am offenen Ende der Matrize lösbar befestigten Zylinder ist es erforderlich, die Matrize jeweils mit dem Zylinder zu verriegeln, nachdem eine ungeweitete, zylindrische Tube auf den Dorn aufgesteckt und die Matrize darübergeschoben worden ist. Erst dann kann Druckluft oder ein anderes Druckmedium durch den hohlen Schaft des Dorns in den Innenraum der Tube eingeleitet werden und gleichzeitig kann die Zylinderkammer unter Druck gesetzt werden, so daß sich der muffenarii;;e Stopfen in dem Maß in die Tube hineinverschiebt, wie sich die Tube an ihrer Füllöffnung weitet. Zum Entnehmen der geweiteten Tube muß der Zylinder von der Matrize gelöst werden, ehe der Dorn mit der Tube aus der Matrize herausgezogen werden kann. Hinzukommt, daß die Einzelteile der in der beschriebenen Weise gestalteten Vorrichtung einander sehr genau angepaßt sein müssen, damit der muffenartige Stopfen gegenüber dem Dorn einerseits und dem Zylinder

andererseits abdichtet, ohne sich verklemmen zu können.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die eingangs beschriebene, durch das Hauptpatent geschützte Vorrichtung derart weiterzubilden, daß sie besonders gleichmäßig und vor alltm schneller arbeitet.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zylindrische Dorn am Stopfen befestigt oder mit ihm einstückig ausgebildet und kürzer als der zylindrische Teil der ungeweiteten Tube ist, und daß die Länge des Außenkegels des Stopfens größer oder mindestens ebenso groß wie der Längenunterschied zwischen dem zylindrischen Dorn und dem zylindrischen Teil der ungeweiteten Tube ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat gegenüber der beschriebenen Ausführungsform gemäß Hauptpatent den Vorteil, daß sie nur zwei gegeneinander bewegbare Bauteile, nämlich die Matrize einerseits und den Stopfen mit dem Dorn andererseits aufweist. Außer dem Außenkege!, der gegen den Rand der Füllöffnung der Tube abdichtet, und dessen größter Durchmesser mindestens ebenso groß ist wie der größte Durchmesser der geweiteten Tube, ist am Stopfen oder Dorn keine weitere Dichtfläche erforderlich. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist daher besonders einfach und gegen Abnutzung unempfindlich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stopfen an der Kolbenstange einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylindereinheit befestigt, deren Hub mindestens ebenso groß ist wie der Längenunterschied zwischen dem zylindrischen Dorn und dem zylindrischen Teil der ungeweiteten Tube.

Die Kolbenstange ist vorzugsweise hohl und verbindet die Austrittskanäle im Dorn mit einer Druckluftqucl- 3«; Ie.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführtingsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung ist ein Längsschnitt durch eine _4C Vorrichtung zum Konischwehen zylindrischer Tuben dargestellt. Der Teil der Zeichnung links der Linie X-Y zeigt die Vorrichtung zu Beginn des Konischweitens einer Tube, während der Teil rechts der Linie X-Y die Vorrichtung am Ende des Konischweitens darstellt.

Die zu veriormende Tube 1 weist einen ursprünglich zylindrischen Mantel !',einen Schraubverschluß 1" und eine dazwischen angeordnete kegelstumpfförmige Schulter 1" auf. Die Tube 1 ist von einer rohrförmigen Matrize 11 umschlossen, die an einer Stütze A befestigt ist. Die Innenwand der Matrize 11 weist die kegelige Form auf, die der Mantel Γ der Tube 1 annehmen soll. Die Matrize ί ί weist radiale Entlüflungslöcher 12 auf, ist an ihrem unteren Ende 13 zum Einschieben der Tube 1 offen und weist an ihrem oberen Ende eine den Schraubverschluß 1" aufnehmende Aussparung 14 auf.

Gleichachsig mit der Matrize 11 ist ein Stopfen 20 angeordnet, dessen oberer Abschnitt als zylindrischer Dorn 21 mit einem ebenso großen oder etwas geringeren Durchmesser als der Innendurchmesser des ^ Mantels der ungeweiteten Tube 1 ausgebildet ist und eine zur Schulter Γ" der Tube passende kegelstumpfförmige Stirnfläche 22 aufweis:. Zwischen der Stirnfläche 22 und der Schulter !'" der auf den Dorn 21 aufgesteckten Tube 1 bleibt ein Zwischenraum von der Höhe Hi frei, solange die Tube noch ungeweitet ist. An den Dorn 21 schließt sich nach unten ein am Stopfen 20 ausgebildeter Außenkegel 23 an, dessen Höhe Hl mindestens ebenso groß ist wie die Höhe HX. Der Kegelwinkel des Außenkegels 23 ist größer als derjenige der Innenwand der Matrize 11, und der größte Durchmesser des Außenkegels ist mindestens ebenso groß wie der Durchmesser, den die Tube 1 beim Konischweiten an ihrem unteren Ende, also an ihrer Füllöffnung, annehmen soll.

An den Außenkegel 23 schließt sich ein zylindrischer Abschnitt 24 des Stopfens 20 an. Durch den gesamten Stopfen 20 samt seinem als zylindrischer Dorn 21 ausgebildeten oberen Abschnitt erstreckt sich ein axialer Austrittskanal 30, von dem mehrere radiale Austrittskanäle31 abzweigen.

In den zylindrischen Abschnitt 24 des Stopfens 20 ist die hohle Kolbenstange 50 einer mit dem Stopfen und der Matrize 11 gleichachsig an der Stütze A befestigten hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylindereinheit 52 eingeschraubt. Die hohle Kolbenstange 50 ist an eine nicht dargestellte Druckluftquelle angeschlossen.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Die zylindrische Tube 1 wird von Hand oder vorzugsweise mit einer selbsttätig arbeitenden Vorrichtung so weit auf den zylindrischen Dorn 21 des Stopfens 20 gesteckt, daß ihr freier Rand am Ansatz des Außenkegeis 23 anliegt. Dann wird der Dorn 2! durch Ausfahren der Kolbenstange 50 zunächst so weit in die Matrize 11 eingeführt, bis die Schulter Γ" der Tube 1 an der inneren Stirnwand der Matrize 11 anliegt, wobei der Schraubverschluß 1" durch die Aussparung 14 der Matrize nach außen ragt.

Sobald diese Stellung der Tube 1 in bezug auf die Matrize 11 erreich! ist, wird durch die hohle Kolbenstange 50 Druckluft eingeblasen, die sich durch den axialen Austrittskanal 30 und die radialen Austrittskanäle 31 im Innenraum der Tube 1 verteilt und einen Druck auf aeren Innenwand ausübt. Infolge dieses Druckes weitet sich die Tube auf ihrer gesamten Länge und in gleichem Maß dringt der Stopfen 20 weiter in die Tube ein, so daß sein Außenkegel 23 ständig gegen den Rand der allmählich größer werdenden Füllöffnung der Tube abdichtet. Infolgedessen kann die in die Tube 1 eingeleitete Druckluft nicht entweichen und der Mantel der Tube wird allmählich gegen die Innenwand der Matrize 11 gedrückt, wobei die Luft, die den Zwischenraum zwischen der Tube und der Innenwand der Matrize ursprünglich ausgefüllt hatte, durch die radialen Löcher 12 entweicht. Der Vorgang des Konischweitens ist beendet, sobald die Stirnfläche 22 des Doms 21 die Innenfläche der Schulter Γ" der Tube berührt.

Anschließend wird der Stopfen 20 mit der geweiteten Tube aus der Matrize 11 herausgezogen und dann genügt ein weiteres leichtes Aufblähen der Tube, um diese vom Dorn 21 zu entfernen, von wo sie vorzugsweise zu einem Stapel gelangt, den sie gemeinsam mit zuvor »ca eileten Tuben bildet.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Konischweiten von Metalltuben, mit einer eine Tube aufnehmenden, innen s konischen Matrize, einem Stopfen, der einen Außenkonus von größerem Kegelwinkel als die Innenwand der Matrize aufweist, in die Füllöffnung der Tube eingreift, gegen deren Innenrand abdichtet, während des Weitens der Tube mittels durch den Stopfen hindurch eingeleiteten Druckmediums .veiter in die Tube sowie in die Matrize einschiebbar und im Sinne einer Verschiebung zum geschlossenen Ende der Tube hin belastbar ist, sowie mit einem die Tube vor dem Weiten im wesentlichen vollständig ausfüllenden zylindrischen Dorn, der in der Tub^ ebenfalls längsverschiebbar ist und einen axialen Austrittskanal und/oder radiale Austrittskanäle für das durch den Stopfen hindurch zugeführte Druckmedium aufweist, nach Patent 20 12 701, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Dorn (21) am Stopfen (20) befestigt oder mit ihm einstückig ausgebildet und kürzer als der zylindrische Teil der ungeweiteten Tube (1) ist und daß die Länge (H 2) des Außenkegels (23) des Stopfens größer oder mindestens ebenso groß wie der Längenunterschied (Hi) zwischen dem zylindrischen Dorn und dem zylindrischen Teil der ungeweiteten Tube ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen (20) an der Kolbenstange (50) einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylindereinheit (52) befestigt ist, deren Hub mindestens ebenso groß ist wie der Längenunterscbied (Hi) zwischen dem zylindrischen Dorn (21) und dem zylindrischen Teil der ungeweiteten Tube (1).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (50) hohl ist und die Austrittskanäle (30, 31) im Dorn (21) mit einer Druckluftquelle verbindet.