DE2166837A1

DE2166837A1 - Vorrichtung zur herstellung eines behaelterwandverschlusses

Info

Publication number: DE2166837A1
Application number: DE19712166837
Authority: DE
Inventors: John Jesevich; Vyto Simkus
Original assignee: American Flange and Manufacturing Co Inc
Current assignee: American Flange and Manufacturing Co Inc
Priority date: 1971-04-05
Filing date: 1971-11-12
Publication date: 1976-02-19
Also published as: ES396319A1; BR7108035D0; US3907154A; DE2166837B2; BE775014A; GB1372546A; GB1372545A; DE2157107B2; ZA716439B; DE2157107A1; CA955119A; DE2166837C3; DE2166009A1; JPS587373B2; NL7903184A; NL7114647A; IT948774B; JPS5543988B2; NL166632C; DE2166008B2

Description

PATENTANWÄLTE

erkörnerL

1 BERLIN-DAHLEM 33 ■ PODBIELSKIALLEE 68 8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTRASSE 49

BERLIN: DIPL.-ING. R. MÜLLER-BÖRNER MÜNCHEN: DIPL.-ING. HANS-H. WEY

American Flange & Berlin, den 22_o August 1975

Manufacturing Co., Inc.
New York, N₀Y₀ (Ver.St.A.)

Vorrichtung zur Herstellung eines Behälterwand-

verSchlusses

(ausgeschieden aus Patentanmeldung P 21 57 107.3-14 unter Inanspruchnahme der für diese Anmeldung geltenden Priorität vom 5. April 1971 aus der USA-Patentanmeldung Ser.Nr. 131 258 sowie des Anmeldetages vom 12. November 1971)

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung eines Behälterwandverschlusses mit einem innen teilweise Gewinde zur Aufnahme eines Verschlußstopfens o. dgl. auf- μ weisenden, in einem halsförmig abgebogenen, eine kreisrunde Öffnung in der Behälterwand umgebenden Teil derselben, von diesem ringsum umgeben, eingesetzten, mit einer sich in radialer Richtung parallel zu der Behälterwand erstreckenden und an ihr mindestens zum Teil anliegenden mehreckigen Basis und einem sich an diese anschließenden, aufrecht stehenden Hals vers-ehenen Verschlußflansch, und mit einem zum Teil.seinen Hals umgebenden, zum Teil senkrecht zu diesen

—2— 60 98 08/0005

BERLIN: TELEFO N (O 3O) 8 31 2O 88 MÜNCHEN: TELEFON (08 11) 22 SB 85

KABEL: PROPINDUS -TELEX Ο184Ο57 KAB EL: P RO PI N D U S · TELEX OS 24 244

abstehenden, mit mindestens einer Öffnung zur Anbringung eines Schildes o. dgl. versehenen Schildring, dessen den Öffnungshals umgebender Teil von dem gewindelosen halsförmig abgebogenen Teil des Verschlußflansches zusammen mit dem Behälteröffnungshals umbördelt ist, wobei die Behälterwand über der Basis des Verschlußxlansches !liegt und der Schildring mit einem aufrecht stehenden Hals versehen ist, der den Verschlußflanschhals umgibt, sowie mit einer mehreckigen, in Umfangsrichtung vergrößerten Basis, die über der über der Basis des Verschlußxlansches liegenden Behälterwand liegt, mit einer ein unteres den Verschlußflansch aufnehmendes und ein oberes Werkzeugteil aufweisenden Stanzpresse,

Auf dem Gebiet der industriellen Behälterfertigung, insbesondere von Stahltrommeln, ist es bereits seit langem üblich gewesen, einen Verschlußflansch für die Aufnahme eines Schraubstopfens mechanisch innerhalb einer in einer Behälterwand ausgebildeten Öffnung zu befestigen. Ein Verfahren zum Einsetzen von Flanschen in Behälterwände wurde mittels einer metallischen Preßform durchgeführt, die eine Öffnung in der Behälterwand bildet und den Flansch in einem einzigen Arbeitsgang mechanisch in diese einsetzt. In vielen Fällen ist es jedoch erwünscht, auch einen Schildträger-Ring in den Einsetzvorgang einzuschließen, der den aufrechtstehenden Behälterwandöffnungshals umgibt und ständig von dem nach außen gebördelten Wulst am obersten Ende des Flanschhalses an seiner Stelle gehalten wird. Eine Aufgabe eines solchen Schildrings ist es, wirksame Mittel für die Befestigung eines Schildes zur Identifizierung des Behälterinhalts vorzusehen. In manchen Fällen dienen die Schildringe auch als Mittel zur Befestigung einer aus einem Draht und einer Bleiplombe bestehenden Plombierung, die durch den Verschlußstöpsel zur Sicherung gegen unbefugten Eingriff hindurchgezogen ist. Im Zusammenhang mit

-3-609808/0QOS

der zunehmenden Tendenz zur Verwendung dünnwandigerer Bleche bei der Fertigung industrieller Versandbehälter ist zusätzlich die Benutzung solcher Schildringe zur Verstärkung des Behälterwandöffnungshalses vorteilhaft, um den erforderlichen Festigkeitsanforderungen zu entsprechen₀

Bisher hat man es nur für möglich gehalten, solche Schildringe beim Einsetzen des Flansches von Hand zuzuführen, was in einem zweistufigen Arbeitsgang durchgeführt wurde, wobei die Behälterwand durchbrochen und der die Öffnung umgebende Behälterwandhals in einem ersten Preßvorgang |

nach oben gezogen wurde. Im zweiten Arbeitsgang wurde der Flanschhals von unten in die Behälterwandöffnung eingesetzt, wobei der Schildring, außen den Öffnungshals umgebend, über die Behälterwandöffnung gebracht v/erden konnte. Das obere Ende des Flanschhalses wurde dann nach außen umgebördelt, um den Flansch und den Schildring auf dem darunterliegenden Behälterwandöffnungshals dauerhaft zu be- -festigen. Die vorerwähnte Anordnung für das Einsetzen des Flansches in zwei Arbeitsgängen ist jedoch verhältnismäßig kostspielig und ungeeignet für Hochleistungs-Behälterfertigungsverfahren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in baulich einfacher Weise eine weitgehend automatisierte Zufuhr des Verschlußflansches und des Schildrings in die Presse zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein horizontal hin- und herbewegliches Antriebsteil der Werkstückzuführvorrichtung, durch Antriebsmittel, die mit dem äußeren Ende des Antriebsteils verbunden sind, wobei das Antriebsteil-ein der Presse benachbartes, inneres Ende hat, welches eine Abstützeinrichtung für den Verschlußflansch und den Schildring in der Weise umfaßt, daß die auf den

_4-609808/OOOS

Antriebsteil v/irkenden Antriebsmittel den Verschlußflansch und den Schildring zwecks Verbindung in die Presse befördern können.

Weitere zweckmäßige Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den obigen Ansprüchen 2 bis angegeben.

Weitere und mehr ins einzelne gehende Gegenstände der Erfindung liegen zum Teil auf der Hand und werden zum Teil in der nachstehenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung erläutert. In dieser Neigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des Zufuhrmechanismus für die Zufuhr eines Schildrings und eines Verschlußflansches in ihre Arbeitsstellung und einer Einsetzpreßform, wie dargestellt;

Fig. 2 eine Ansicht in Richtung auf die Linie 3-3 in Fig. 1 in Pfeilrichtung gesehen;

Fig. 3 einen vergrößert dargestellten lotrechten Schnitt durch den Zufuhrmechanismus und die Preßform gemäß Fig. 1, wobei der Zufuhrmechanismus sich in vorgeschobener Stellung innerhalb der Preßform befindet und einen Verschlußflansch und einen Schildring trägt;

Fig. 4 einen horizontalen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 3 in Pfeilrichtung gesehen und

Fig. 5 eine Fig. 3 ähnliche Ansicht, jedoch mit dem Zufuhrmechanismus in der ganz erreichten Zufuhr-Auswerf-Stellung.

60 98 08/000S -5-

±n Pig. 1 bis 5 ist der allgemein mit 11 bezeichnete Zufuhrmechanismus für das gemeinsame Zuführen eines Verschlußflansches und eines Schildrings in die Einsetz-Preßform dargestellt. Ein horizontal angeordneter pneumatischer Antriebszylinder 12 ist an einer Hetallbearbeitungspresse (nicht dargestellt) befestigt, innerhalb der die Einsetz-Preßform angebracht ist. Die Kolbenstange 13 des Antriebszylinders 12 ist auf die Einsetz-Preßform zugerichtet und mit einer auf ihr äußeres Ende aufgeschraubten Mutter 14 versehen. Ein L-förmiger Rahmen 15 hat eine auf- | rechtstehende Wand 16, die mit einer Öffnung 17 versehen ist. Durch sie erstreckt sich gleitend die Kolbenstange Ein Bund 18 ist auf der Kolbenstange 13 für die Beaufschlagung durch eine Druckfeder 19 befestigt, die die Kolbenstange 13 umgibt und normalerweise die aufrechtstehende Wand 16 gegen die Mutter 14 preßt. Ein Paar Stangen 20 ist mit dem Zylinder 12 verbunden, sie erstrecken sich parallel zu der Kolbenstange 13 und sind an ihren äußeren Enden mit Anschlagmuttern 21 versehen. Die aufrechtstellende Wand 16 des Rahmens 15 ist mit einem Paar Öffnungen 22 versehen, durch -welche sich die Stangen 20 erstrecken.

Der L-förmige Rahmen 15 hat einen horizontalen Fuß 23, der in einem zylindrischen Ring 24 endet. Dieser vermag innen einen Verschlußflansch 1 aufzunehmen. Seine Aufnahmeöffnung 24a weist ganz unten eine zweifach gestufte Ausbildung 25 auf, in der die Plansch-Basis 5 und der Dichtungsring 6 untergebracht sind. Eine radial nach innen gerichtete gefederte Kugel 26 ist in der Wand des Rings 24 so angebracht, daß sie sich zwecks Reibungseingriff mit dem Flanschhals 2 in die Öffnung 24a erstreckt.

Ein unterer Stempel 27, der als nicht geschlossener Ring ausgebildet ist, ist in der Öffnung 24a gleitend angeord-

-6-

6 0 9 8 0 8/0005

net und mit einem sich diametral hindurch erstreckenden Stift 28 versehen. Ein länglicher unterer Schwenkarm 29 ist bei 30 gelenkig mit dem Fuß 23 verbunden, erstrecld sich durch Ausschnitte in dem Ring 24 und dem Stempel 27 nach innen und endet in einem gegabelten inneren Ende 31, das den Stift 28 darin gleitend aufnimmt. Ein nach oben offener Schlitz 32 ist in dem inneren Ende des unteren Schwenkarms 29 unmittelbar über der Gelenkverbindung 30 ausgebildet. Ein sich in senkrechter Richtung erstreckender Bügel 33 ist am Ende der Kolbenstange 13 mit der Mutter 14 verbunden und trägt oben und unten sich in der Querrichtung erstreckende Stifte 34 bzw. 35. Der untere 34 dieser Stifte wird gleitend und gelenkig- in dem Schlitz 32 in dem Schwenkarm 29 aufgenommen.

Eine aufrechtstehende zylindrische Buchse 36 ist an dem oberen Teil des Rings 24 befestigt, an der ein radial nach außen gerichteter Ansatz 37 angebracht ist. Ein oberer länglicher Schwenkarm 39 liegt über dem Schwenkarm 29, und sein inneres Ende ist bei 38 gelenkig mit dem Ansatz 37 des Ringes 24 verbunden. Der obere Schwenkarm 39 hat im wesentlichen dieselbe Form wie der untere Schwenkarm 29 und ist an seinem inneren Ende mit einem Schlitz 40 versehen, der unter der Gelenkverbindung 38 angeordnet ist und in gleitenden, gelenkigen Eingriff mit dem von dem Bügel 33 getragenen Stift 35 steht. Der Schwenkarm 29 erstreckt sich durch eine Öffnung in der Buchse 36 und schließt mit einem gegabelten inneren Ende 41 ab. Ein oberer rohrförmiger Stempel 42, der gleitend von der Buchse 36 aufgenommen wird, ist auch mit einer Öffnung versehen, durch die sich der Schwenkarm 39 erstreckt. Ein sich diametral durch ihn hindurch erstreckender, innerer S₊ift ist in dem oberen Stempel befestigt und sitzt gleitend und gelenkig in dem gegabelten Ende 41 des Schwenkarms

BAD 609808/0005

Eine vertikale Keilnut 48 ict in der Außenfläche des Stempels 42 ausgebildet, in die ein in der äußeren Buchse 36 befestigter S_xift 44 hineinragt, um eine gegenseitige Verdrehung zwischen der Buchse 36 und dem Stempel 42 zu verhindern. Der obere Teil des oberen Stempels 42 wird von einem federbeaufschlagten, lotrecht gleitend angeordneten Druckring 45 umgeben, der in seiner oberen Stellung von einer Hehrzahl von gegen einen Rand 49 wirkenden Schraubenfedern 46 getragen wird. Die obere Fläche des Druckrings 45 ist bei 4? zurückgesetzt ausgebildet, so daß, wenn der Ring 45 sich in seiner obersten Stellung befindet, von der | Oberfläche der Vertiefung 47 und dem oberen Ende des Stempels 42 eine durchgehende Fläche gebildet wird. Die Vertiefung 47 hat einen achteckigen Rand, so daß ein ebener Schildring 7 sicher darin untergebracht werden kann, um sich über den obersten Teil des Stempels 42 zu erstrecken. In dieser Stellung liegt der Schildring 7 bereit für die Überführung in den Aufnahmeteil der noch zu beschreibenden Einsetz-Preßform.

Die Einsetz-Preßform, in die der Verschlußflansch und der Schildring überführt werden, umfaßt obere und untere Untereinheiten. Die untere Preßform-Untereinheit 50 hat, wie deutlich aus Fig. 3 ersichtlich, einen unteren Preß- "

formschuh 51 für die Anbringung auf der Lochscheibe (nicht dargestellt) einer Stanzpresse und ist mit einer zentralen Öffnung 52 versehen. Eine Hülse 53 ist zentral auf dem Preßformschuh mit ihrem unteren Ende in eine Öffnung 52 ragend gelagert. Eine Reihe von Scliraubendruckfedern 54, die zwischen dem Preßformschuh 51 und einem in Umfangsrichtung verbreiterten unteren Teil 55 des bördelnd v/irkenden Stempels 53 wirksam sind, drücken den Stempel elastisch nach oben. Eine ringförmige Stütze 56 umgibt die Hülse 53 und hat einen radial nach innen vorspringenden Flansch 57, der die Aufwärtsbewegung der Hülse 53 begrenzt. Ein ringförmiges , -8-

6 0 980 8/0005

unteres Widerlager 58 umgibt einen Zwischenteil der Hülse 53 oberhalb ihres verbreiterten unteren Teils ^ und ist an dem tragenden Ring-Flansch 57 befestigt. Ein 'Werkzeugunterteil 59, das eine achteckige Innenfläche 64 hat,, umgibt das Widerlager 58 und erstreckt sich senkrecht darüber nach oben, indem so ein Umfangshohlraum 60 um den unteren Teil der Hülse 53 gebildet wird. Eine Reihe lotrechter Zapfen 61, die auf Schraubendruckfedern 62 sitzen, drücken das Werkzeugunterteil 59 gegenüber dem Preßformschuh. 51 elastisch nach oben. Ein nach innen vorspringender Rand 63 am oberen Ende der Stütze 56 begrenzt die AufwärtsbeAtfegung des Werkzeugunterteils 59.

Das Werkzeugoberteil 70 hat einen oberen Preßformschuh 71, der auf dem Druckkolben einer Stanz-Presse (nicht dargestellt) angebracht ist. Ein Schnittstempel 72 ist auf dem oberen Preßformschuh 71 in vertikaler, konzentrischer Ausrichtung zu der Hülse 53 befestigt. Ein ringförmiger Teil 73, der den Schnittstempel 72 umgibt, ist mit einer ringförmigen, konkaven, als Bördelgegenhalterfläche dienenden Nut Ik versehen, die in senkrechter Richtung über dem unteren Ende des Schnittstempels von diesem entfernt angeordnet ist. Ein Prägering 75 umgibt das Teil 73 und wird elastisch durch eine Reihe von Schraubendruckfedern 76 nach unten gepreßt, die Haltebolzen 76a umgeben und zwischen dem Prägering 75 und dem Preßformschuh 71 wirksam sind. Das Teil 73 endet in einer untersten, nach unten gerichteten Prägefläche 77, die in Ruhestellung in einer horizontalen Ebene zwischen der Nut 74 und dem unteren Ende des Schnittstempels 72 liegt. Die Prägefläche 77 endet radial nach innen in einer kurzen senkrechten Wand 78, die eine achteckige Form hat_o Von der Wand 78 aus erstreckt sich die Prägefläche über einen abgerundeten Verbindungsteil 80 in eine obere Gesenkfläche 79, die sich radial nach innen erstreckt.

60 9808/0005

Die Arbeitsweise des Zufuhrmechanisraus und der Einsetz-Preßform, die vorstehend beschrieben wurden, beim Einsetzen eines Flansches und beim Anbringen des Schildrings nach der Erfindung ist folgende: Unter Verwendung eines W_erkstückförderniechanismus (nicht dargestellt) wird ein Verschlußflansch in den Ring 24 in korrekt ausgerichteter, eingelegter Stellung eingesetzt, und ein Schildring 7 wird in ähnlicher Weise korrekt ausgerichtet in dem Druckring 45 in Stellung gebracht. Der pneumatische Zylinder 12 wird dann betätigt und veranlaßt die Kolbenstange 13, den Rahmen 15 längs der Stangen 20 nach innen zu bewegen. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, werden die Anschlagmuttern 21 so eingestellt, daß sie die Vorbewegung des Rahmens 15 beenden, wenn der Flansch und der Schildring richtig fluchtend zwischen dem Bördel-Stempel 53 und dem Lochstempel 72 in der Einsetz-Preßform liegen, Weitere Vorbewegung der Kolbenstange 13 drückt die Feder 19 zusammen und bewegt den Bügel 33 gegenüber der Wand IG vor. Wie aus Fig. 6 ersichtlich, schwenkt die vorerwähnte begrenzte Bewegung die gegabelten Enden der Schwenkarme 29 und 39 auseinander. Wenn der Stempel 27 durch die Wirkung des Arm-Endes 31 auf den Stift 23 herunterbewegt wird, drückt er den Flansch 1 aus der Arretierung durch die gefederte Kugel 26 heraus und entfernt ihn aus dem Ring 24. Der Flansch wird so um den Bördel-Stempel 53 innerhalb der achteckigen Wand 64 auf den unteren Gegenhalter 58 gelegt. Zur selben Zeit wird der obere Stempel 42 unter der Wirkung des Arm-Endes 41 auf den Stift 43 aufwärts bewegt und veranlaßt den Druckring 45, die Arbeitsfläche 77 auf dein Prägering 71 zu berühren. Der Stempel 42 fährt fort, sich entgegen dem Druck der Federn 46 um eine kleine Strecke aufwärts zu bewegen, so daß das obere Ende des Stempels 42 den Schildring aus der Vertiefung 47 des Druckrings freigibt und ihn innerhalb der Prägering-Fläche 79 ausgerichtet und eingelegt

-10-609808/0005

- ίο -

innerhalb der achteckigen Wand 7G ablegt. Verschiedene Reibschluß- und B^ederstift-Änordnungen lassen sich zum Halten des Schildrings in dem Prägering verwenden, deren Einzelheiten noch zu beschreiben sein werden.

Nachdem der Verschlußflansch und der Schildring einmal in die Preßform eingebracht sind, wird die Bewegung der Kolbenstange 13 umgekehrt und veranlaßt das Zurückziehen des Zufuhrmechanismus zwischen den Preßform-Untereinheiten heraus in seine Ausgangsstellung.

Der Gedanke der Formung eines Schildrings aus einem flachen Rohling während des Flanscheinsetzvorgangs eignet sich auch für Behälterfertigungsanlagen, die zum Einsetzen von Flanschen in zwei getrennten Stanzpressen-Operationen ausgelegt sind. In dem ersten dieser Preßvorgänge lochen die Preßformen-Bewegungen die Behälterwand, ziehen den Hals hoch und formen die Prägung herum«, Bei der zweiten Operation setzt die Preßform den Flansch ein und bördelt sein oberes Ende über das Ende des Behälterwandöffnungshalses·. Bei der zweistufigen Operation, ebenso wie bei der einstufigen Flanscheinsetzungs-Operation, kann der Schildring automatisch zugeführt und in der oberen Preßformuntereinheit entweder der ersten oder der zweiten Operations-Preßform gehalten und über den Behälterwandöffnungshals und die Prägung umschließend geformt werden, was zu der vollendeten Einheit eines fertiggestellten Schildrings, Flansches und Behälters, wie beschrieben, führt.

BAD 0RK3IWAL 609808/0005 Patentansprüche;

Claims

li -

Patentansprüche;

Vorrichtung zur Herstellung eines Behälterwandverschlusses mit einem innen teilweise Gewinde zur Aufnahme eines Verschlußstopfens o. dgl. aufweisenden, in einen halsförmig abgebogenen, eine kreisrunde Öffnung in der Behälterwand umgebenden Teil derselben, von diesem ringsum umgeben, eingesetzten, mit einer sich in radialer Richtung parallel zu der Behälterwand erstreckenden und an ihr mindestens zum Teil anliegenden mehreckigen Basis und einem sich an diese anschließenden, aufrecht stehenden Hals verseheneil Verschlußflansch, und mit einem zum Teil seinen Hals umgebenden, zum Teil senkrecht zu diesem abstehenden, mit mindestens einer Öffnung zur Anbringung eines Schildes o. dgl. versehenen Schildring, dessen den Öffnungshals umgebender Teil von dem gewindelosen halsförmig abgebogenen Teil des Verschlußflansches zusammen mit dem Behälteröffnungshals umbördelt ist, wobei die Behälterwand über der Basis des Verschlußflansehes liegt und der Schildring mit einem aufrecht stehenden Hals versehen ist, der den Verschlußflanschhals umgibt, sowie mit einer mehreckigen, in Umfangsrichtung vergrößerten Basis, die über der über der Basis des Verschlußflansches liegenden Behälterwand liegt, mit einer ein unteres den Verschlußflansch aufnehmendes und ein oberes Werkzeugteil aufweisenden Stanzpresse, gekennzeichnet durch ein horizontal hin- und herbewegliches Antriebsteil (13) der Werkstückzuführvorrichtung, durch Antriebsmittel (12), die mit dem äußeren Ende des Antriebsteils (13) verbunden sind, wobei das Antriebsteil (13) ein der Presse benachbartes, inneres Ende hat, welches eine Abstützeinrich tung für den Verschlußflansch (1) und den Schildring (7) in der Weise umfaßt, daß die auf den Antriebs-

-12-6 0 9 8 0 8/0005

teil (13) wirkenden Antriebsmittel (12) den Verschlußflanseh (1) und den Schildring (7) zwecks Verbringung in die Presse (70, 50) befördern können.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmittel und das Antriebsteil aus einem druckmittelbeaufschlagten Zylinder (12) und einer Kolbenstange (13) bestehen.
3.- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Verschlußflansch (1) abstützenden Mittel eine Einrichtung zum Auswerfen des Verschlußflansches in die untere Pressen-Untereinheit (50) und daß die den Schildring (7) abstützenden Mittel eine Einrichtung zum Auswerfen des Schildrings in die obere Pressen-Untereinheit (70) enthalten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum Auswerfen des Verschlußflansches (1) und des Schildrings (7) von dem Antriebsteil (13) betätigbar sind, wenn dieses während seiner hin- und hergehenden Bewegung sich seiner ganz ausgefahrenen Stellung nähert.

Wb/je - 25 824

609 8 08/0 0 0 5