DE2257210A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallenen dosenkoerpers - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallenen dosenkoerpers

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DE2257210A1
DE2257210A1 DE19722257210 DE2257210A DE2257210A1 DE 2257210 A1 DE2257210 A1 DE 2257210A1 DE 19722257210 DE19722257210 DE 19722257210 DE 2257210 A DE2257210 A DE 2257210A DE 2257210 A1 DE2257210 A1 DE 2257210A1
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers Die vorliegende Erfindung betrifft Verfähren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, der eine Endnut und einen davon ausgehenden Endflansch an einem zylindrischen Endteil aufweist; Verfahren zur Formung einer derartigen Halsnut und eines derartigen Flansches; Vorrichtungen für eine Verwendung bei der Herstellung eines derartigen Dosenkörpers; Dosenkörper, die durch derartige Verfahren oder mit derartigen Vorrichtungen hergestellt wurden; und Dosen, die derartige Dosenkörper umfassen.
  • Die Arbeitsgänge zur Formung der genannten Halsnut und des Flansches sind allgemein bekannt als "Nuten" bzw. "Flanschformung", wobei der erstere es ermöglicht, ein Dosen-Endteil mit geringerem Durchmesser als notwendig wäre, wenn die Halsnut nicht vorhanden wäre, am Ende des Dosenkörpers anzubringen, d.h. in bekannter Weise mit einem sich nach außen erstreckenden Endflansch des Dosenkörpers zu falzen oder auf eine andere Weise.
  • Der gegenwärtige Trend geht in Richtung auf die Verwendung dünneren und härteren Materials für Dosenkörper, insbesondere für Bier oder andere Getränke und für Aerosole. Ein Beispiel für derartiges Material ist das kürzlich eingeführte sogenannte ~doppelt in seiner Stärke reduzierte Blech" als Ersatz für das früher benutzte weniger spröde und biegsamer Blech.
  • Wegen der geringen Dehnung, die bei Verwendung dieser neuen Materialien möglich ist, ist es schwierig, ohne das Risiko von Rissen die Körper durch eines der gegenwärtig verwendeten Verfahren mit einem Flansch zu versehen.
  • Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine zuverlässige und wirtschaftliche Herstellung von Endflanschen und Nutteilen auch an solchen Dosenkörpern ermöglicht, die aus den vorher genannten weniger biegsamen Materialien hergestellt sind.
  • Nach einem Aspekt der Erfindung werden in einem Verfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers eine Endnut und ein davon ausgehender End-Flansch gleichzeitig an einem teilgeformten Dosenkörper durch eine relative Rollbewegung zwischen dem genannten innerlich gehaltenen Dosenkörper und einem außen angeordneten Nutiwerkzeug hergestellt.
  • Nach einem zweiten Erfindungs-Aspekt umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer Endnut und eines davon ausgehenden Endflansches an einem zylindrischen Endteil eines teilgeformten metallenen Dosenkörpers die Schritte des inneren Haltens von zumindest dem genannten Endteil des genannten Dosenkörpers durch einen festen Dorn im wesentlichen über den gesamten Bereich des genannten Dosenkörpers, zumindest jedoch innerhalb eines anderen Teiles des genannten Dosenkörpers als dessen genanntes Endteil, und daß, während der genannte Doserikörper so gehalten wird, eine relative Rollbewegun zwischen dem genannten Endteil und einem außerhalb angeordneten Nutjwerkzeug bewirkt wird, während der radiale Abstand zwischen dem lXJutewerkzeug und der Dornachse sich gradueLl vermindert, so daß das werkzeug mit dem zylijidrischen Endteil des genannten Dosenkörpers in Eingriff tritt hnd es gegen die äußere Fläche des Dornes verformt, der ein Nutteil aufweist, das so profiliert ist, daß es im wesentlichen mindestens dem für die Nut erforderlichen Profil entspricht, und das weiterhin so profiliert ist, daß es eine#Führung bildet für die Verformung eines Teiles des genannten Endteiles, um einen genannten Flansch zu formen, so daß auf diese Weise die genannte Nut und der Flansch gleichzeitig geformt werden, wobei der genannte Flansch durch plastische Verformung gebildet wird, die im wesentlichen durch die Druckkräfte bei der Nutbildung erzeugt werden.
  • Ein derartiges Verfahren kann als weiteren Schritt die nachfolgende Umgestaltung der Nut beim Falzen eines Dosenendes auf den Endflansch umfassen.
  • Die genannte Rollbewegung ist vorzugsweise vorgesehen zwischen dem teilgeformten Dosenkörper und einer Vielzahl der genannten Nutewerkzeuge die voneinander beabstandet am Außenrand des Dornes angeordnet und einer relativen radialen Verschiebung zwischen dem Dorn und jedem genannten Werkzeug mit gleicher Geschwindigkeit unterworfen sind, wobei der ursprüngliche radiale Abstand zwischen jedem genannten Nutwerkzeug und dem Dorn so ist, daß gleichmäßige Eindrücke in dem Dosenkörper nacheinander an jedem Punkt zwischen den genannten Werkzeugen und dem Dosenkörper geformt werden.
  • Ein dritter Erfindungs-Aspekt umfaßt in einem Verfahren für die Herstellung einer metallenen Dose die Positionierung eines Dosenkörpers, der zumindest an einem offenen Ende ein Endteil aufweist, das mit einer Halsnut und einem Flansch durch ein Verfahren fi.# nach dem zweiten Erfindungs-Aspekt gebildet wurde; Falzwerkzeuge für die Anbringung eines Dosenendteils an dem genannten Flansch; die Anbringung eines genannten Endteiles an dem offenen Ende des Dosenkörpers; und die Anwendung einer relativen Drehung und allgemein-radialen Verschiebung zwischen dem Dosenkörper, der das Endteil trägt, und dem Falzwerkzeug, um einen umlaufenden Endflansch von einem Falzflansch des Endteiles und dem Endflansch des Dosenkörpers zu formen und gleichzeitig damit die Endnut des Dosenkörpers umzugestalten durch deren Eingriff mit einem Profil des Falzwerkzeuges, wodurch die Formung des Dosenkörpers im wesentlichen gleichzeitig mit der Vervollständigung des Endflansches und der Dose erfolgt.
  • An diesem Punkt ist es angebracht, die hier benutzte Terminologie für den Dosenkörper und die verschiedenen Stufen zu seiner Herstellung zu erläutern. Ein Dosenkörper, der eine Halsnut und einen Flansch aufweist, die an ihm geformt sind, wird als Dosenkörper bezeichnet, auch dann, wenn er durch nachfolgende Umgestaltung der Nut abgeändert wurde. In allen Ausführungsformen der Erfindung bedeutet der Begriff ~Dosenkörper" einen Dosenkörper, der fertig ausgebildet ist für die Anbringung eines Dosenendteiles an dem aus der Halsnut hervorgehenden Endflansch. Vor dieser Stufe wird ein Dosenkörper als "teilgeformter Dosenkörper" bezeichnet.
  • Nach einem vierten Erfindungs-Aspekt ist eine Vorrichtung vorgesehen für die Verwendung bei der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, der ein Endteil aufweist, das eine Endnut und einen davon ausgehenden Endflansch aufweist, umfassend einen Dorn, der ausgebildet ist für das innerliche Halten eines teilgeformten Dosenkörpers im wesentlichen über den gesamten Umfang des Dornes, zumindest aber innerhalb eines anderen Teiles des genannten Dosenkörpers als dessen genanntes Endteil, wobei der Dorn eine äußere Fläche einschließlich eines Nutteiles aufweist, die so profiliert ist, daß sie, wenn ein teilgeformter Dosenkörper darauf gehalten wird, im wesentlichen übereinstimmt mit dem für zumindest eine genannte Nut des Dosenkörpers und des Endteiles geforderten Profils, und ein Nutwerkzeug, das von dem Dorn beabstandet und außerhalb des Dornes angeordnet ist, wobei der Dorn und das Nutwerkzeug für eine relative Drehung und für eine relative Verschiebung gleichzeitig mit der genannten relativen Drehung angeordnet ist, um den Abstand zwischen ihnen radial zum Dorn zu ändern, wodurch eine genannte Nut und ein Flansch gleichzeitig geformt werden können durch eine Rollbewegung an einem genannten Endteil eines teilgeformten Dosenkörpers, der von dem Dorn straff gehalten wird, wobei die genannte äußere Fläche des Dorns ferner so profiliert ist, daß sie eine- Führung bildet für die Verformung eines Teiles des genannten Endteils, um einen genannten Flansch zu bilden.
  • Der genannte Dorn weist vorzugsweise eine Vielzahl von Backen auf, die radial bewegbar sind zwischen einer starren gespreizten Stellung für das innerliche Erfassen eines Dosenkörpers oder eines teilgeformten Dosenkörpers, in der äußere Flächen der Backen zusammenwirken, um eine im wesentlichen kontinuierliche umlaufende Fläche des Dorns zu bilden, und in eine zurückgezogene Stellung, in der die Backen innerhalb eines Umfanges liegen, der kleiner ist als der kleinste kontinuierliche innere Umfang der genannten Halsnut.
  • Der Dorn hat vorzugsweise eine Vielzahl von radial bewegbaren ersten Bakcen, die einen sektorartigen Teil ein#es Preises begrenzen und die zwischen sich eine wesentlichen Weil des Umfanges des kreises umneißen, und zwischen den genannten ersten Backen eine. gleiche Vielzahl von radial bewegbaren zweiten Backen, die, wenn der Dorn gespreizt ist, die Bücken füllen, die durch die Spreizung am Umfang des Dorns zwischen den genannten ersten Backen geschaffen werden, um einen im wesentlichen kontinuierlichen, gleichförmigen, runden Umfang zu bilden.
  • Die äußeren Flächen der Backen sind vorzugsweise so profiliert, daß sie im wesentlichen an ihrem gesamten äußeren Umfang mit zumindest einem Weil des geforderten Profils einer genannten Nut übereinstimmen.
  • Nach weiteren Aspekten umfaßt die Erfindung einen Dosenkörper, der nach Verfahren hergestellt z^mrde oder mit Vorrichtungen nach der Erfindung, und eine Dose einschließlich eines derartigen Dosenkörpers oder hergestellt nach dem dem dritten Erfindungs-Aspek # entsprechenden Verfahren.
  • Verschiedene Ausfühniiigsformen der Erfindung werden nun nur beispielsweise mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
  • Es zeigen: Fig. la bis lc im Schnitt einen Körperzylinder, der eine erste Form eines teilgeformten Dosenkörpers darstellt; einen derartigen Körperzylinder, der eine Halsnut und einen Flansch an beiden Enden aufweist, um einen Dosenkörper zu formen; bzw. eine zweite Form eines Dosenkörpers eines gezogenen, glattwandigen Typs, der eine Halsnut und einen Flansch an seinem offenen Ende aufweist, Fig. 2 eine Teilansicht tner ersten Form der Vorrichtung, Fig. 3 und 4 Schnitte von wesentlichen Teilen der genannten ersten Form der Vorrichtung nach der Linie III - III der Fig. 4 bzw. eine Draufsicht nach der Linie IV - IV der Fig. 3 eines gespreizten Dornes für die Verwendung in dieser, wobei der Dorn in seiner Z1-rückgezogenen Stellung gezeigt ist, und Nutasenkzeube der Vorrichtung in der von dem Dosenkörper weeschwenkten Lage, an dem die Nutbildung und die Flanschbildung durch die Vorrichtung durchgeführt wurde, Fig. 5 und 6 einen Schnitt nach der Linie V - V der Fig. 6 der ersten Ausführungsform der Vorrichtung bzw. einen schnitt nach der Linie VI - VI der Fig. 5 eines spreizbaren Dornes für die Benutzung dieser, wobei der Dorn ein einer gespreizten Lage ist, während die Nutwerkzeuge in der Fig. 5 gezeigt sind in ihrer Wirkstellung am Dosenkörper, an dem die Nut-und Flanschbildung durch die Vorrichtung durchgeführt worden ist, Fig. 7 eine der Fig. 2 entsprechende zeichnerische Darstellung einer zweiten Form der Vorrichtung, Fig. 8 einen Schnitt des oberen Endes eines Dosenkörpers, der eine Endnut und einen davon ausgehenden Endflansch aufweist und ein Dosenendteil, das auf dem oberen Ende der Dose liegt und bereit ist, mit diesem gefalzt zu werden, Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie III - IX der Fig. 10, die einen gezogenen, glattwandigen, teilgeformten Dosenkörper in seiner Position relativ zu einem spreizbaren Dorn-in einer modifizierten Form zeigt, wobei die Backen des Dorns zurückgezogen sind, Fig. 10 die umgekehrte Draufsicht nach der Linie X-X der Fig. 9, Fig. 11 eine Ansicht ähnlich der Fig. 9, sie zeigt jedoch die Backen in einer starren, gespreizten Lage, in der sie den teilgeformten Dosenkörper halten, 2'in. 12 einen Schnitt nach der Linie XII - III der Fig. 11, Fig. 13 eine Darstellung, die den Arbeitsablauf zur Formung der Endnut eines Dosenkörpers erläutert, wie er in den Fig. Ib, 1c oder 8 dargestellt ist, wobei zwei Nu#werkzeuge verwendet werden, eine Ansicht, die Stufen bei der Formung einer Endnut und eines Flansches an einem teilgeformten Dosenkörper aus gezogenem, glattwandigem Weißblech unter Verwendung eines Domes, wie er in den Fig. 9 bis 12 dar#esZellt ist, zeigt, Fig. 15 eine der Fig. 14 ähnliche Ansicht, sie zeigt jedoch die Formung einer Endnut und eines Flansches an einem anderen teilgeformten Dosenkörper unter Verwendung eines geringfügig modifizierten Dornes, Fig. 16 und 17 Ansichten, die die ersten und zweiten Arbeitsgänge beim Falzprozeß des Dosenendteiles an dem gleichen Dosenkörper zeigen.
  • Die Fig. 1a zeigt einen Körperzylinder, Fig. Ib zeigt diesen Zylinder nach der Nut- und Flanschbildung an jedem seiner beiden Endteile 70, um einen Dosenkörper zu formen. Es ist zu beachten, daß die Anbringung der Nuten 10 und der Endflansche 11 eine Verminderung der Größe des Körpers verursacht hat, verglichen mit der Höhe des Zylinderkörpers. Der Durchmesser der Flansche 11 entspricht in Fig. 1a demjenigen des zylindrischen Teiles des Körpers, aber wie später zu sehen, muß das nicht der Fall sein.
  • Der Dosenkörper, der in Fig. 1c gezeigt ist, besteht aus Aluminium oder Weißblech und ist hergestellt durch einen Zieh-und Wandglättvorgang, um ein Rohr ohne eine Längsnaht und mit einem integralen Boden 12 herzustellen. Bei diesem Typ von teilgeformten Dosenkörper, der nur ein Ende aufweist, das für eine Nut- und Flanschformung an seinem offenen Endteil 70 geeignet ist, ist der Durchmesser der Nut 13 im wesentlichen der gleiche wie der der Nut 10 in Fig. 2, es ist aber zu erkennen, daß der Durchmesser des Flansches 14 etwas geringer ist als derjenige des Hauptteiles 71 des Körpers, obwohl er, falls erforderlich, gleich groß sein könnte wie dieser, oder wie nachstehend gezeigt, etwas größer als derjenige des Hauptteiles 71 sein könnte.
  • In Fig. 2 ist ein zylindrischer, gezogener und glattwandiger metallener Dosenkörper 20 gezeigt, der an seiner Innenseite von einem spreizbaren Dorn 21-gehalten wird, der eine Vielzahl von Backen 22 aufweist (die naher mit Bezug auf die Fig. 4 und 6 beschrieben werden), die über fast den gesamten Bereich innerhalb des Teiles des Dosenkörpers, wie bei 125 gezeigt, und unmittelbar unterhalb des Endteiles 70 angeordnet sind. Das Endteil weist die Nut 23 und den daraus hervorgehenden Flansch 24 auf, die in einem noch zu beschreibenden Verfahren an diesem geformt sind. Der Dorn 21 ist für eine Drehbewegung um eine erste Achse 25 gelagert, wobei bekannte Antriebsmittel (nicht dargestellt) vorgesehen sind.
  • Ein umlaufendes Werkzeug in Form einer Nutrolle 26 ist so gelagert, daß es außerhalb des Dornes 21 und des teilgeformten Dosenkörpers frei auf einer zweiten Achse 27 dreht, die in einer Ebene angeordnet ist, die auch#die Dornachse 25 umfaßt und die in diesem Beispiel parallel zu der ersten Achse 25 liegt.
  • Der Dorn umfaßt einen Eorperteil oder Widerlager 28, das in axialer tbereinstimmung mit den Backen 22 angeordnet ist und das eine äußere Fläche aufweist, die ein Profil hat mit einem ersten Durchmesser 29, der so ausgebildet ist, daß er eine Gleitpassung an dem teilgeformten Körper (punktiert dargestellt) bildet und einem zweiten Durchmesser 30, der die Tiefe der Nut 23 bestimmt.
  • Die Backen 22 des Dornes 21 sind in einer gespreizten Lage gezéigt, ihre eingezogene Form ist in punktierter Linie bei 22 gezeigt.
  • Die Rolle 26 ist für eine seitliche Bewegung in Richtung der Pfeile 31 gelagert, um eine relative radiale Bewegung zwischen der Rolle 26 und dem Dorn 21 zu ermöglichen, und weist ein Profil auf, das der Nut 23 und dem Flansch 2Z1 in Verbindung mit dem Durchmesser 30, einer äußeren Profilfläche 126 der Backen 22 und der Fläche 32 des Dornkörpers 28 komplementär ist, wobei die letztere starr ist im Sinne von nicht sprei#-bar.
  • Eine äußere Fläche des Dorns, die die Flächenteile 29, 30 und 126 umfaßt, entspricht im wesentlichen dem geforderten Profil für die Nut 23; sie ist ferner so profiliert, daß sie durch die Teile 29 und 30 eine Führung bildet für die Verformung eines Teiles des Endteiles 70, um einen Flansch zu formen, wie nun beschrieben wird.
  • In dem Verfahren wird ein teilgeformter Dosenkörper, der zum Beispiel ein Zylinder oder ein glattwandiges Rohr sein kann, über den Durchmesser 29 des Widerlagers 28 geführt, während die Backen 22 des Dornes 21 in ihre gespreizte otellung üorführt werden, um den teilgeformten Dosenkörper innerlich starr zu halten. Der Dorn 21 ist einer aus einer Anzahl identischer Dorne, die auf einem rotierbaren Drehkopf, der nun in seine gezeigte Arbeitsstellung gedreht wird, in der seine Achse 25 in einer Ebene liegt mit der Achse 27 des Werkzeuges 26 und der Richtung der radialen Bewegung 31 des Werkzeugs.
  • Die gleichzeitig ausgelöste Drehung des teilgeformten Dosenkörpers durch den Dorn 21 und die Verschiebung der frei drehenden Rolle 26 gegen den teilgeformten Dosenkörper, wodurch eine relative Drehbewegung zwischen der Rolle 26 und dem Endteil 70 des teilgeformten Dosenkörpers hervorgeruf£n und ebenfalls eine graduelle Verminderung des radialen Ab#tandes zwischen dem Werkzeug 26 und der Dornachse 25 herlJorgerll-en wird, bewirkt, daß das Endteil 70 progressiv verformt wird in die gezeigte Nut- und Flanschform. nz ist zu erkenne, daß in diesem Beispiel der Durchmesser des Flansches 24 geringer ist als derjenige des zylindrischen Teiles des Dosenkörpers 20. Die Backen werden dann in ihre eingezogene Lage bewegt, um den Dosenkörper freizugeben. Die genannte relative bewegung kann erreicht werden, indem der Dorn stationär Cehalten wird, während die Rollen um ihn herum bewegt werden.
  • Die spreizbaren Backen 22 spielen eine wichtige Rolle, weil sie den teilgc'formten Dosenkörper formschlüssig halten, während die Rolle 26 ihre Wirkung ausübt. Ohne eine derartige formschlüssige Halterung könnte die Flanschbreite und ebenfalls die Form der Verlagerung zwischen der Nut 23 und dem zylindrischen Teil des Dosenkörpers 20 nicht ausreichend kontrolliert werden.
  • In einer praktischen Konstruktion der Vorrichtung wird der Dorn 21 direkt angetrieben; es ist deshalb nicht notwendig, die Rolle 26 zwangsläufig anzutreiben.
  • In den Fig. 3 und 4 sind alle bisher mit Bezug auf die Fig. 2 beschriebenen Teile mit den gleichen Bezugsnummern gekeenzeichnet.
  • Wie -deutlicher aus der Fig. 4 zu erkennen, bestehen die Backen 22 des Dornes 21 aus einer Vielzahl (in diesem Falle vier) radial bewegbarer ersten Backen 22' und aus der gleichen Zahl von kleineren zweiten Backe#n 49, die ebenfalls radial bewegbar sind zwischen den Backen 22'. Die äußere Kante 120 jeder Backe 22' begrenzt einen sektorartigen Teil eines Kreises, und zwischen ihnen begrenzen die äußeren Kanten 120 einen wesentlichen-Teil des Kreises, wenn die Backen 22',49 in ihrer gespreizten Stellung (Fig.6) sind.
  • Darüber hinaus zeigt die Fig. 3 den Mechanismus für die Spreizung der Backen 22',49 des Dornes 21. Dieser umfaßt.
  • eine Betätigungshülse 40, deren freies Ende eine Vielzahl von Flächen 41,41' aufweist, die alle zur Achse 25 geneigt sind und mit komplementären geneigten Flächen oder Abschrägungen 42,42' zusammenwirken, die an den inneren Enden der ersten bzw. zweiten Backen 22',49 gebildet sind. Die Hülse 40 ist für eine senkrechte Auf- und Abbewegung angeordnet, die bewirkt wird durch eine Stoßstange 43 über einen Bolzen 44. Die Abwärtsbewegung der Hälse 40 bewirkt, daß die Backen 22',4-9 radial nach außen gegen die Wirkung von Druckfedern, wie 45, gezwungen werden, die die Backen radial nach innen gegen den inneren Kern 46 zwingen, indem sie sich abstützen auf einem Zapfen, wie 47, der in einem Unterteil 48 des Dornkörpers 28 angeordnet ist, das mit dem oberen Teil 72 des Dornkörpers 28 durch Ständer 73 (Fig. 4) verbunden ist, die sich zwischen den Backen erstrecken. Die Backen 22'49 sind auf dem Unterteil 48 gehalten.
  • Die zweiten Backen 49 werden ebenfalls radial nach innen gedrückt, zum Beispiel durch Druckfedern 50, die sich gegen Zapfen 51 abstützen, die im Unterteil 48 angeordnet sind.
  • Die Backen 49 werden durch den vorstehend mit Bezug auf die Fig. 3 beschriebenen Mechanismus in Verbindung mit den Hauptbacken 22' bewegt, aber die Neigung der flächen 41' und 42 t ist anders als diejenige der Flächen 41 und 42, so daß die Backen 49 radial nach außen bewegt werden über eine größere Distanz als die Backen 22' durch die gleiche axiale Bewegung der Stoßstange 43. Wie aus der Fig. 6 zu ersehen ist, dringen auf diese Weise die zweiten Backen 49 in die Lücken ein, die bei gespreizter Stellung der Backen am Umfang des Dornes zwischen den Hauptbacken 22' entstanden sind, um einen im wesentlichen durchgehenden, gleichförmigen, runden Umfang zu bilden, so daß zumindest das Endteil 70 des Dosenkörpers oder des teilgeformten Dosenkörpers über den gesamten Umfang des Bolzens gehalten wird, wobei es durch das Teil 121 (Fig.5) des Umfanges der Backen unterhalb seines Nutprofiles erfaßt wird.
  • Die Fig. 5 und 6 zeigen die Backen 22',49 des Dornes 21 in ihrer gespreizten Stellung, und es ist zu erkennen, daß der vorgenannte Kreis, der teilweise durch die Kanten 120 der Backen 22' geformt wird, vervollständigt wird durch die äußeren Kanten oder Füllzonen 60 (Fig. 6), die an den freien Enden der zweiten Backen 49 angeordnet sind. Alle Teile des Dornes 21 sind die gleichen wie diejenigen, die in den Fig.
  • 3 und 4 gezeigt sind, und ihre relative Stellung im gespreizten Zustand ergibtsich aus der Fig. 5, so daß auf sie nicht wieder Bezug genommen wird. In der eingezogenen Lage, die aus einem Vergleich der Fig. 4 und 6 zu ersehen ist, liegen die Backen innerhalb eines Umfanges, der kleiner ist als derjenige der kontinuierlichen äußeren Fläche oder des Umfanges, der gebildet wird durch die Zonen 60 und die äußeren Kanten 120 der Backen 22'in der in Fig. 6 gezeigten gespreizten Lage.
  • Wie teilweise auch in Fig. 3 gezeigt, sind zwei nutformende Rolleneinheiten oder Köpfe 61, deren Durchmesser voneinander beabstandet sind, vorgesehen, von denen eine im Schnitt auf einem Durchmesser und die andere fragmentarisch angedeutet sind. Sie sind in ihrem vollen Ausmaß seitlich verlagert gezeigt gegenüber dem Dorn 21, so daß die Nut und der Flansch 23 bzw. 24 des Dosenkörpers 20 vollständig geformt dargestellt ist.
  • Die Rolle 26 wird gehalten von einer Scheibenfeder 62, die einen Federdruck ausübt, der durch eine Druckeinstellschraube 63 eingestellt werden kann.
  • In der Fig. 7, die zeichnerisch eine zweite Form einer Vorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, sind die Teile, die in Fig. 2 gezeigt sind, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet. Diese Form der Vorrichtung ist geeignet für die Nut- und Flanschformung von teilgeformten Dosenkörpern, bei denen der Endflansch einen größeren Durchmesser D1 haben muß als der Durchmesser D2 des Hauptteiles 71 des Dosenkörpers.
  • Wie in der ersten Ausführungsform der Vorrichtung ist das wesentliche Kennzeichen der spreizbare Dorn, der die teilgeformten Dosenkörper formschlüssig faßt und eine axiale Bewegung während der Nut- und Flanschformung verhindert. In dieser zweiten Ausfiihrungsform der Vorrichtung ist jedoch das obere Teil 72 des Dornkörpers 28 selbst angetrieben durch eine Scheibe (nicht dargestellt) für eine Bewegung quer zu seiner Achse gegen die Nut- und Flanschrolle 26, während die Achse 25 der Backen in ihrer ursprünglichen Stellung verbleibt.
  • In einem typischen Fall ist die maximale Bewegung R des Teiles 72 ungefähr 0,32 cm, das ist eine Distanz, die annähernd der radialen Breite des Flansches 24 entspricht. Die Vorrichtung nach Fig. 7 ist demnach ohne Abänderung auch geeignet für die ausschließliche Durchführung einer Flanschformung ohne Nutformung.
  • Die eingezogene Lage der Dornbacken 22 und die eingezogene Lage des Teiles 72 ist punktiert bei 22 bzw. 72" und, wie in Fig. 2, ist das Endteil 70 des teilgeformten Dosenkörpers ebenfalls punktiert bei 70 r gezeigt.
  • Es ist zu erkennen, daß in den oben mit Bezug auf die Fig.
  • 1 bis 7 beschriebenen Verfahren, wenn die Nut 23 am Endteil 70 durch die relative Rollbewegung zwischen dem Werkzeug 26 und dem Profil 30,32 auf dem Dorn geformt wird (das genannte Profil ist so, daß es im wesentlichen dem für die Nut 23 und den Flansch 24 geforderten entspricht), der Flansch 24 gleich zeitig mit der Nut durch die Rollbewegung geformt wird, wobei der Flansch gebildet wird durch plastische Verformung, die im wesentlichen durch die Druckkräfte bei der Nutformung ausgehen, aus der in punktierter Linie bei 70 dargestellten Position an der Dornfläche 29 in die in ausgezogenen Strichen bei 24 gezeigte Endlage.
  • Es ist benfalls zu erkennen, daß auch während der Arbeit eine relative Drehung und seitliche Verschiebung zwischen dem Dosenkörper-r##dteil, d.h. dem endteil 70 des teilgeformten Dosenkörpers (und darum des Dornes) und dem Nutformungswerkzeug notwendig ist, wobei entweder der Dorn oder das Nutwerkzeug oder beide drehbar sein können und entweder der Dorn oder das Nutformungswerkzeug oder beide gegen das andere bewegbar sind.
  • In einer alternativen Anordnung kann das Nutformungswerkzeug zum.Beispiel eine feste in geeigneter Form profilierte Stange aufweisen, während der Dorn, wie beschrieben, drehbar und ebenfalls bewegbar ist gegen die feste Stange und von dieser weg.
  • Eine andere Ausführungsform der Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 8 bis 17 beschrieben.
  • Fig. 8 zeigt das obere Endteil 70 eines tiefgezogenen und glattwandigen Dosenkörpers, dessen Nut und Flansch in einer Vorrichtung geformt wurden, wie diejenige, die mit Bezug auf die Fig. 7 oder vorzugsweise mit Bezug auf die Fig. 9 bis 12 beschrieben ist. Der Endflansch des Doesenkörpers ist während der gleichzeitig erfolgenden Formung dertEndnut einem als ~verlaufen" (erweitern, ausdehnen) bekannten Effekt unterworten, wobei er sich im Durchmesser erweitert wegen der plastischen Verformung von einer zylindrischen Form zu einem im allgemeinen kegelstumpfförmigen oder ringförmigen Umriß; er kann eine äußere Kante (Außenrand) aufweisen, die sich radial über den Rest des Dosenkörpers hinaus erstreckt. In dem nun zu beschreibenden Verfahren wird die Nut und der Flansch zunächst so wie schon beschrieben geformt, dbh.
  • gleichzeitig miteinander durch eine relative Rollbewegung zwischen dem teilgeformten Dosenkörper, der innerlich starr gehalten wird, und einem außen angeordneten Nutformungswerkzeug; zusätzlich jedoch wird die Ruht durch Wirkverbindung mit einem Profil oder Falzwerkzeug wahrend des folgenden Arbeitsganges zum Falzen eines Dosenendteiles auf das offene Ende des Dosenkörpers umgestaltet.
  • Dieser Falzvorgang ist gut bekannt und umfaßt das Positionieren eines Dosenkörpers, der zumindest ein offenes Ende und ein mit einem Flansch versehenes Endteil aufweist, in einer Verschließmaschine im Bereich der Falzwerkzeuge, die eine oder mehrere Preßrollen oder ein starres Werkzeug sein können; Positionierung des Dosenendteiles, in Schließkontakt mit dem offenen Ende des Dosenkörpers (das wird in der normalen Produktion erledigt, bevor der Dosenkörper das Falz zeug erreicht); und Anwendung einer relativen Drehbewegung zwischen dem losenkörper und den Falzwerkzeugen, um den Endflansch und den anliegenden Teil des Endteiles zu verformen, um das Endteil auf der Dose durch einen doppelten Falz dicht zu befestigen. Dieser Falz hat eine konventionelle Form. Das Falzverfahren wird in bekannter Weise in zwei Arbeitsgängen ausgeführt, wie in dem nun zu beschreibenden Verfahren.
  • Das Dosenendteil hat die typische bekannte Form, wie sie bei 80 in der Fig. 8 gezeigt ist, die ebenfalls die allgemeine Form der Endnut 23 und des daraus hervorgehenden Endflansches 24 im Endteil 70 des Dosenkörpers zeigt, wie sie durch den Nut- und Flanschprozeß vor dem Falzen gebildet wurde. Diese Endnut und dieser Endflansch sind in einer Vorrichtung der vorstehend mit Bezug auf die Fig. 2 bis 7 beschriebenen Art geformt worden, aber vorzugsweise (jedoch nicht zwingend) abgeändert durch Hinzufügung eines in den Fig. 9 bis 12 gezeigten Dornes 81.
  • Der Dorn 81 hat einen Körper 82, der ein oberes Ende 83 aufweist, das durch Ständer 84 auf einem Unterteil 85 gelagert ist, erste Backen 86 und die gleiche Anzahl zweiter, kleinerer Backen 87, die zwischen den Ständern 84 angeordnet sind und getragen werden von dem Unterteil 85 zwischen ihrer eingezogenen Stellung (Fig. 9 und 10) und ihrer gespreizten Stellung, wie in den Fig. 11 und 12 gezeigt. Die Backen 86,87 werden in ihre eingezogene Lage gedrückt durch Feder 122, die im allgemeinen in der gleichen Weise wirken wie die Federn 45,50 (Fig. 4), aber vorzugsweise sich einfach abstützen auf dem Körper 82, wie gezeigt.
  • Die äußere zylindrische Fläche jeder radial bewegbaren ersten Backe 86 begrenzt einen sektorartigen Teil eines Kreises, wobei diese Flächen zwischen sich einen wesentlichen Teil des Umfanges eines Kreises begrenzen. Die äußere zylindrische Fläche jeder radial bewegbaren zweiten Backe 87 begrenzt ebenfalls einen sektorartigen Teil eines Kreises, der den gleichen Radius aufweist wie der vorhergenannte. Wenn die Backen 86,87 in ihrer gespreizten Stellung sind, füllen die genannten Flächen der Backen 87 die Lücken, die durch die Spreizung am Umfang des Dornes zwischen den Hauptbacken entstanden sind, aus, und bilden einen im wesentlichen fortlaufenden, gleichförmigen Umfang. Wie bisher in diesem Absatz beschrieben, entsprechen die Backen 86,87 im allgemeinen in ihrer Funktion den Backen 22',49 des in den Fig. 4 und 6 gezeigten Domes. Im Dorn 81 ist jedoch eine periphere äußere Fläche 88 vollständig an den Backen 86,87 gebildet, wie in den Fig. 9 und 14 dargestellt, die ein Nutteil oder Nut 89 aufweist, die so profiliert ist, daß sie im wesentlichen mit der gesamten geforderten inneren Fläche 90 (Fig. 14) der Endnut 23 des Dosenkörpers übereinstimmt. Der Dornkörper 82 ist nicht so profiliert, daß er mit der Nut oder dem Flansch des Dosenkörpers übereinstimmt.
  • Die äußere Fläche 88 des Dornes umfaßt einen Teil 91 (Fig. 14) oberhalb der Nut 89, wobei das Teil 91 eine Gleitpassung im Endteil 70 des teilgeformten Dosenkörpers bildet, bevor die Nut- und Flanschformung erfolgt.
  • Der Dornkörper 82 weist ein Paar fester, koaxialer Führungsringe 92,93 (Fig. 11) auf, die obere bzw. untere Führungsflächen aufweisen, zwischen denen Vorsprünge 94 der Backen 86,87 radial gleiten können. Der Führungsring 93 hat Abstandhalter 95, die zwischen den Backen angeordnet sind und sich auf dem Führungsring 92 abstützen. Der untere dieser Führungsringe 92 hat eine nach unten gerichtete runde Fläche 105 (Fig. 14 und 15), gegen die sich das freie Ende des teilgeformten Dosenkörpers abstützt. In der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform hat der Ring 92 eine innere runde Steuerfläche, die nach unten divergiert (in diesem Beispiel kegelstumpfförmig, sie kann jedoch irgendeine geeignete Form haben); der Zweck wird nachstehend erläutert.
  • Die Betätigungsmittel für die Backen, die die Backen 86,87 zwischen ihrer eingezogenen und ihrer gespreizten Lage bewegen, können irgendeine geeignete Form haben, zum Beispiel die mit Bezug auf die Fig.3 beschriebene, und die Betätigungsmittel für die Backen, die in den Fig. 9 und 11 gezeigt sind, umfassen eine axial bewegbare Expanderstange 97, die einen Kopf 98 aufweist, der mit gneigten Antriebsflächen ausgestattet ist, die in der mit 3ezug auf die Fig. 3 beschriebenen Weise arbeiten und die zusammenwirken mit geneigten rückwärtigen Flächen 99 der Backen 86,87, wobei die Stange 97 betätigt wird durch einen geeigneten Scheibenmechanismus (nicht dargestellt) bekannter Bauart, der die Bewegungen der Stange 97 zu jeder Zeit steuert.
  • Der Dorn 81 kann einer aus einer Vielzahl sein, die auf einem Drehkopf od.dgl. gelagert sind, der drehbar zwischen einer Anzahl von Maschinenstationen ist, von denen die hier beschriebene Vorrichtung einen Teil bildet, und die umfaßt oder besteht in einer Folge: 1. einer Aufgabestellung, in der ein teilgeformter Dosenkörper auf dem Dorn angebracht wird, wobei die Backen 86,87 in ihrer eingezogenen Stellung liegen; 2. einer Nut- und Flanschformungsstation (die begrenzt werden kann durch einen bogen, der beschrieben wird von dem rotierenden Drehkopf, der den Dorn trägt), an der die Nut 23 und der Flansch 24 am Endteil 70 des teilgeformten Dosenkörpers gebildet wird,und 3. einer Auswerfstation, an der der Dosenkörper von dem Dorn entfernt wird.
  • Das Betätigungsmittel für die Backen ist so angeordnet, daß es die Expanderstange 97 bewegt, um die Backen in ihre gespreizte Lage an der Aufgabestation oder während der Drehung des Drehkopfes von der Aufgabestation zu der Nut- und Flanschiormungsstation zu bewegen; und die Stange 97 in ihre normale Position zurückbewegt, um die Backen einzuziehen an der Auswerfstation oder wenn der Kopf sich von der Nut- und Flanschformungsstal tion zu der Auswerfstation dreht. Es können konventionelle Mittel vorgesehen werden für die Positionierung des teilgeformten Dosenkörpers auf dem Dorn oder für den Vorschub des Dornes in seine Stellung in einen an der Aufgabestation wartenden teilgeformten Dosenkörper. Das Auswerfen des genuteten und geflanschten Dosenkörpers von dem Dorn kann durch Schwerkraft oder, wenn die Dornachse so angeordnet ist, daß das nicht möglich ist, durch geeignete Mittel, die den Dosenkörper von dem Dorn abklopfen, oder durch Entfernung des Dosenkörpers durch Erfassen oder durch einwirkung magnetischer Mittel oder eines Vakuumsagers erfolgen.
  • An dieser Stelle sollte erwähnt werden, daß die Maschine so ausgebildet werden kann, daß der (oder jeder) Dorn senkrecht angeordnet ist, wie hier beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt, oder waagerecht oder in irgendeiner anderen passenden Stellung, wobei die anderen Bestandteile der Maschine, die mit dem Dorn zusammenarbeiten, entsprechend angeordnet werden müssen. Wenn der Dorn senkrecht ist, kann er in umgekehrter Stellung angeordnet sein, so daß der Dosenkörper, der von dem Dorn gehalten wird, sich nach oben von diesem erstreckt anstatt nach unten, wie hier beschrieben und in den Zeichnungen dargestellt.
  • Die ijut 23 und der Flansch 24 werden gleichzeitig an dem teilgeformten Dosenkörper 20 so geformt durch eine relative Rollbewegung zwischen dem teilgeformten Dosenkörper, der innerlich starr an der Nut- und Flanschformungsstation gehalten wird, und zumindest einem nutformenden Werkzeug oder Rolle 26, die so ausgebildet, gelagert und angeordnet ist, daß sie wie vorstehend mit Bezug auf die Fig. 5 beschrieben arbeitet, wobei die Dimensionen der nutformenden Rolleneinheit so gewählt sind, daß in der vorgeschobenen Stellung der Rolle (bei Beendigung des nut- und flanschformenden Arbeitsganges) die nutformende Roleneinheit den Dorn nicht berührt. In einer Anordnung, die in Fig. 13 zeichnerisch veranschaulicht ist, ist eine Vielzahl von nutformenden Rollen, in diesem Falle 2,26' und 26", vorgesehen, die vom Umfang des Dornes beabstandet und außerhalb des Dornes angeordnet sind, wobei die Rollen 26' und 26" den gleichen Durchmesser haben. Der Dorn 81 ist in Fig. 13 anliegend an der Nut 23 dargestellt, deren endgültiger Umfang durch den Dorn 23 bestimmt wird. Jede Rolle ist Teil einer nutformenden Rolleneinheit, wie oben erwähnt, wobei die beiden nutformenden Rolleneinheiten im wesentlichen identisch und für eine gleichzeitige Bewegung der entsprechenden nutformenden Rollen gegen und weg von dem Dorn mit einer radialen Geschwindigkeit, die für jede Rolle 26',26" gleich ist, angeordnet sind. Diese relative seitliche Bewegung zwischen den nutformenden Rollen und dem Dorn wird durch konventionelle Mittel, wie beispielsweise einen Scheibenmechanismus, erzielt.
  • Wie aus der Fig. 13 zu entnehmen, hat der Eingriffspunkt jeder Rolle 26',26" mit dem teilgeformten Dosenkörper 20 eine Bahn 102 bzw. 103, so daß die Rollen nacheinander erfolgende Eindrücke (d.h. Reduzierungen im Radius der Nut 23) bewirken, die am Angriffspunkt der Rolle am Dosenkörper einen Wert d haben. Die ursprüngliche Distanz h zwischen jeder Rolle 26' oder 26" und dem Dorn (d.h. am ursprünglichen Kontaktpunkt mit dem teilgeformten Dosenkörper) ist so, daß der Wert der Einwirkungstiefe d der gleiche für jede der beiden Rollen ist.
  • Für jede Umdrehung des Dornes wird die Nut 23 auf diese Weise um zweimal die Tiefe d im Durchmesser reduziert.
  • Die Rollen 26',26" sind vorzugsweise diametral einander gegenüberliegend angeordnet.
  • Mit Bezug insbesondere auf die Fig. 14 ist der Dorn 81 dort mit den Backen 86,87 in gespreizter Lage dargestellt, wobei die äußeren Flächen der Backen zusammenwirken, um eine im wesentlichen kontinuierliche, umlaufende, äußere Fläche des Dorns zu bilden, wodurch der Dosenkörper an seiner Innenseite starr gehalten wird über den gesamten Umfang des Dornes in dem Teil 71 des Dosenkörpers, der unmittelbar unterhalb des Endteiles 70 liegt.
  • Bei der Arbeit wird der teilgeformte dosenkörper 20 über den Dorn geschoben, dessen freies Ende sich an der Fläche 105 abstützt; die Backen 86,87 sind gespreizt, um den Dosenkörper 20 zu halten. Wenn die rotierenden nutformenden Rollen 26 sich gegen den drehenden Dorn 81 bewegen, treten sie in Eingriff mit dem Endteil 70 unddeformieren es gegen die Nut 89, wodurch die-Halsnut 23 gebildet wird. Dadurch wird erreicht, daß der Teil des Endteiles 70, der die Fläche 91 umläuft, aus seiner zylindrischen Form deformiert wird durch Spreizung nach außen und unten, wie dargestellt, so daß schließlich der Flansch 24 geformt wird.
  • Es ist zu erkennen, daß die Deformierung des Metalls zur Formung des Flansches 24, die durch die Druckbelastung bei der Bildung der Nut 23 erzeugt wird, geführt wird durch das obere Teil 89A des Nutteiles oder der Nut 89 des Dorns und durch die Schulter 106, die die Nut 89 mit der Fläche 91 verbindet. Die Schulter hat die Aufgabe, als Drehpunkt für das nach außen gerichtete Streben des Metalls zu wirken, um den Flansch zu formen.
  • In der Fig. 14 ist eine typische Bahn 107 gezeigt, die von der äußeren Kante des freien Endes 104 des Dosenkörper-Endteiles 70 bei der Bildung des Flansches 24 beschrieben würde, wenn der Ring 92 nicht vorgesehen wäre. Das freie Ende 104 lagert auf und gleitet an der Steuerfläche 96 entlang, die zusammenwirkt mit der Schulter 106 bei der Führung des Flanschmaterials während der Erweiterung, wobei die Fläche 96 das freie Ende 104 zwingt, einem Weg zu folgen, der von seiner freien Bahn 107 abweicht, wodurch sich die kompressiven Kräfte der Nut- und Flanschformung verstärken.
  • In Fig. 14 sind verschiedene Zwischenstationen bei der Formung der Nut und des Flansches in punktierten Linien gezeigt.
  • Die Fig. 15 zeigt einen Dorn, der nur dadurch abweicht, daß der untere Führungsring 92 keine Steuerfläche aufweist wie die Steuerfläche 96 der Fig. 14. Das freie Ende 104 des teilgeformten Dosenkörpers ist in diesem Falle frei, um seiner freien Bahn 107 zu folgen, während der Arbeitsgang in jeder anderen Hinsicht der gleiche ist wie oben mit bezug auf die Fig. 14 beschrieben.
  • Die Verwendung einer Steuerfläche wie 96 kann in allen Fällen durchgeführt werden, aber es ist nur in manchen Fällen notwendig, zum Beispiel bei bestimmten Materialien oder bestimmten Abmessungen des Materiales des Dosenkörpers. Aus den Zwischenstationen, die in den Fig. 14 und 15 dargestellt sind, ist zu entnehmen, daß das Flanschmaterial dahin tendiert, sich schnell zu erweitern über einen weiten Winkel in einem späten Zeitabschnitt des nutformenden Arbeitsganges, d.h.
  • wenn die kompressiven Kräfte der Bildung der Nut einen bestimmten kritischen Wert erreicht haben. Darum ist für eine genaue Kontrolle der Flanschdimensionen die Verwendung einer St euerfläche wünschenswert, ganz besonders während dieser Phase der schnellen Bewegung des Flanschmaterials. Die Form der Steuerfläche, falls eine vorgesehen ist, ist vorzugsweise so, daß sie zumindest in dieser Phase eine Kontrolle ausübt.
  • Es ist zu beachten, daß nur ein Teil des Flanschmaterials einer Erweiterung oder Hebelwirkung unterliegt. Das steht ix Gegensatz zu anderen Verfahren, wie die Nut- und Flanschformung eines zylindrischen Endteiles eines teilgeformten Dosenkörpers in einem Gesenk (Preßwerkzeug), oder die Formung eines Flansches an einem Dosenzylinder vor der Nutformung; in diesen Verfahren unterliegt das gesamte Material, das den fertigen Flansch bilden soll, einer Deformation, die ein Drehmoment in der Gegend des Ansatzes des Flansches hervorruft.
  • Das oben mit Bezug auf die Fig. 14 und 15 beschriebene Verfahren verwendet einen kürzeren "Hebelarm", wodurch die Spannungskräfte am Flanschansatz wesentlich reduziert sind, verglichen mit den genannten anderen Verfahren, und es ist möglich, die Materialmenge für den Flansch großzügig zu bemessen. Dadurch wird ermöglicht, daß ein Endfalz, der besonders gute Eigenschaften hat, wie eine maximale Vberlappung zwischen den verschiedenen Falzelementen, beim Falzvorgang erzielt wird, der nun mit Bezug auf die Fig. 16 und 17 beschrieben wird.
  • Nach der Nut- und Flanschformung, die mit Bezug auf die Fig.
  • 14 und 15 beschrieben ist, werden die nutformenden Rollen 26 zurückgezogen und die Dornbacken 86,87 werden eingezogen, um den Dosenkörper 20 freizugeben, der dann entfernt wird Wenn das andere Ende des Dosenkörpers offen ist, kann ein Dosenendteil daran angefalzt werden, oder das genannte andere Ende kann mit einer Nut und einem Falz versehen werden, wie für das bereits beschriebene Ende. Der Dosenkörper, der an einem Ende offen ist, kann eventuell mit einem Erzeugnis gefüllt sein.
  • Wenn beide Enden des Dosenkörpers offen sind, wird ein Endteil an einem Ende befestigt, bevor er mit einem Erzeugnis gefüllt wird, und danach an dem anderen Ende. Wenn der Dosenkörper nur an einem Ende offen ist, dann wird das Endteil an diesem befestigt, nachdem er mit einem Erzeugnis gefüllt ist.
  • Das(oder jedes) Endteil wird auf einer konventionellen Verschließmaschine angebracht. In dem nun zu beschreibenden Beispiel hat das mit einer Nut und einem Flansch versehene offene Endteil eines Dosenkörpers ein Endteil, das in einer Verschließmaschine an diesem angebracht wurde, in der die Falz rollen für den ersten und zweiten Fal#zarbeitsgang zusätzlich untere nutformende Profile aufweisen, wie bei 108 in Fig. 16 und 109 in Fig. 17 gezeigt.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 16 und 17 ist das Profil der Nut 23 und des Flansches 24, die in der Nut- und flanschformenden Vorrichtung geformt wurden und die in unschraffierten Linien in den Fig. 14 und 15 gezeigt sind, in punktierten Linien in Fig. 16 gezeigt; das ist die ursprüngliche Form des Falzflansches 110 des Dosenendteiles 80. Die als erste wirkende Falzrolle 108 ist gekennzeichnet durch die Hinzufügung eines entspannten peripheren Profils 111 unterhalb des falzformenden Profils 123 der Rolle, so daß während des ersten Falzarbeitsganges das Profil 111 einen Teil der Nut 23 umgestaltet in einer Weise, daß Metall unterhalb des Nutdurchmessers nach innen gezogen wird, während der Endfalz 112 teilweise geformt wird, um die Form der Nut zu bilden, die in durchgezogenen Linien bei 232 in der Fig. 16 und in punktierten Linien in Fig. 17 gezeigt ist.
  • Die als zweite wirkende Rolle fügt ein weiteres entspanntes peripheres Profil 113 unterhalb des falzbildenden Profils 124 der Rolle hinzu. Das Profil 113 gestaltet die Nut noch weiter zu der Form um, die bei 23" in durchgezogenen Linien in der Fig. 17 gezeigt ist, in der die Nut zu sehen ist mit einem abschließenden im wesentlichen geraden Teil 114, das sich am Falz nach unten erstreckt.
  • Das Verfahren zur Bildung eines doppelten Endfalzes 112 durch die Falzrollen 108 und 109 aus dem Endflansch 24 des Dosenkörpers und dem Falzflansch 110 (Fig. 8) des Endteiles 80 ist konventionell. Es ist jedoch aus der Fig. 17 ersichtlich, daß sich das Material des Körperflaneches 24 im Endfalz im wesentlichen über die größtmögliche Uberlappung mit dem anliegenden Material des Endteiles erstreckt, wodurch der Falz verbesserte Dichtungseigenschaften gegenüber konventionellen Endfalzen erhält, mit denen es früher nicht für möglich gehalten wurde, eine derart lange Uberlappung zu erreichen für die gesamte gegebene axiale Länge des Falzes bei Anwendung von nur zwei Falzarbeitsgängen. Wie oben beschrieben, ermöglicht die Erfindung, daß genügend Material zur Verfügung steht, um das zu erreichen.
  • Es ist zu beachten, daß, obwohl vorstehe#nd nur die Nut- und Flanschformung an einem Ende eines Dosenkörpers beschrieben ist, beide Enden eines teilgeformten Dosenkörpers, der an beiden Enden offen ist, mit einer Nut und einem Flansch gleichzeitig versehen werden können, indem ähnliche Mittel an beiden Enden yorgesehen werden, um einen Dosenkörper herzustellen, wie er in Fig. 1b gezeigt ist.
  • Darüber hinaus ist zu beachten, daß, obwohl die Erfindung besonders bei der Herstellung von Dosenkörpern aus Weißblech wie das vorher genannte "doppelt in seiner Stärke reduzierte Blech" oder ähnlich sprödem Material verwendet werden kann, die Erfindung auch geeignet ist für die Herstellung von Dosenkörpern, die aus biegsameren Metallen, wie Aluminium, hergestellt werden, wo die Schwierigkeiten, die sich aus der Sprödigkeit ergeben, nur vermindert oder überhaupt nicht vorhanden sind. Sie hat den wesentlichen Vorteil gegenüber den Verfahren des Standes der Technik, daß die beiden -Arbeitsgänge zur Nut- und Flanschformung gleichzeitig und mit einer einzigen Maschine ausgeführt werden können.

Claims (39)

Patent ansprüche
1. erfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß eine Halsnut und ein daran anschließender Flansch gleichzeitig an einem teilgeformten Dosenkörper durch eine relative Rollbewegung zwischen dem genannten Dosenkörper, der an seiner Innenseite starr gehalten wird, und einem äußeren vXutwerkzeug geformt wird.
2. Verfahren zur Formung einer Endnut und eines daran anschließenden Endflansches an einem zylindrischen Endteil eines teilgeformten metallenen Dosenkörpers, gekennzeichnet durch die Schritte des starren Haltens eines genannten Dosenkörpers durch einen innen liegenden festen Dorn über den im wesentlichen gesamten Bereich des genannten Dosenkörpers, mindestens jedoch über einen anderen Teil des genannten Dosenkörpers als dessen genanntes Endteil und, während der Dosenkörper in dieser Weise gehalten wird, Anwendung einer relativen Rollbewegung zwischen dem genannten Endteil und einem außen angeordneten Nutwerkzeug, wobei der radiale Abstand zwischen dem Nutwerkzeug und der Dornachse vermindert wird, so daß das Nutwerkzeug mit dem zylindrischen Endteil des genannten Dosenkörpers in Eingriff tritt und ihn verformt gegen die äußere Fläche des Dorns, der ein Nutteil aufweist, das so profiliert ist, daß es im wesentlichen mit dem für die Nut geforderten übereinstimmt, und das weiter so profiliert ist, daß es eine Führung für die Verformung eines Teiles des genannten Endteiles aufweist, um einen genannten Flansch zu formen, so daß auf diese Weise die genannte Nut und der Flansch gleichzeitig geformt werden, wobei der genannte Flansch durch plastische Verformung gebildet wird, die im wesentlichen durch die Druckkräfte der Nutbildung erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt der nachfolgenden Umgestaltung der Nut beim Balzen eines Dosenendes mit dem Endflansch.
4. Verfahren nach ~Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Backen des Dornes radial nach außen in eine feste gespreizte Lage bewegt werden, um das Endteil des Dosenkörpers an seiner Innenseite fest zu halten, bevor das Nutwerkzeug mit dem zylindrischen Teil des genannten Dosenkörpers in Eingriff tritt, wobei die genannten Backen aus dieser Lage zurückgezogen werden, um den Dosenkörper nach Formung der Nut und des daran anschließenden Flansches freizugeben.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Rollbewegung zumindest teilweise durch Drehung des Dorns auf seiner eigenen Achse bewirkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Rollbewegung zwischen einem teilgeformten Dosenkörper und einer Vielzahl der genannten-Nut- -werkzeuge bewirkt wird, die voneinander beabstandet am Außenrand des Dorns angeordnet und einer radialen Verschiebung zwischen dem Dorn und jedem der genannten Werkzeuge mit gleicher Geschwindigkeit unterworfen werden, wobei der ursprüngliche radiale Abstand zwischen jedem genannten Nutwerkzeug und dem Dorn so ist, daß die gleichen Eindrücke in dem genannten Dosenkörper nacheinander an jedem Punkt zwischen den genannten Werkzeugen und dem Dosenkörper bewirkt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollbewegung zumindest teilweise durch Drehung von zumindest einem genannten Nutwerkzeug um eine Achse bewirkt wird, die in einer Ebene angeordnet ist, die die Dornachse einschließt.
8. Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen Dose, gekennzeichnet durch die Positionierung eines Dosenkörpers, der zumindest an einem offenen Ende ein Endteil aufweist, das mit einer Nut und einem Flansch versehen ist, durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche an einem Falzwerkzeug für die Befestigung eines Dosenendteils an dem genannten Flansch, Anordnung eines genannten Endteils an dem offenen Ende des Dosenkörpers und Anwendung einer relativen Drehung und allgemein-radialen Verschiebung zwischen dem das Endteil aufweisenden Dosenkörper und dem Falzwerkzeug, um einen umlaufenden Endfalz aus einem Falzflansch des Endteils und dem Endflansch des Dosenkörpers zu bilden und gleichzeitig damit die Endnut des Dosenkörpers umzugestalten durch deren Eingriff mit einem Profil des Falzwerkzeuges, wodurch die Bildung des Dosenkörpers im wesentlichen gleichzeitig mit der Vervollständigung des Endflansches der Dose vervollständigt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte relative Drehung und Verschiebung zwischen dem das Endteil tragenden Dosenkörper und einer ersten Falzrolle des Falzwerkzeuges bewirkt wird, um eine erste Stufe bei der Bildung des Endflansches und gleichzeitig die Umgestaltung der Endnut des Dosenkörpers durchzuführen, worauf anschließend die genannte relative Drehung und Verschiebung zwischen dem das Endteil tragenden Dosenkörper und einem zweiten Falzwerkzeug erfolgt, um die Endstufe bei der Bildung des Endfalzes durchzuführen und gleichzeitig die Nut weiter umzugestalten.
10. Vorrichtung für die Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, der ein Endteil aufweist, das eine Endnut und einen daran anschließenden Flansch aufweist, gekennzeichnet durch einen Dorn, der so konstruiert ist, daß er einen teilgeformten Dosenkörper innerlich über den gesamten Umfang des Dornes, mindestens innerhalb eines anderen Teiles des genannten Dosenkörpers als dessen genannten Endteil hält, wobei der Dorn eine äußere Fläche aufweist, sowie einen Nutteil, der so profiliert ist, daß er, wenn ein teilgeformter Dosenkörper auf ihm angeordnet ist, im wesentlichen übereinstimmt mit dem geforderten Profil von zumindest einer genannten Nut des Endteils des Dosenkörpers, und ein Nutwerkzeug, das außerhalb des Dorns und von diesem beabstandet angeordnet ist, wobei der Dorn und das Nutwerkzeug für eine relative Drehung und für eine relative gleichzeitig mit der relativen Drehung erfolgende Verschiebung angeordnet i-st, um den Abstand zwischen ihnen radial zum Dorn zu verändern, wodurch eine genannte Nut und ein Flansch gleichzeitig durch eine Rollbewegung an einem genannten Endteil eines teilgeformten Dosenkörpers, der von dem Dorn starr gehalten wird, hergestellt werden kann, wobei die genannte äußere #Fläche des Dorns ferner so profiliert ist, daß sie eine Führung bei der Verformung eines Teiles des genannten Endteils zur Formung des genannten Flansches bildet.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Dorn eine Vielzahl Backen aufweist, die radial bewegbar zwischen einer festen gespreizten Stellung für das innerliche Erfassen eines Dosenkörpers oder eines teilgeformten Dosenkörpers sind, wobei in dieser Lage äußere Flächen der Backen zusammenwirken, um eine im wesentlichen kontinuierliche, äußere, umlaufende Fläche des Dorns zu bilden, und einer zurückgezogenen Stellung sind, in der die Backen innerhalb eines Umfangs liegen-, der kleiner ist als der kleinste kontinuierliche innere Umfang einer genannten Nut.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn eine Vielzahl von radial bewegbaren ersten Backen aufweist, von denen jede einen sektorartigen Teil eines Kreises begrenzt und zwischen denen ein wesentlicher Teil des Umfanges des Kreises liegt, und zwischen den genannten ersten Backen eine gleiche Vielzahl von radial bewegbaren zweiten Backen liegt, die, wenn der Dorn gespreizt ist, die Lücken füllen, die durch die Spreizung am Umfang des Dorns zwischen den genannten ersten Backen entstanden sind, um einen im wesentlichen kontinuierlichen gleichförmigen runden Umfang zu bilden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekeunzeichneL, daß die äußeren Flächen der Backen so profiliert sind, daß sie im wesentlichen am gesamten Umfang zumindest einem Teil des geforderten Profils der genannten Nut entsprechen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Flächen der Backen so profiliert sind, daß sie im wesentlichen dem geforderten Profil einer genannten Nut und zumindest einem Teil des genannten Flansches entsprechen.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn nachgiebige Mittel umfaßt, die bewirken, daß die Backen in ihre zurückgezogene Stellung gezwungen werden.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn eine Steuerfläche umfaßt, die sich radial nach außen von der genannten äußeren Fläche des Dornes erstreckt und die so angeordnet ist, daß sie mit dem freien Ende des teilgeformten Dosenkörpers bei der Bildung des daran befindlichen Flansches in Eingriff tritt, wodurch sie zusammenwirkt mit der genannten äußeren Fläche bei der Führung der Verformung eines Teiles des genannten Endteiles, um einen Flansch zu bilden.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn derart drehbar ist, daß er einen von ihm gehaltenen genannten Dosenkörper oder teilgeformten Dosenkörper drehen kann.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 17, gekennzeichnet durch eine Vielzahl der genannten außerhalb des Dorns angeordneten Nutwerkzeuge, die voneinander beabstandet am Außenrand des Domes angeordnet sind, wobei der Dorn und jedes Nutwerkzeug angeordnet ist für eine relative Drehung und für die gleichzeitige relative Verschiebung mit einer radialen Geschwindigkeit, die für jedes genannte Werkzeug gleich ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Nutwerkzeuge oder zumindest eines der genannten Nutwerkzeuge drehbar ist auf einer Achse, die in einer Ebene angeordnet ist, die die Dornachse einschließt, wenn der Dorn so positioniert ist, daß er einen teilgeformten Dosenkörper in einer Stellung für die genannte Rollbewegung hält.
20. Vorrichtung für die Verwendung bei der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, der eine Endnut und einen daran anschließenden Endfisusch aufweist, gekennzeichnet durch eine Verschließmaschine, die ein Faltmittel aufweist für die Befestigung eines Dosenendteils an einem genannten Dosenkörper durch Formung eines umlaufenden Endfalzes aus einem Falzflansch des Endteils und dem genannten Endflansch des Dosenkörpers, wobei das genannte Falzmittel für eine relative Drehung und eine allgemein-radiale Verschiebung zwischen dem das genannte Endteil tragenden Dosenkörper und dem Falzwerkzeug des Falzmittels angeordnet ist, wobei das Falzmittel so profiliert ist, daß es gleichzeitig den Ednflansch bildet und die Endnut des Dosenkörpers umgestaltet, wodurch die vollständige Bildung des Dosenkörpers im wesentlichen gleichzeitig mit der Vervollständigung einer geschlossenen Dose einschließlich des Dosenkörpers erfolgt.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Falzwerkzeug eine erste Falzrolle umfaßt, die so profiliert ist, daß sie eine erste Brbeitsstufe bei der Formung des Endfalzes ausführt und gleichzeitig die Endnut des Dosenkörpers umgestaltet, indem sie dazu tendiert, das Metall von dem Endflansch weg gegen die Nut zu ziehen, und eine zweite Falzrolle, die so profiliert ist, daß sie eine folgende und abschließende Stufe bei der Bildung des Endflazes durchführt und gleichzeitig die Endnut weiter umgestaltet, indem sie dazu tendiert, weiteres Material von dem Endflansch zur Nut zu ziehen.
22. Verfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, wie im wesentlichen mit Bezug auf die Figuren 1 bis 6 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
23. Verfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, wie im wesentlichen mit Bezug auf die Figur 7 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
24. Verfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, wie im wesentlichen mit Bezug auf die Figuren 9 bis 12 und 14 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
25. Verfahren zur Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, wie im wesentlichen mit Bezug auf die Figuren 9 bis 12 und 15 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, gekennzeichnet durch den Schritt, der im wesentlichen vorstehend mit Bezug auf die Figur 13 der beigefügten Zeichnungen beschrieben ist.
27. Verfahren zur Herstellung einer geschlossenen Dose, gekennzeichnet durch die Anbringung eines Endteils durch ein Verfahren, wie es im wesentlichen mit Bezug auf die Figuren 16 und 17 der beigefügten Zeichnungen beschrieben ist, an einem metallenen Dosenkörper, der an seinem offenen oberen Ende ein Endteil aufweist, das mit einer Endnut und einem davon ausgehenden Endflansch gebildet ist.
28. Ein metallener Dosenkörper, der nach dem-in einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 22 bis 26 beanspruchten Verfahren hergestellt ist.
29. Ein metallener Dosenkörper, der Teil einer Dosen ist, die nach d#em in den Ansprüchen 8 oder 9 beanspruchten Verfahren hergestellt ist.
30. Vorrichtung für die Verwendung bei der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, die konstruiert, ausgestaltet und geeignet ist, daß sie im wesentlichen wie hier mit Bezug auf die Figuren 2 bis 6 der beigefügten Zeichnungen arbeitet.
31. Vorrichtung nach Anspruch 30, die modifiziert und in der Lage ist, im wesentlichen wie hier mit Bezug auf die Figur 7 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, zu arbeitens
32. Vorrichtung für die Verwendung bei der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, dadurch gekennzeichnet, daß sie konstruiert, angeordnet und in der Lage ist, im wesentlichen wie, hier mit Bezug auf die-Riguren 9 bis 12 und 14 beschrieben, zu arbeiten.
33. Vorrichtung für die Verwendung bei der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers, die konstruiert, angeordnet und in der Lage ist, im wesentlichen, wie hier mit Bezug auf die Figuren 9 bis 12 und 15 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, zu arbeiten.
34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 30 bis 33, die konstruiert, angeordnet und in der Lage ist, im wesentlichen, wie hier mit Bezug auf die Figur-13 der beigefügten Zeichnungen beschrieben, zu arbeiten.
35. Vorrichtung für die Verwendung bei der Vervollständigung der Herstellung eines metallenen Dosenkörpers und die gleichzeitige Anbringung eines Endteiles daran, im wesentlichen wie hier mit Bezug auf die Figuren 16 und 17 der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
36. Ein metallener Dosenkörper, der mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 19 oder 30 bis 35 hergestellt wurde.
37. Ein metallener Dosenkörper, der Teil einer Dose ist und eine Endnut und einen davon ausgehenden Eadflansch aufweist, der unter Verwendung einer Yorrichtung nach einem der Ansprüche 20, 21 oder 35 hergestellt wurde.
38. Eine Dose, gekennzeichnet durch einen metallenen Dosenkörper, die durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7 oder 22 bis 27 hergestellt wurde.
39. Eine Dose, die nach dem Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 hergestellt wurde.
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