DE2264536C3 - Verfahren zum Entfernen des Grats bei der Herstellung einer Büchse mit Einschnürung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen des Grats bei der Herstellung einer Büchse mit Einschnürung durch Ziehen eines kreisförmigen Rohlings zu einem zylindrischen Körper mit einem dünn ausgezogenen Boden und Geradeschneiden der Oberkante des Körpers unter Bildung eines nach außen abstehenden Grates. Insbesondere ist die Erfindung zum Bearbeiten einer derartigen Büchse aus Aluminiumblech oder insbesondere aus Weißblech geeignet.

Eine Büchse mit Einschnürung wurde bisher wie folgt hergestellt:

Ein kreisförmiges Stanzstück bestimmter Größe wurde aus einem Metallblech geeigneter Stärke ausgestanzt und dieses Stanzstück wurde dann zu einer Büchse gezogen. Das so erhaltene büchsenähnliche Halbprodukt wurde dann erneut gezogen und mehrmals gestanzt, wobei ein zylindrischer Körper mit einem nach innen gewölbten Boden und einer dünn ausgezogenen Wand erhalten wurde. Der so erhaltene zylindrische Körper wurde dann am oberer: Rand ringsum geradegeschnitten, damit die so erhaltene Büchse eine einheitliche Höheerhielt(US-PS3581 691).

Anschließend wurde dann ein Überzug auf die Innen- und Außenfläche der Büchse aufgebracht und dieser getrocknet.

Das Oberteil der gcradegeschnittenen Öffnung wurde dann nach innen gepreßt und so ein Halsteil mit geringerem Durchmesser hergestellt.

Dann wurde die obere Hälfte des so erhaltenen Halses durch radiales Ausdehnen umgebördelt und so die gewünschte Büchse mit Einschnürung erhalten.

Bei der Massenproduktion von Büchsen der oben beschriebenen Art entsteht jedoch gewöhnlich an dem gesamten oder einem Teil des peripheren Rands der geradegeschnittenen Öffnung des Körpers ein Grat oder ein nach außen von der Wand des zylindrischen Büchsenkörpers abstehendes Teil. Dies läßt sich nur sehr schwer vermeiden. Die Gräße und Stärke des Grats sind zwar bei Verarbeitung von Aluminium kurz und schwach, aber lang und fest bei Verarbeitung von Weißblech.

Falls das Halbfertigprodukt mit dem Grat /.. B. in einer darauffolgenden Verfahrensstufe bedruckt werden soll, so wird dL' normalerweise aus elastischem Material, wie Kautschuk, bestehende Druckwalze beschädigt und ihre Lebensdauer verkürzt. Wenn ferner nach dem Geradeschneiden eine Einschnürung an der Öffnung der zylindrischen Büchse erzeugt werden soll, so weist der Teil mit dem Grat einen größeren Widerstand gegen den zum Erzeugen der Einschnürung ausgeübten Druck als der übrige Teil auf, da die gesamte Körperwand, insbesondere bei Verwendung von Weißblech, infolge des Ziehens und Stanzens gehärtet wurde. Aus diesem Grund ist es unmöglich, den gesamten Umfang der zylindrischen Büchse einheitlich zusammenzudrücken, so daß längsgerichtete Falten parallel zur Achse der zylindrischen Büchse auftreten. Falls jedoch derartige Fallen auftreten, wird der Widerstand gegen das Zusammendrücken in der Axialrichtung des zylindrischen Körpers in den Teilen mit Falten wesentlich höher als in den faltenfreien Teu'en. Beim Erzeugen einer Einschnürung wird daher der zylindrische Büchsenkörper in Axialrichtung deformiert, so daß keine einheitliche Büchse entsteht. Dieser Nachteil tritt besonders in Erscheinung, wenn als Werkstoff Weißblech verwendet wird, und die Büchsenwand beim Stanzen recht dünn ausgezogen wird, um Material zu sparen. Auf Grund des Grats treten aber noch weitere Nachteile auf. Selbst wenn es gelingt, die Einschnürung mit dem einen Grat aufweisenden Material auszuführen, so ist es schwierig, beim Bördeln, bei welchem eine Dehnung erfoigt, das Auftreten von Bördelbrüchen in Richtung der Achse des zylindrischen Körpers zu vermeiden, da die Zugbeanspruchung besonders in dem Teil auftritt, welcher dem Grat benachbart ist. Sobald jedoch einmal Flanschbrüche auftreten, kann man die Büchse nicht mehr verschließen, selbst wenn man den Deckel mit einer Doppelnaht aufbringt.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zum Entfernen des Grats bei der Herstellung einer Büchse mit Einschnürung, bei welchem der beim Geradeschneiden am Rand der Öffnung des zylindrischen Körpers verursachte Grat beseitigt wird, so daß keine Beschädigung der Druckwalze beim nachfolgenden Bedrucken eintritt.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Grat unter Walzen heruntergebrochen wird. Dies hat den Vorteil, daß die Oberkante des Körpers, ohne den Grat zu schneiden, geglättet wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren tritt keinerlei Ausschuß auf, da der beim Geradeschneiden auftretende Grat vor der weiteren Verarbeitung abgebrochen wird.

Bei dem erfindungsgemäß bearbeiteten Büchsenkörper wird die Druckwalze beim Bedrucken der Büchse nicht beschädigt, da der Grat einwandfrei beseitigt ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, in den Zeichnungen bedeutet

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die rechte Hälfte einer Ausführungsform der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angewendeten Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie H-Il gemäß Fig. 1,

F i g. 3 ein Beispiel in übertriebener Darstellung für einen beim Bördeln an der peripheren Kante der Öffnung des zylindrischen Körpers einer Büchse entstandenen Grat,

Fig.4 einen Längsschnitt durch ein Beispiel der peripheren Oberkante eines oben offenen zylindrischer Büchsenkörpers gemäß der Erfindung.

Die Stärke des Original-Metallblechs zum Herstellen einer Blechdose mit einem Durchmesser von 211 mm beträgt etwa 0,3 bis 0,35 mm, und die Stärke der fertiger Bodenwand der Bierdose etwa 0,15 bis 0,20 mm.

Ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Geradeschneiden der Endkante der Öffnung des zylindrischer Körpers mit zwei kreisförmigen Schncidvorrichtunger ist in der US-PS 34 25 251 beschrieben. Bei dieserr Geradschneidevorgang kann ein nach außen von dei Gefäßwand abstehender Grat teilweise oder um der ganzen Umfang der gcradegeschnittenen Kante auftreten. Dies kommt häufiger bei Verwendung vor

Weißblech als bei Verwendung von Aluminiumblech vor, da das Weißblech dehnbarer als das Aluminiumblech ist. Die Länge des abstehenden Grats ist sehr gering und liegt etwa in der Größenordnung zwischen 0,05 und 0,1 mm.

Das Abbrechen des Grats ei folgt mittels Walzen, wodurch die Oberfläche des Grats geglättet wird (vgl Fig. 4).

Bei der Ausfuhrungsform gemäß F i g. 1 ist eine Gratabbrechvorrichtung A und eins Vorrichtung B zur Aufnahme des einseitig verschlossenen zylindrischen Kölners 106" dargestellt. Die Gratabbrechvorrichtung besteht aus 3 Hauptteilen: der erste Teil besteht aus einem Schaft 1, der an einer geeigneten Stützvorrichtung (nicht dargestellt) befestigt ist. Der zweite Teil besteht aus einem kreisförmigen Ring 3, der drehbar und konzentrisch um den Umfang des Schafts 1 mittels eines Kugellagers 2 befestigt ist. Der dritte Teil stellt einen Verbund aus einem weiten peripheren Ring II dar, welcher um den Schaft I rotiert, einem kleinen Schaft 18, welcher in den Ring 11 eingeselzi isi und einer die Form eines umgekehrten stumpfen Kegels aufweisenden Walze 14, die drehbar am unteren vorstehenden Teil des Schafts 18 angebracht ist.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, ist am unteren Ende des Schafts 1 ein Gewinde zur Aufnahme eines Gewinderinges 4 zum Befestigen des Kugellagers 2 vorgesehen. Über dem mit Gewinde versehenen Teil befindet sich eine etwas nach außen ragende Schulter 24, deren Höhe von der Länge des Kugellagers 2 abhängt. Das Kugellager 2 kann konzentrisch an dem Schaft 1 im zylindrischen Teil 25 befestigt werden, so daß das obere Ende des Kugellagers 2 am unteren Ende der Schuller 24 anliegt und das untere Ende des Kugellagers 2 durch den Gewindering 4 gehalten wird. Der kreisförmige Ring 3 ist über das Kugellager 2 konzentrisch an dem Schaft 1 befestigt, wobei die Länge des Rings 3 zweimal so lang wie das Kugellager 2 ist. Auf diese Weise entsteht am oberen Ende des Rings 3 ein Flanschteil 26, das mit dem Außenring des Kugellagers 2 in Eingriff steht. Ferner ist die Innenfläche des Rings 3, die aus dem äußeren Ring des Kugellagers 2 heraussteht, so mit einem Gewinde versehen, daß ein Verschlußring 3' befestigt werden kann. Da der Ring 3 Ober dem äußeren Ring des Kugellagers 2 mit Hilfe des Flansches 26 und des Verschlußrings 3' befestigt ist, kann er über das Kugellager 2 um den Schaft 1 rotieren. Der Außendurchmesser des Rings 3 entspricht dem Außendurchmesser des Verschlußrings 3', welcher etwas geringer als der Innendurchmesser des zylindrischen Körpers 106" ist. Vorzugsweise wird die äußere periphere Kante des Verschlußrings 3' rund ausgebildet, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist, so daß der Ring 3 einschließlich des Rings 3' glatt in den zylindrischen Körper 106" hineingeht. Zusätzlich weist der Ring 3 einen geneigten Teil 5 an der oberen peripheren Kante auf, der gegen die Achse des Schafts 1 geneigt ist. Der Neigungswinkel dieses Teils 5 soll vorzugsweise zwischen etwa 10° und 15° betragen. Dieser Teil 5 soll mit dem geneigten Teil 14a (im folgenden noch näher beschrieben) der Walze 14 fluchten. Falls also ein Winkel festgelegt ist, so ist hierdurch auch der andere Winkel bestimmt. Der Ring 3 und die Walze 14 bestehen beide aus starrem Material. Über der Schulter 24 des Schaftr. 1 befindet sich ein Flanschteil 6, welcher um eine der Breite des Flanschteils 26 entsprechender Länge nach außen ragt. Über dem Flanschteil 6 befindet sich einstückig ein zylindrischer Teil 8 mit einem geringeren Außendurchmesser als der Flanschlcil 6. Der Umfjng des zylindrischen Teils 8 wird fest von einem kreisförmigen, federnden Körper 7 umgeben, dessen Außendurchmesser größer als der Flanschteil 6 ist, so cJuli die Außenfläche des Körpers 7 radial nach außen von der Oberfläche des Teils 6 ragt. Der federnde Körper 7 kann durch einen Verschlußring 9 und den Teil 6 gehallen werden, und der Ring 9 wird seinerseits durch die Gewinderinge 10 und 10' festgehalten.

Ein verhältnismäßig breiter kreisförmiger Ring 11 befindet sich in innigem Eingriff mit dem äußeren Umfang des federnden Körpers 7, so daü die Innenfläche des kreisförmigen Ringes 11 sich in Reibungskontakt mit der Außenfläche des federnden Körpers 7 befindet. Am unteren und inneren Ende des Rings 11 ist ein vorstehender Flansch 12 befestigt, dessen obere Fläche sich in inniger Berührung mit der unteren vorstehenden Fläche des Körpers 7 befindet. Beim Einbauen des Rings 11 soll die obere Flache des Rings vorzugsweise ganz wenig unter derjenigen des Körpers 7 liegen, so oaä ein geringer Abstund 27 zwischen dem Ring 9 und dem Ring 11 vorhanden ist.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, sind mehrere, mindestens 2 Löcher in den Ring 11 parallel zur Achse des Schafts 1 gebohrt. In Fig. 2sind beispielsweise 3 Löcher 13a, I3£> und 13c dargestellt. Zweckmäßigerweise soll der Abstand der Löcher auf dem Kreisumfang jeweils praktisch gleich sein. Wie im folgenden noch näher erläutert wird, wird der Schaft 18, welcher die konisch nach unten zulaufende Walze 14 tragen soll, durch .die entsprechenden Löcher 13 eingesetzt, wobei der Schaft an dem Ring 11 auf beliebige Weise, z.B. mit einem Gewindering, befestigt werden kann. Diese Löcher 13 müssen an solchen Stellen gebohrt werden, daß der Vorgang zum Befestigen des Schafts 1 nicht die folgenden Vorgänge behindert, bei welchen der Ring 9 mit dem Schaft 1 in Eingriff gebracht wird. In Fig. 2 sind die Löcher so dargestellt, daß die Kreismitie jeweils auf den gestrichelten Kreis fällt, welcher durch die Mittellinie der Breite des Rings 11 geht.

Das Einsetzen des Schafts 18 in den Ring 11 kann von unten erfolgen, die Befestigung an dem Ring U kann mit einem Gewindering 29 erfolgen, wenn ein Flanschteil 28 an bestimmter Stelle, je nach Länge des Rings 11, an der unteren Fläche des Rings 11 angrenzt.

Der Schaft 18 ist mit einem vorstehenden Teil versehen, welches sich nach unten von dem Flanschteil 28 aus erstreckt Die Walze 14 ist fest an dem vorstehenden Teil zwischen den Längslagern 15 und 16 an dem Schaft 18 mit Hilfe von Gewinderingen 30 und 30' befestigt. Die Walze 14 ist aufgrund des Warenlagers 17 drehbar um den Schaft 18 angeordnet. Diese Walze 14 stellt den einzigen Teil dar, der in den aus dem Ring 11, dem Schaft 18 und der Walze 14 bestehenden Verbund drehbar angeordnet ist. Die Walze 14 kann sich selbstverständlich nur um ihre eigene Achse in konstanter Stellung drehen.

Der geneigte Teil Hader Walze 14 soll einen mit dem geneigten Teil 5 am Ring 3 gleichlaufenden Winkel aufweisen. Wenn die Walze 14 zusätzlich drehbar an dem Schaft 18 befestigt ist, so soll der Teil 14a weich mit dem Teil 5 an wenigstens einem Teil in paralleler Berührung stehen und auch ein Teil des Teils 14a sol! sich unter das untere Ende des Teils 5 erstrecken.

Die Vorrichtung B zur Aufnahme des bodenscitigen Endes des zylindrischen Körpers ist unterhalb und ;iuf derselben Achse wie die Gratabbrechvorrichtung befestigt. Diese Vorrichtung ist so ausgebildet, daß ein

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kreisförmiger Magnet 21 konzentrisch in die Oberfläche eines kreisförmigen Untergestells 22 eingebettet ist. das auf einem Stützschaft 19 befestigt ist, der drehbar und nach oben und unten bewegbar ist und an dem Untergestell 22 mit Hilfe eines kreisförmigen Rings 23 befestigt ist. Der Magnet 21 hat eine Größe, welche dem zylindrischen Körper 106" entspricht und auf den Boden des zylindrischen Körpers 106" wirkt und diesen dabei in einer bestimmten Stellung festhält. Ein derartiger Magnet eignet sich für einen aus Weißblech hergestellten zylindrischen Körper, während bei Aluminium zweckmäßigerweise eine Vakuumsaugvomchtung angewandt werden kann. Eine derartige Vakuumsaugvorrichtung kann in an sich bekannter Weise ausgeführt werden. In Fig. I kann beispielsweise ein Loch 31 durch eine geeignete Stelle des Untergestells 22 gebohrt werden, das mit einer Röhre 32 verbunden ist, welche zu einer Vakuumpumpe Pführt

Die Vorrichtung B wird wie folgt betrieben: Der einseitig verschlossene zylindrische Körper 106 mit einem Bodenende wird nach dem Geradeschnciden koaxial auf das Untergestell 22 der Vorrichtung B, mit der Öffnung nach oben, befestigL Der Körper wird hier durch den Magnet 21 festgehalten. Dann wird der Schart 19 betätigt und hiermit das Untergestell 22 nach oben gehoben, wodurch der Körper 106" endgültig die Ringe 3 und 3' der Vorrichtung A umschließt. Das Untergestell 22 wird dann noch weiter angehoben und der Körper 106" wird dadurch entlang der Außenfläche des Rings 3 emporgehoben. Die Kante der Öffnung des geradegeschnittenen Körpers 106" kommt so in einen dreiecksförmigen Hohlraum 20, welcher durch die geneigte Fläche 14a der Walze 14 und die vertikale Fläche unter der geneigten Fläche 5 des Rings 3 gebildet wird. Die Aufwärtsbewegung des Untergestells 22 wird angehalten, sobald sich die Kante der Öffnung zwischen die Oberfläche 14a und die vertikale Räche des Körpers des Rings 3 einklemmt Die Beziehung zwischen der Einführtiefe der Kante der Öffnung des zylindrischen Körpers 106" zwischen die Oberfläche 14a und die vertikale Fläche des Rings 3 und der Zeit, zu welcher die Aufwärtsbewegung des Untergestells 22 angehalten wird, kann vorherbestimmt werden. Beispielsweise kann dies so erfolgen, daß die äußere periphere Kante der Öffnung einen abgebrochenen geglätteten Teil aufweist, dessen Breite d etwa 1 mm beträgt Wie in F: g. dargestellt, muß der Neigungswinkel selbstverständlich gleichlaufend mit dem Neigungswinkel der Walze oder dem Teil 5 des Rings 3 sein. Wenn die Aufwärtsbewegung des Untergestells 22 angehalten wird, so klemmt sich der zylindrische Körper 106" an drei Stellen ein, da in diesem Beispiel drei Walzen 14 vorhanden sind. Nachdem das Untergestell 22 angehalten wurde, läßt man es zusammen mit dem Körper 106" rotieren, indem man den Schaft 19 rotieren läßt. Dabei befindet sich die Innenfläche des Körpers 106' in Berührung mit der Außenfläche des Rings 3. Da der Ring 3 aufgrund des Kugellagers 2 um den Schaft 1 drehbar ist, rotiert der Körper 106" um seine eigene Achse, wobei ein Teil der peripheren Kante der Öffnung zwischen der Walze 14 und dem Ring 3 eingeklemmt ist. Wenn der Körper auf diese Weise rotiert, so rotiert die Walze 14 in gegenläufiger Richtung. Durch die Drehung ,₅ dieser beiden starren Körper, nämlich des Rings 3 und der Walze 14, wird der an der Außenkante der Öffnung des Körpers vorhanden Grat 116 abgebrochen, und die äußere periphere Kante der Öffnung des zylindrischen Körpers 106" geglättet.

Die Aufwärtsbewegung des Untergestells 22 der Aufnahmevorrichtung B wird angehalten, wenn die Kante der Öffnung des Körpers 106" mehr oder weniger zwischen der Walze 14 und der vertikalen Fläche des Rings 3 eingeklemmt ist Dadurch wird die 2j Walze 14, wenn auch nur gering, nach oben und/oder außen gestoßen. Ein derartiges Verhallen der Walze 14 wird jedoch vollständig durch den federnden Körper 7 und den Abstand 27 absorbiert, so daß keine nachteilige Wirkung eintritt Auf diese Weise wird durch die J₀ Aufwärtsbewegung der Walze 14 der Ring 11 nach oben gestoßen, wobei diese Aufwärlsbewegung durch den federnden Körper 7 und den Zwischenraum 27 absorbiert werden kann, während die Bewegung nach außen durch eine entsprechende Defomiierung des Körpers 7 absorbiert werden kann. Selbst wenn unregelmäßige Grate 116 am peripheren Umfang der Öffnung vorhanden sind, so wird durch den starren Körper 7 die Übertragung einer größeren Belastung. insbesondere auf die umgekehrt stumpf kegelförmige ^₀ Walze 14, vermieden. Wenn die Grate 116 ferner nacheinander durch die gegenseitige Drehung der Walze 14 und des Körpers 106" abgebrochen werden, so kann jede Walze 14 letztlich wieder in die richtige oder konzentrische Stellung gebracht werden, selbsl wenn ihre ursprüngliche Stellung exzentrisch zum Schaft 1 ist Aufgrund der Drehung des zylindrischer Körpers 106" weist dessen periphere Oberkante praktisch eine gleichbleibende Stärke auf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Entfernen des Grats bei der Herstellung einer Büchse mit Einschnürung durch Ziehen eines kreisförmigen Rohlings zu einem zylindrischen Körper mit einem dünn ausgezogenen Boden und Geradeschneiden der Oberkante des Körpers unter Bildung eines nach außen abstehenden Grates, dadurch gekennzeichnet, daß der Grat durch Walzen heruntergebrochen wird.