DE2400222C3 - Einrichtung zum Formen eines Halsansatzes von Metallbehältern - Google Patents

Description

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch 25 ausgeübte Druck ist demnach entsprechend ungleich-

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gekennzeichnet, daß eine schmiegsame Manschette (35) an der Innenseite des von den Segmenten (30) gebildeten Ringes angeordnet ist und mit einem Kernteil (26) des Führungsteiles (21) einen abgedichteten, ein Druckmittel zur Erzeugung der Kraft enthaltenden Ringraum begrenzt.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Formen eines Halsansatzes an einem offenen Ende eines im wesentlichen zylindrischen metallenen Dosenmantels, der eine axial verlaufende, verdickte Naht od. dgl. aufweist, mit einem äußeren Formring, der innen mit einer im Durchmesser dem Außendurchmesser des zu bearbeitenden Dosenkörpers entsprechenden Ringfläche, einer nach innen abgeschrägten Fläche und einer anschließenden Ringfläche verringerten Durchmessers versehen ist, und mit einem inneren, zum Formring, ggf. verschiebbaren koaxialen Führungsteil, dessen äußere, im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche in mehrere Segmente unterteilt ist, die zur selbsttätigen Anpassung an die Innenform des Dosenkörpers gegen eine elastische, nach außen gerichtete Kraft einzeln radial nach innen zurückdrängbar sind.

Bei tiefgezogenen Aluminiumbehältern, deren Mantel ringsum nahtlos ist und daher eine auf dem gesamten Umfang des Behälters überall gleiche Wanddicke aufweist, ist das Problem, den Behälter während des Anformens eines Halses an dem zu bearbeitenden Ende gleichmäßig zu erfassen, bereits gelöst, siehe die US-PS 36 87 098.

Für die Bearbeitung von Dosen mit einer in axialer Richtung verlaufenden Falznaht auf dem Mantel sind mäßig und zumindest an der besonders gefährdeten Falzstelle größer als an den anderen Innenabschnitten. Mit der bekannten Einrichtung wird demnach eine gleichmäßige Erfassung des Dosenrandes nicht gewähr-

leistet; die besondere Art der Erfassung gefährdet eine bereits vorhandene Oberflächenbeschichtung, Farbaufdrucke oder dergleichen.

Weiter ist aus der US-PS 36 00 927 eine Form-Einrichtung bekannt, die mit einem schwimmenden Führungsteil innerhalb des Formringes arbeitet. Der Spielraum zwischen Führungsteil und Formring ist durchschnittlich halb so groß wie die kombinierte Dicke der Behälterwand und der Überlappungsnaht des Behälters. Bei dieser Anordnung ist keine Ausrichtung der Überlappungsnaht des Behälters erforderlich. Die Behälter müssen jedoch für die Bearbeitung in dieser Einrichtung unter Einhaltung sehr enger Toleranzen hergestellt werden. Falls die Dicke der Falzstelle größer als das Maß ist, für das der Ring und der Führungsteil ausgebildet und angeordnet sind, kann der Behälter nicht in die Einrichtung eingeführt werden. Ist dagegen die Dicke der Faltstelle geringer, wird der Behälter bei der Ausbildung des Halses nicht richtig abgestützt, so daß der Behälter durch Wellungen oder Verbeulungen beschädigt wird. Ein weiterer Nachteil der schwimmenden Anordnung des Führungsteiles liegt darin, daß Ring- und Führungsteil einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, die Falznaht aber eine konzentrische Anordnung dieser Teile, die zur gleichmäßigen Erfassung des Dosenrandes ringsum erforderlich wäre, stört. Diese Störung ist besonders merklich bei Behältern, bei denen die Kanten des Mantels einfach übereinander gelegt und zusammengeschweißt werden, wodurch Falznahtdicken bis zum Vierfachen der Behälterwand-

dagegen verschiedene Einrichtungen bekannt gewor- 60 dicke entstehen. Dementsprechend groß sind die an die

den, die alle mit erheblichen Nachteilen behaftet sind. So zeigt die US-PS 20 13 654 eine Einrichtung, die eine überall gleichmäßige Erfassung des Dosenrandes dadurch erreichen will, daß die Formwerkzeuge an einer bestimmten Stelle für die Aufnahme des Abschnittes mit der verdickten Falznaht besonders ausgebildet sind. Bei Massenfertigung führt das zu erheblichen Schwierigkeiten dadurch, daß die Falznahtstelle der Dose auf die Falznaht angrenzenden, bogenkeilförmigen Spalten, und die Gefahr, daß bei der Bearbeitung Ausschuß erzeugt wird. Auch entstehen bei Benutzung dieser Einrichtung auf der inneren Schutzschicht der Behälterwand leicht Schrammen oder Kratzer, die später die Haltbarkeit der fertigen Konserve beeinflussen.

Die Aufgabe, bei einer Einrichtung der eingangs erwähnten Art eine am ganzen Umfang gleichmäßige

Erfassung des Dosenrandes zu ermöglichen und zu gewährleisten, wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Segmente gesonderte, mit gleicher Kraft beaufschlagbare Einzelteile sind. Die Erfindung sieht weiter vor, daß eine schmiegsame Manschette an der Innenseite des von den Segmenten gebildeten Ringes angeordnet ist und mit einem Kernteil des Führungsteiles einen abgedichteten, ein Druckmittel zur Erzeugung der Kraft enthaltenden Ringraum begrenzt.

Durch die gleichmäßige Beaufschlagung des Dosenrandes mittels einzelner Segmentkörper kommt es zu einer überall gleichmäßigen Einziehung des Dosenhal

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt ,₅

pig. 1 einen entlang der Achse einer erfindungsgemäßen Form-Einrichtung verlaufenden Querschnitt zur Veranschaulichung der Stellungen des ringförmigen Formteiles und des Führungsteiles v^r der Einführung eines Behälter-Endes,

Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht zur Veranschaulichung der Stellung der Form-Teile nach vollständiger Einführung eines Behälterendes,

pig. 3 einen entlang der Achse verlaufenden Querschnitt eines erfindungsgemäßen Führungsteiles in vergrößertem Maßstab,

Fig.4 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Führungsteiles in der Schnittebene 4-4 in F i g. 3 und

Fig.5 einen vergrößerten Teilquerschnitt eines erfindungsgemäßen Führungsteiles zur Verunschaulichung derart, in der die Segmente des Führungsteiles nach innen zurückweichen, um sich der Überlappungsstelle eines Behälters anzupassen.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung und/oder Maschine zur Anformung eines Halsansatzes an einen Behälter gezeigt. Die Einrichtung 10 weist eine Grundplatte 11 auf, an welcher eine becherförmige Aufspannplatte 12 mit Hilfe einer Montageschraube 13 befestigt ist. Ein Verriegelungsring 14 ist auf den Aufspannteil 12 aufgeschraubt. Der Verriegelungsring 14 besitzt einen nach innen vorstehenden Flansch 15 für einen Eingriff mit einem ringförmigen Formteil 16, um diesen Formteil 16 und einen ringförmigen Auflagerschuh 17 für den Formteil 16 sicher in ihrer Stellung gegen das Ende der Aufspannplatte 12 zu halten.

Der ringförmige Formteil 16 hat eine nac.i innen zur Achse des Formteiles 16 gerichtete Formflache, welche aus einem ringförmigen zylindrischen Teil 18, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Außendurchmesser eines zu bearbeitenden Behälters ist, einer nach innen abgeschrägten Ringfläche 19 und einem ringförmigen zylindrischen Teil 20 besteht, dessen verringerter Durchmesser im wesentlichen gleich dem gewünschten Außendurchmesser eines an einem Behälter anzuformenden Halsansatzes ist.

Ein axial in dem ringförmigen Formteil 16 angeordneter Führungsteil 21 ist miit einem zylindrischen Führungskörper 22 versehen, welcher in dem Aufspannstück 12 zwischen zwei Stellungen axial bewegbar angeordnet ist. In einer ersten Stellung, siehe l^: 1 g. I, ist <,₀ ein Ende des Führungskörpers 22 mit einer Schulter 23 des Auflagerschuhes 17 in Eingriff und in der zweiten Stellung, siehe F i g. 2, ist das andere Ende des Führungskörpers 22 mit einer Schulter 24 der Aufspannplattc 12 in Berührung. Durch eine Druckfeder 6s 25 wird der Führungskörper 22 in seine erste Stellung vorgespannt.

Der Führungsteil 21 besitzt ferner einen zylindrischen Kern 26 und eine Haheplatte 27. Diese Elemente sind mit Hilfe einer Schraube 28 am Führungskörper 22 sicher befestigt. Mehrere in Längsrichtung sich erstrekkende Trägersegmente 30 sind radial um den Kern 26 herum angeordnet, siehe Fig.4. Die Segmente 30 besitzen nach außen weisende Schuhern 31 und 32, welche mit nach innen weisenden Flächen an der Halteplatte 27 und dem Führungskörper 22 in Eingriff sind, um eine Abwärtsbewegung der Segmente 30 zu begrenzen. Jedes Führungssegment 30 weist ferner eine nach außen vorstehende Schulter 33 und eine Oberfläche 34 auf, welche von der inneren Kante der Schulter 33 sich zum äußeren Ende des Segmentes 30 erstreckt. Wie Fig.4 zeigt, bilden die einzelnen Oberflächen 34 der Segmente 30 eine nach außen gerichtete ringförmige zylindrische Oberfläche 34' und die einzelnen Schultern 33 bilden eine Ringschulter 33' am Umfang des Führungsteiles. Die Ringschulter 33' liegt am äußeren bzw am inneren Ende der Formfläche 19 mit geringerem Durchmesser, wenn sich der Führungsteil 21 in seiner ersten bzw. zweiten Stellung befindet.

Eine flexible, flüssigkeitsundurchlässige Hülse oder Manschette 35 ist in dem Führungsteil 21 um den Kern 26 herum angeordnet. Die Außenfläche 36 der Manschette 35 ist mit den Innenflächen 37 sämtlicher Führungssegmente 30 in Berührung. Ein Flüssigkeitsweg von der Innenseite der Manschette 35 zur Außenseite der Anordnung wird durch seitliche Kanäle 38 im Kern 26, einen axialen Durchlaß 39 in der Schraube 28 sowie einen durch die Montageschraube 13 und einen axialen Stutzen 41 dieser Schraube verlaufenden Durchlaß 39 gebildet. Eine Leitung 42 führt vom Durchlaß 39 zu einem Zwei-Wege-Ventil 43. Dieses Ventil ist so betätigbar, daß Druckflüssigkeit von einer geeigneten Quelle S dem Inneren der Manschette 35 zugeführt wird oder von dort austreten kann. Der Ansatz 41 der Montageschraube 13 ist gegen den Führungskörper 25 mit Hilfe eines O-Ringes 44 abgedichtet.

Der Durchmesser der zylindrischen Außenflache 45 der Halteplatte 27 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Außenfläche 34'. wenn sich die Segmente 30 in ihrer äußersten radialen Stellung befinden.

Der Aufspannteil 12 ist mit einem Durchlaß 46 versehen, so daß unabhängig von der Bewegung des Führungskörpers 22 im Inneren des Aufspannteiles 12 im wesentlichen der Umgebungsdruck herrscht.

Beim Betrieb wird der Innenraum der flexiblen Manschette 35 von der Druckquelle S. welcher beispielsweise eine Druckluftquelle sein kann, unter Druck gesetzt. Wenn ein Mittelstück eines zylindrischen Behälters 50 mit seinem Lnde axial in den ringförmigen Formteil 16 gedrückt wird, gleitet das Ende 51 des Behälters 50 zunächst ohne Verformung auf der Teilflächc 18 des Formteiles 16 entlang. Wenn das Ende des hineingedrückten Behälters 50 mit der abgeschrägten Fläche 19 des Formteiles 16 in Berührung kommt und sich auf dieser entlang bewegt, wird dabei der Durchmesser des Endes des Behälters 50 verringert. Bei weiterer Bewegung de*· Behälters 50 wird dann dessen äußerste über clic Fläche 19 geführte Endkanie mit der Schulter 33' des Führungsteiles 21 in Berührung gebracht. Die weitere Bewegung des Behälters 50 wirkt dann auf den Führungsteil 21, um diesen axial gegen die Vorspannung der Feder 25 zu bewegen. Der Luftdruck in der Manschette 35 wirkt radial nach außen auf

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sämtliche Segmente 30 des Führungsteiles 21, so daß diese Segmente 30 nach außen gegen das Ende des Behälters 50 gepreßt werden, um an diesem Ende einen Halsansatz konstanten Durchmessers zu formen, wenn das Ende des Behälters 50 auf der Formfläche 20 des ringförmigen Formteiles 16 entlang gleitet.

Da sich sämtliche Führungssegmente 30 parallel zueinander gegen die Kraft der Vorspannung der unter Druck stehenden Manschette 35 nach innen bewegen können, werden gleichzeitig diejenigen Segmente 30, die mit der dickeren Überlappungsstelle 52 des Behälterendes in Berührung sind, nach innen derart zurückweichen, daß die Überlappungsstelle wie in F i g. 5 gezeigt ist, zwischen dem Führungsteil 21 und der Teilfläche 20 des ringförmigen Formteiles 16 aufgenommen werden kann. Obgleich die Führungssegmente 30 an ihrer äußeren Fläche breiter sind als an ihrer inneren Fläche, ist insgesamt nur ein sehr kleines radiales Spiel zwischen den Segmenten 30 erforderlich, um das verhältnismäßig kleine Maß der Einwärtsbewegung eines oder mehrerer Segmente 30, die mit der Überlappungsstelle des Behälters 50 in Berührung stehen, zu ermögliche. Sämtliche Segmente 30 sind in der Lage, sich relativ zu den an beiden Seiten benachbarten Segmenten 30 nach innen zu bewegen, und es ist somit keine besondere Ausrichtung des Behälters 50 bezüglich der Formanordnung erforderlich. Da die Segmente 30 an dem Führungsteil 21 einzeln translatorisch in Richtung auf die Achse des Führungsteiles 21 bewegbar montiert sind, wird auch die Außenfläche 34 eines oder mehrerer mit der Überlappungsstelle eines Behälters 50 in Eingriff stehender Segmente 30 parallel zur Achse des Führungsteiles 21 und parallel zur Teilfläche 20 des ringförmigen Formteiles 16 ausgerichtet bleiben und somit eine geeignete Stützung des Behälters 50 gewährleisten.

Viele Behälter oder Dosen sind an ihrer Innenfläche mit einem sehr dünnen Schutzüberzug versehen, um eine unmittelbare Berührung des später eingefüllten Behälterinhaltes mit der Wand des Behälters 50 zu vermeiden.

In diesem Zusammenhang isi zu beachten, daß dann, wenn das Ende eines Behälters 50 in den ringförmigen Formteil 16 hineingedrückt wird und auf den Führungsteil 21 auftrifft und diesen in axialer Richtung bewegt. weder in Längsrichtung noch in Umfangsrichtung eine Relativbewegung der Führungssegmente 30 bezüglich der Innenfläche des Endes des Behälters 50 auftritt. Durch Vermeidung einer solchen Relativbewegung wird demzufolge die Gefahr einer Beschädigung der Innenfläche eines Behälters 50 durch Kratzer oder Schrammen sicher ausgeschaltet, während solche Beschädigungen bei bekannten Anordnungen, bei welchen das Behälterende auf einen ortsfest angeordneten Führungsteil 21 aufgeschoben wird, nicht verhindert werden können. Der Vorgang der Ausbildung eines Halsansatzes ist beendet, wenn das Ende des Behälters 50 den Führungsteil 21 in dessen zweite Stellung gestoßen hat, d. h. wenn der Führungskörper 22 auf der Ringfläche 24 der Aufspannplatte 12 aufsitzt, siehe Fig. 2.

Der Behälter 50 wird dann axial von der Form-Einrichtung abgezogen. Auf dem ersten Teil der Abziehbewegung wirkt die Kraft der Feder 25 auf den Führungsteil 21, um diesen zusammen mit dem Behälterende soweit zurückzubringen, bis der Führungsteil 21 seine erste Position wieder erreicht, wobei während dieser Rückführungsbewegung wiederum keine Relativbewegung zwischen dem Führungsteil 21 und dem Behälterende auftritt. Kurz bevor der Führungsteil 21 seine Anfangsstellung erreicht, wird das Ventil 43 betätigt, um den Druck aus der Manschette 35 abzulassen. Nach dieser Druckentlastung wirkt nur noch eine geringe Kraft nach außen auf die Führungssegmente 30 und das Ende des Behälters 50 kann dann von diesen abgezogen werden, ohne daß der gegebenenfalls vorgesehene innere Schutzüberzug beschädigt wird.

Nachdem der Behälter 50 von der Form-Einrichtung abgestreift wurde, wird das Ventil 43 erneut betätigt, um die Manschette 35 wieder mit Druck zu beaufschlagen und damit die Einrichtung für den nächsten Behälter 50 betriebsbereit zu machen. Die vorstehenden Ausführungen zeigen, daß die erfindungsgemäße Konstruktion des Führungsteiles 21 drei beträchtliche Vorteile besitzt. Erstens ist keine Ausrichtung der Überlappungsstelle eines zu bearbeitenden Behälters 50 erforderlich. Zweitens sind die Außenflächen 34 sämtlicher Führungssegmente 30 tatsächlich in Berührung mit der Behälterfläche, so daß auf dem gesamten Umfang eine Stützung der Innenfläche des Behälterendes gewährleistet ist, wenn der zylindrische Halsansatz ausgebildet wird. Der dritte wesentliche Vorteil besteht darin, daß während des Formungsvorganges des Halsansatzes eine Beschädigungsgefahr der Innenfläche des Behälters 50 ausgeschaltet ist, weil keine Relativbewegung zwischen den Führungssegmenten 30 und dem Behälter 50 auftritt.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gerätes wird die Ausbildung eines Halsansatzes in der Weise ausgeführt, daß eir Mittelstück eines Behälters axial in einen ortsfesi angeordneten ringförmigen Formteil hinein und au: diesem heraus bewegt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

24 OO 222 Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Formen eines Halsansatzes an einem offenen Ende eines im wesentlichen zylindrischen, metallenen Dosenmantels, der eine axial verlaufende, verdickte Naht od. dgl. aufweist, mit einem äußeren Formring, der innen mit einer im Durchmesser dem Außendurchmesser des zu bearbeitenden Dosenkörpers entsprechenden Ringfläche, einer nach innen abgeschrägten Fläche und einer anschließenden Ringfläche verringerten Durchmessers versehen ist, und mit einem inneren, zum Formring koaxialen, gegebenenfalls verschiebbaren Führungsteil, dessen äußere, im wesentlichen zylindrische Umfangsfläche in mehrere Segmente unterteilt ist, die zur selbsttätigen Anpassung an die Jnnenform des Dosenkörpers gegen eine elastische, nach außen gerichtete Kraft einzeln radial nach innen zurückdrängbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente gesonderte, mit gleicher Kraft beaufschlagbare Einzelteile sind.

2. Einrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Kraft steuerbar ist.

entsprechend ausgebildete Stelle des Werkzeuges ausgerichtet werden muß. Hinzu kommt, daß die bekannte Einrichtung nur für eine bestimmte Falzdicke vorgesehen ist. Dagegen kann die Falzdicke auch bei einheitlicher Bearbeitung in gewissen Grenzen schwanken.

Die US-PS 36 80 350 beschreibt eine Einrichtung, die im wesentlichen dem vorstehend erwähnten Oberbegriff entspricht und zur Beseitigung des zuletzt

ίο besprochenen Nachteils eine selbsttätige Anpassung in der Weise vorsieht, daß ein Führungsteil praktisch als Nabe mit einteilig davon ausgehenden, hakenförmig gebogenen Speichen ausgebildet ist. Diese Speichen oder S-förmigen Ansätze müssen, um den notwendigen

Halt für die Innenseite des Dosenmantels zu geben, eine gewisse Steifheit haben, andererseits jedoch soweit nachgeben, daß an der Stelle, an der die Dosenwand den Falz aufweist, der Zwischenraum zum äußeren Formring erweitert wird. Die Einrichtung benutzt die

Federwirkung oder Elastizität des Materials, dessen Reaktionskraft bei stärkerer Beanspruchung entsprechend größer ist, wobei außerdem zwischen den Ansätzen noch freie Zwischenräume bleiben. Der bei der Bearbeitung auf die Innenseite des Dosenkörpers