DE2717808A1 - Verfahren und vorrichtung zur formung der muendung von hohlkoerpern - Google Patents

Description

F'ata.-itanwälte Dipl.-Ing. Cu rt Wallach Dipl.-Ing. Günther Hoch

Dipl.-Phys. Dr.Tino Maibach Dipl.-Ing. Rainer Feldkamp

D-8000 München 2 · Kaufingerstraße 8 · Telefon (0 89) 24 02 75 · Telex 5 29 513 wakai d

_Datum: 21. April 1977

Unser Zeichen: 15 842 - Κ/Αρ

Unionspriorität

Datum:

Land:

Aktenzeichen:

22. April I976 Großbritannien I6254/76

Bezeichnung:

Verfahren und Vorrichtung zur Formung der Mündung von Hohlkörpern

Anmelder:

Metal Box Limited, Reading ROl Berkshire, England

Als Erfinder benannt:

Frederick Daniel Brookes, Northwood,

Middlesex/England;

Jozef Tadeusz Franek, Cadeleigh,

Chorleywood, Herts./England

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Formgebung der Mündung eines hohlen Gegenstandes und zwar insbesondere, aber nicht ausschließlich auf eine Vorrichtung zur Aufweitung der Mündung einer Büchse bevor dieser getrimmt wird, um einen Rand anzuformen.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Metallbehälter zwecks Formung eines Randes zu trimmen, indem der Behälterkörper einer Ausdehnvorrichtung zugeführt wird, die einen Umfangsrandabschnitt ausdehnt, wonach der ausgedehnte Randabschnitt auf einen Träger abgesetzt wird und axial relativ zu dem Träger bewegt wird und wobei eine Schneidvorrichtung koaxial zu dem Träger derart vorgesehen ist, daß sie mit dem Träger zusammenwirkt und den ausgedehnten Randabschnitt abtrennt und so den Rand formt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein sich drehendes Dehnwerkzeug vorgesehen, welches radial die Mündung eines Hohlkörpers aufweitet und dieses Werkstück besteht aus einem Käfig und einer Vielzahl von Rollen, die durch den Käfig gehalten werden und in Umfangsrichtung in einer Umlaufbahn im Abstand zueinander liegen und eine Längsachse bilden, wobei ein innerer und ein äußerer Laufring koaxial zu der Umlaufbahn angeordnet sind und der innere Laufring die Rollen zwischen sich und dem äußeren Laufring hält. Dabei besitzt jede Rolle einen Arbeitsabschnitt, der in Längsrichtung unter dem äußeren Laufring vorsteht und das Werkzeug besitzt eine Vorrichtung, um die Rollen einer Präzisionsbewegung innerhalb des äußeren Laufrings auf der Umlaufbahn um die Achse zu unterwerfen, wodurch die Arbeitsabschnitte innerhalb der Mündung des Artikels angreifen können, der koaxial zu der Umlaufbahn gehalten wird, so daß die Mündung aufgeweitet wird. Die Rollen können innerhalb des äußeren Laufrings zu einem Abrollen veranlaßt werden, indem der Käfig angetrieben wird, oder indem stattdessen der innere Laufring angetrieben wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er-

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findung umgibt eine Hülse den Abschnitt der Rollen, um die Ausdehnung des Gegenstandes nach außen hin zu begrenzen. Um den Gegenstand relativ zu dem sich drehenden Aufweitwerkzeug zu führen und das axiale Ausmaß des aufgeweiteten Abschnitts zu begrenzen, kann ein Aufspanndorn koaxial zu der Hülse mit vorbestimmter Länge vorgesehen werden.

Nachstehend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines rotierenden Aufweitwerkzeuges zum Aufweiten eines Randes benachbart zur Mündung einer gezogenen Büchse (dieses Werkzeug entspricht einem älteren Vorschlag gemäß der britischen Patentanmeldung 17 802/74);

Fig. 2 eine der Figur 1 entsprechende Ansicht, in der die Büchse nach Aufweitung des Umfangsabschnittes dargestellt ist;

Fig. jj eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines sich drehenden Aufweitgerätes gemäß der Erfindung;

Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie A-A¹.

Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung ein drehbares Aufweitwerkzeug 17 auf, welches mehrere frei drehbare Aufweitrollen 18 lagert und eine axial verschiebbare Druckplatte 15 besitzt. Von dieser Druck- bzw. Schubplatte 15 wird eine Büchse 12 erfaßt, die eine Mündung 20 besitzt, welche von einer zylindrischen Seitenwand 13 gebildet ist, die einstückig mit dem Boden 16 hergestellt ist.

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In Figur 1 ist die Schubplatte 15 gerade dabei, die Büchse 12 nach den Aufweitrollen 18 hinzuschieben, die auf einem Kreispfad auf dem Werkzeug 17 wandern. Wenn die Rollen 18 in die Mündung 20 der Büchse 12 eintreten, dann wird ein Umfangsrandabschnitt in der Nähe der Mündung 20 der Büchse 12 auf einen Innendurchmesser aufgeweitet, der im wesentlichen gleich ist dem Umfangsdurchmesser auf der Aueßnseite der Aufweitwalzen 18. Jede Walze 18 ist mit einem verjüngten Abschnitt 19 versehen, um das Eindringen in die Büchse zu erleichtern, wenn das Aufweitwerkzeug I7 gedreht wird.

In Figur 2 ist der aufgeweitete Randabschnitt mit dem Bezugszeichen 14 versehen und das axiale Ausmaß des ausgedehnten Abschnitts 14 wird durch die Entfernung bestimmt, über die die Büchse durch die Schubplatte I5 auf das Aufweitwerkzeug 17 vorgeschoben wird. Der erforderliche Abstand vom Büchsenboden 16 an dem der aufgeweitete Abschnitt in die Büchsenwandung 13 übergeht, ist strichliert gekennzeichnet.

Bei den bekannten Vorrichtungen gemäß Fig. 1 und 2 dreht sich jede Rolle 18 auf einem Drehzapfen der auslegerartig von dem Werkzeug I7 getragen wird. Notwendigerweise ist dieser Drehzapfen relativ klein. Die Arbeitsbelastung wird von einer relativ kleinen Fläche des Schwenkzapfens so getragen, daß sowohl der Schwenkzapfen als auch die Rolle einer Abnutzung ausgesetzt sind. Wenn die Drehzapfen abgenutzt sind, dann können die Rollen die Mündung 14 der Büchse nicht mehr auf den ursprünglich vorgesehenen Durchmesser aufweiten. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß das axiale Ausmaß des ausgedehnten Abschnitts von der Genauigkeit der Bewegung der Schubplatte I5 abhängt.

Bei der erfindungsgemäßssn Vorrichtung gemäß Fig. 3 kann das sich drehende Aufweitwerkzeug 27 mit einem Nadellager verglichen werden, bei dem der untere äußere Teil jeder Lager-

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nadel 28 so angeordnet ist, daß er in der gleichen Weise wirkt wie die Rollen 18 gemäß Fig. 1 und 2. Eine Schubplatte 25 ist axial hin und hergehend bewegbar, um die Büchse 13 zunächst über einen Kern 30 zu schieben und dann in Eingriff mit den Nadelrollen 28 zu bringen.

Gemäß Fig. 3 weist das sich drehende Aufweitwerkzeug 27 mehrere Nadelrollen 28 auf, die durch einen Käfig 21 im gleichen Umfangsabstand um einen inneren Trägerlaufring 22 und innerhalb eines stationären äußeren Laufrings 23 gehalten werden. Der Käfig 21 ist auf einer hohlen Antriebswelle 32 verkeilt, die durch das Werkzeug 27 hindurchsteht und nach einem Antrieb führt, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Eine Drehung des Käfigs 21 bewirkt ein Abrollen der Nadelrollen 18 auf der Innenseite des stationären äußeren Laufrings 23, während sie von den frei drehbar gelagerten inneren Laufring 22 abgestützt werden, wie dies aus Figur 4 ersichtlich ist.

In Fig. 3 greift der äußere stationäre Laufring 23 nur am oberen Abschnitt einer jeden Nadelrolle 28 an, so daß die Oberfläche der unteren Hälfte bzw. des Arbeitsabschnitts zur Aufweitung der Mündung einer Büchse zugänglich ist, die darüber geschoben wird. Das untere Ende einer jeden Nadelrolle 28 besitzt einen verjüngten Abschnitt 29, um das Eindringen in die Mündung einer Büchse 1) zu Beginn des AufweitVorgangs zu erleichtern. Ein weiterer frei drehbar gelagerter innerer Laufring 22A stützt den unteren Abschnitt einer jeden Nadelrolle 28 ab.

Auf dem stationären äußeren Laufring 22 ist eine abnehmbare Hülse 24 angeordnet, die axial nach unten verläuft und die untere Hälfte der Nadelrollen 28 umschließt und einen nach außen aufgeweiteten Abschnitt 26 am unteren Ende besitzt. Der obere zylindrische Abschnitt der Hülse 24, der die Rollen 28

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umgibt, dient zur Begrenzung der Aufweitung der Mündung der Büchse 13 durch die Rollen 28. Der untere Abschnitt der Hülse schirmt die Rollen 28 aus Sicherheitsgründen ab. Der erweiterte Abschnitt 26 dient als Führung für die Mündung der Büchse beim Einlauf in die Hülse. Dabei ist ein Spiel zwischen der Innenseite der Hülse 24 und den Rollen 28 vorhanden, welches ausreicht die Büchsenwandung eintreten zu lassen und den aufgeweiteten Abschnitt 14 austreten zu lassen. Dieser Zwischenraum ist groß genug,um eine Anpassung an die deformierten Wände der gezogenen Büchse zu ermöglichen, was gewöhnlich verursacht wird, wenn die Büchse von dem Pressenwerkzeug bei dem vorausgehenden Herstellungsschritt abgestreift wird. Ein typischer umgebogener Abschnitt, der durch solche Abstreifwerkzeuge erzeugt wird, ist in Fig. 1 mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichnet.

In Fig. 3 ist ein stationärer Kern 30 auf einer Spindel 31 montiert, die koaxial durch die hohle Antriebswelle 32 geführt ist, die den Käfig 21 trägt. Der Kern 30 erstreckt sich axial von der Hohlen Antriebswelle 32 nach unten und besitzt einen solchen Durchmesser, daß die Büchsenwand I3 gleitbar darüber paßt. Der Kern 30 dient daher nicht nur als Führung zur konzentrischen Zuführung der Büchsenwand I3 auf die Rollen 28 zum Zwecke der Ausdehnung, sondern der Kern dient auch dazu, die axiale Abmessung des aufgeweiteten Abschnitts 14 zu begrenzen, wenn der Boden 16 der Büchse 13 - wie in Fig. 1 dargestellt am Ende des Kerns 30 anstößt.

Gemäß einer bevorzugten AusfUhrungsform der Erfindung wird ein Luftnebel, bestehend aus einer Emulsion von Mineralöl und Wasser, auf das sich drehende Ausdehnwerkzeug 27 gerichtet, um die Nadelrollen 28 zu schmieren und um allgemein die Temperatur des Werkzeuges 27 zu steuern.

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Die Form des sich verjüngenden Abschnitts 29 der Nadelrollen 28 ist in erster Linie derart gewählt, daß ein Eindringen der Rollen in die Mündung der Büchse erfolgt. Es ist jedoch eine Vielzahl von Formen denkbar und die Form, die bei der Büchsenherstellung gewählt wird, ist vorzugsweise so, daß nach einer Trimmbehandlung innerhalb des Abschnitts der an den ausgedehnten Abschnitt 14 der Büchsenwand 13 anschließt, der nach außen gerichtete Abschnitt der auf der Büchsenwand IJ> verbleibt, als Ubergangsflansch ausgebildet ist.

Die Erfindung wurde vorstehend in Verbindung mit einer Vorrichtung beschrieben, bei der die Büchse vertikal bewegt wird, um mit dem Aufweitwerkzeug zusammenzuwirken, jedoch können die sich drehenden Aufweitwerkzeuge nach der Erfindung stattdessen auch in bekannten Maschinen eingebaut werden, die eine Horizontalverschiebung der Werkzeuge bewirken, wobei ein Revolverkopf vorgesehen sein kann, der mehrere solche Werkzeuge trägt.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung ist der Käfig frei drehbar und ein innerer Laufring ist auf der hohlen Antriebswelle verkeilt, um von dieser angetrieben zu werden, so daß wiederum die Bearbeitungsrollen innerhalb des äußeren Laufrings abgerollt werden.

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Leerseite

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Drehbares Werkzeug zum radialen Aufweiten der Mündung eines Hohlkörpers mit einem Käfig und einer Vielzahl von Rollen, die durch den Käfig gehaltert werden und die in Umfangsrichtung im Abstand liegen und auf einer Kreisbahn umlaufen, welche eine Längsachse definiert und mit einem inneren Laufring und einem äußeren Laufring die koaxial zu der Kreisbahn verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Laufring die Rollen zwischen sich und dem äußeren Laufring hält und jede Rolle einen Arbeitsabschnitt aufweist, der in Längsrichtung über den äußeren Laufring vorsteht und daß das Werkzeug Mittel aufweist, die die Rollen in eine Präzisionsbewegung innerhalb des äußeren Laufrings in der Kreisbahn um die Achse versetzen, wodurch die Arbeitsabschnitte innerhalb der Mündung des koaxial zur Kreisbahn gehaltenen Behälters eingreifen können, um die Mündung aufzuweiten.

2. Werkzeug nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsabschnitt jeder Rolle von einem zweiten inneren Laufring abgestützt wird.

3. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Käfig angetrieben wird und jede Rolle innerhalb des äußeren Laufrings abrollen läßt, wobei diese Rollen durch einen frei drehbaren inneren Laufring abgestützt sind.

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ORIGINAL INSPECTED

4. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Laufring angetrieben wird und jede Rolle innerhalb des äußeren Laufringes umlaufen läßt, während sie von dem inneren Laufring abgestützt ist.

5. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern vorgesehen ist, der in Axialrichtung konzentrisch zu den Rollkörpern verläuft und einen Durchmesser besitzt, der im wesentlichen gleich ist dem Mündungsdurchmesser des Gegenstandes vor seiner Aufweitung und daß der Kern zur Führung des Gegenstandes nach dem Arbeitsabschnitt der Rollkörper dient.

6. Werkzeug nach Anspruch 5>

dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallänge des Kerns von den Rollen nach den Enden gleich der nicht ausgeweiteten Höhe des Gegenstandes ist.

7. Werkzeug nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Hülse vom äußeren Laufring vorsteht und den Arbeitsabschnitt jeder Rolle umgibt.

8. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß ihm eine Schubplatte zugeordnet ist, die auf das Werkzeug hin und von diesem weg bewegbar ist.

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9. Verfahren zur Aufweitung der Mündung eines hohlen Gegenstandes,

dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Rollen veranlaßt werden, zwischen einem äußeren und einem inneren Laufring auf einer Kreisbahn umzulaufen, daß die Mündung eines Hohlgegenstandes in Eingriff mit einem Endabschnitt jeder Rolle gebracht wird und daß die Mündung des Gegenstandes über die Rollen gezogen wird, die die Mündung des Gegenstandes aufweiten.

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