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"Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines aus einer
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dünnen Metallfolie bestehenden Deckels" Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Herstellen und Anbringen eines aus einer dünnen Metallfolie bestehenden
Deckels auf einem Hohlkörper, z.B. einer Dose durch Ausstanzen einer Ronde aus einer
Folienplatte und anschließendes Verformen der Ronde mittels eines Ziehstempels zu
einer Hohlform.
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Es sind heute, insbesondere in weiten Bereichen der Lebensmittelindustrie,
Behälter, Dosen u. dgl. im Einsatz, d.h. also Hohlkörper, die an der zu öffnenden
Seite mit einer Folie verschlossen sind, die auf der Oberkante des Hohlkörpers fest
aufgelegt ist, beispielsweise verleimt ist. Das Herstellen und Aufbringen dieser
aus einer dünnen Folie bestehenden Deckel bereitet Schwierigkeiten deshalb, da der
Deckel aufgrund seines außerordentlich niedrigen Gewichtes (die Folie kann eine
Stärke von 50 bis 80 mü aufweisen) nur außerordentlich schwer zu handhaben ist.
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Bisher liegt die Produktionsgeschwindigkeit der derartige Verschlüsse
herstellenden Maschinen maximal bei 100 Stück pro Minute, wobei die Förderung des
vorgeformten Deckels aus der Stanz- und
Ziehmaschine durch einen
Luftstrahl erfolgt. Außerdem macht man sich die Schwerkraft zunutze, d.h. der Deckel
wird in seiner Erstreckungsebene vertikal ausgerichtet nach unten gefördert und
durch eine horizontal verlaufende Bewegung auf den horizontal ausgerichteten Hohlkörper
aufgepaßt.
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In einem gesonderten Verfahren erfolgt dann das Befestigen des Deckels
auf dem Hohlkörper durch Aufbringen eines entsprechenden Druckes auf den Randbereich,
mit welchem der Deckel die Oberkante des Hohlkörpers berührt.
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Bei dieser bekannten Verfahrensart, die allein bisher eine Produktionsgeschwindigkeit
von bis zu 100 Stück pro Minute erlaubte, ist es erforderlich, daß der mit dem Deckel
zu verschließende Behälter oder Hohlkörper ungefüllt ist, da sich der Hohlkörper
in einer horizontal ausgerichteten Lage befindet.
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Ublicherweise erfolgt dann das Einbringen des Füllgutes von der Bodenseite
des Hohlkörpers her und auf diese Bodenseite wird dann in einem anderen Verfahren
und in einer anderen Befestigungsweise ein Verschlußdeckel aufgebracht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
bei welchem ein Deckel aus einer Folienplatte ausgestanzt, verformt und auf den
Hohlkörper aufgebracht wird, wobei der Hohlkörper vertikal ausgerichtet sein kann
und damit beispielsweise gefüllt sein kann.
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Diese der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch gelöst,
daß die Hohlform durch den Ziehstempel auf eine Tiefe in den ortsfest gelagerten
Hohikörper geführt wird, die der endgültig einzunehmenden Lage der den Deckel bildenden
Hohlform im Hohlkörper entspricht und daß anschließend durch den Ziehstempel auf
den über die Oberkante des Hohlkörpers vorstehenden freien Rand der Hohlform ein
nach außen gerichteter Druck ausgeübt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich also von den bisher
bekannten Verfahren dadurch, daß,nachdem die Hohlform aus der Folienplatte ausgeschnitten
und vorverformt ist, nunmehr diese Hohlform durch den eigentlichen Ziehstempel selbst
in den Hohlkörper, beispielsweise die Dose eingesetzt wird, und zwar um eine solche
Tiefe, daß nunmehr die endgültige Lage des noch herzustellenden Deckels innerhalb
des Hohlkörpers erreicht ist, worauf dann aus dem Ziehstempel Formwerkzeuge ausfahren,
die den noch hochstehenden Rand der Hohlform über die Oberkante des Hohlkörpers
umbiegen und dadurch nunmehr den eigentlichen Deckel bilden.
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Anschließend kann in einem getrennten Arbeitsverfahren oder im gleichen
Arbeitsverfahren entweder durch ein gesondertes Werkzeug oder durch den in besonderer
Weise ausgebildeten Ziehstempel ein Druck in Längsachse des Hohlkörpers auf den
Deckel und Hohlkörperoberrand aufgebracht werden, durch die der erforderliche Klebedruck
erreicht wird, mit welchem der Deckel auf dem Hohlkörper festgelegt wird.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein auf einem Hohlkörper
befestigbarer und leicht auch durch einen Laien abziehbarer Deckel erreicht, der
in einem maschinellen Herstellungsverfahren auf den Hohlkörper aufgebracht wird,
derart, daß eine gesonderte Bewegung oder Transportierung des Deckels oder der Hohlform
zwischen dem Ziehstempel und dem Hohlkörper nicht mehr erforderlich ist, sondern
der Ziehstempel selbst transportiert den Deckel bzw. die Hohlform auf und in den
Hohlkörper und bewirkt hier gleichzeitig das Umbiegen des äußeren Deckelrandes.
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Gemäß der Erfindung kann weiterhin vorgesehen sein, daß abschließend
ein Druck auf den nach außen umgebogenen Rand der Hohlform in Richtung der Längsachse
des Hohlkörpers ausgeübt wird, so wie das vorstehend bereits beschrieben wurde.
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Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen Ziehstempel zum Durchführen
der vorher beschriebenen Verfahrensschritte.
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Dieser erfindungsgemäße Ziehstempel kennzeichnet sich durch einen
in seinem unteren Bereich quer zu seiner Bewegungsrichtung gesehen zweiteilig ausgebildeten
Ziehstempel, dessen unterster Teil als Ziehteil ausgebildet ist, während der sich
daran anschließende Teil als Biegewerkzeug nach außen ausfahrbar ist.
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Das Biegewerkzeug kann gegen die Kraft einer Rückstellfeder nach außen
verfahrbar sein, so daß die Rückbewegung in die Ausgangslage aufgrund der Wirkung
der Feder selbsttätig durchgeführt wird.
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Schließlich ist es möglich, daß das Biegewerkzeug zur Berührungsseite
mit dem Werkstück hin eine im wesentlichen geschlossene Fläche bildet, so daß keinerlei
Rippen, Wülste od. dgl. im Bereich der Oberkante des Hohlkörpers im Anschlußbereich
des Randes des Deckels entstehen. Derartige facettenartig auseinanderfahrende Bauteile
sind in der Technik bekannt und brauchen an dieser Stelle nicht naher erläutert
zu werden, da sie selbst nicht unmittelbar Gegenstand der Erfindung sind.
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Zusammenfassend muß festgestellt werden, daß durch das erfindungsgemäße
Verfahren und durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zum ersten Mal ein Hilfsmittel
geschaffen wird, mit welchem die sonst sehr schwer zu handhabenden, dünnen Deckel
auf behälterbildenden Körper in einfachster Weise gehandhabt werden können, so daß
damit Produktionsgeschwindigkeiten einer Maschine erreichbar sind, die weit über
den bisher denkbaren Produktionsgeschwindigkeiten liegen.
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Ein Ausftihrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der
Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen zeigen dabei in Fig. 1 schaubildlich und
teilweise geschnitten eine Ansicht auf die Oberseite eines Behälters mit aufgesetztem
Deckel in übertriebenem Maßstab, in Fig. 2 rein schematisch die Anordnung des Stanz-
und Ziehwerkzeuges in der Ausgangslage, in
Fig. 3 die Vorrichtung
gemäß Fig. 2 in einer Zwischenstellung, in Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 und
3 in einer Endstellung und in Fig. 5 in größerem Maßstab das untere Teil des eigentlichen
erfindungsgemäßen Ziehstempels.
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In der Zeichnung ist mit 1 ein Behälter, beispielsweise eine Dose
bezeichnet, die zur Aufnahme von Lebensmittel dienen kann und beispielsweise aus
einem papiergewickelten Körper besteht, auf dem ein aus Metallfolie gebildeter Deckel
2 aufgesetzt ist, wobei sich der Deckel 2 mit einem Rand 3 auf die Oberkante 4 der
Dose 1 auflegt und hier beispielsweise verklebt ist. Bei 5 ist eine Aufreißlasche
dargestellt. Ein solcher Gegenstand gehört heute zum Stand der Technik und die Erfindung
bezieht sich auf das Herstellungsverfahren des eigentlichen Deckels 2.
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In Fig. 2 ist rein schematisch das Stanz- und Ziehwerkzeug zur Herstellung
des Deckels 2 bezeichnet, wobei der Deckel 2 in den nachfolgenden Fig. 2 bis 4 übertrieben
dick dargestellt und als Werkstück 6 bezeichnet ist.
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Die Vorrichtung besteht aus einem Support 7, einem darauf gelagerten
Ständer 8, der über eine Tragplatte 9 einen Ziehstempel 10 trägt. Von dem Ständer
8 wird ein Schneidwerk 11 getragen, das an sich bekannter Ausbildung sein kann,
wobei das Schneidwerk an eine Zwischentragplatte 12 anschließt, die Niederhalter
14 zusätzlich trägt, die auch als Faltenverteiler bezeichnet
werden,
wobei die Niederhalter 14 unter Zwischenschaltung von Federelementen 15 an der Zwischentragplatte
12 angeordnet sind und sich dadurch bei Bewegung der Zwischentragplatte nach unten
unter Zusammenpressen der Feder auf. ein Werkstück 6 auflegen können, das sich auf
einem Ziehring 16 abstützt, der seinerseits vom Support 7 getragen wird.
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Nicht dargestellt sind die Antriebsmittel, die dafür Sorge tragen,
daß sowohl der Formstempel 10 mit seiner Tragplatte 9 wie auch die Zwischentragplatte
12 mit dem daran angeordneten Schneidwerk und Niederhalter bewegt werden kann.
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In Fig. 3 ist die Vorrichtung gemäß Fig. 2 in einer Arbeitsstellung
dargestellt, bei welcher sich der Ziehstempel 10 nunmehr nach unten bewegt hat,
so daß dadurch das Werkstück 6 in Form einer Ronde ausgeschnitten ist und durch
die Weiterbewegung des Ziehstempels 10 über den Ziehring 16 hinaus zu der Hohlform
verformt ist, die in Fig. 3 dargestellt ist. Der Ziehstempel hat dabei die Hohlform,
die in Fig. 3 mit 6a bezeichnet ist und aus dem Werkstück 6 hergestellt wurde, bis
in den oberen Bereich des Behälters 1 verbracht, und zwar in eine Tiefe, die der
endgültigen Einsatztiefe des Deckels im Behälter entspricht.
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In Fig. 4 ist dann der nachfolgende Verfahrensabschnitt dargestellt.
In dieser Lage hat sich aus dem oberen Teil des Ziehstempels in radialer Richtung
ein Biegewerkzeug ausgefahren, das nunmehr den noch in Fig. 3 hochstehenden Rand
der Hohlform 6 a
umgebogen hat zu dem eigentlichen Deckelrand 3.
Der Deckelrand 3 legt sich dabei fest auf die obere Behälterkante 4 auf und kann,
wenn nunmehr der eigentliche Ziehstempel weiter nach unten bewegt wird, fest auf
den oberen Behälterrand 4 aufgepreßt werden, so daß hier die erforderliche Verleimung
und Verklebung erfolgt.
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In Fig. 5 ist in größerem Maßstab der untere Teil des eigentlichen
Ziehstempels 10 dargestellt, d.h. dieser untere Teil besteht im wesentlichen aus
dem Ziehteil 17 und dem Biegewerkzeug 22.
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Das Ziehteil 17 besteht in einem sich nach oben verlängernden und
an die Tragplatte 9 anschließenden Stößel 18, der im unteren Bereich sich in eine
die Außenumfangsform des gewünschten Hohlformteiles aufweisendes Ziehteil 17 fortsetzt.
Oberhalb dieses Ziehteiles 17 ist das Biegewerkzeug 22 gelagert, das nach außen
dadurch verfahrbar ist, daß es beispielsweise aus einzelnen Segmenten besteht, die
über den nach oben gerichteten Ansatz 19 und die den Ansatz 19 außen umschlingende
Feder 20 in ihrer Lage gehalten werden und sich dabei an der Außenkante eines Ringbauteiles
21 abstützen. Zwischen dem oberen Teil 19 und der Außenseite des Stößels 18 ist
das keilförmige Ringbauteil 21 gelagert, das, wenn es nach unten bewegt wird, nunmehr
einen solchen Druck auf das eigentliche Biegewerkzeug 22 ausübt, daß dieses nach
außen gefahren wird und dabei die in Fig. 4 dargestellte Arbeit bezüglich des Umbiegens
des Randes der Hohlform bewirkt.
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Wird das Ringbauteil 21 wieder nach oben angehoben, bewirkt die Feder
20 das Zusammenziehen der einzelnen, das Biegewerkzeug 22 bildenden Bauteile.
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Es ist offensichtlich, daß hier auch jede andere nach außen verfahrbare
Vorrichtung eingesetzt werden kann, die beispielsweise auch hydraulisch betätigtwird
und daß die Anordnung so sein kann, daß ein facettenariges Nachaußenspreizen erfolgt,
so daß außen eine geschlossene Fläche erreicht wird, die sowohl an ihrer Außenkante
in vertikalem Umfangssinn gesehen geschlossen ist, wie auch in der Horizontalebene
nach unten geschlossen ist, d.h. der Ebene, die mit dem Deckelrand in Kontakt kommt.
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In der Zeichnung nicht dargestellt wurde aus Ubersichtlichkeitsgründen
die den eigentlichen Behälter 1 transportierende und haltende Vorrichtung. Diese
Vorrichtung stellt nicht Gegenstand der Erfindung dar und kann beliebiger Gestaltung
sein.