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Vorrichtung zum Beschneiden von
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dünnwandigen Metallbehältern Die Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung
zum Beschneiden von dünnwandigen Metallbehältern.
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Zylindrisch geformte #etallbehälter, Blechbüchsen, Gehäuse oder andere
Hohlkörper, beispielsweise Blechgehäuse für Batterien, können durch Schlagfließpressen
aus verhältnismäßig dicken Metallscheiben hergestellt werden. Für Batteriegehäuse
wird im allgemeinen Zink verwendet, doch werden auch Aluminium und Zink für Büchsen
und Hohlkörper anderer Art verwendet. Die in Schlagfließpressen oder durch in anderer
Weise hergestellten Behälter sind an ihren freien Enden unregelmäßig oder verformt,
und es ist daher erforderlich, einen kleinen Zylinderabschnitt vom Behälter abzutrennen,
um einen glatten, gratfreien Rand zu erhalten.
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Bei einer bekannten Beschneidevorrichtung werden die Behälter auf
einen Dorn aufgebracht, der in bezug auf ein Kreismesser, das an seinem Umfang eine
Schneidkante aufweist, hin- und herbeweglich angeordnet ist. Der Dorn weist seinerseits
an seinem Umfang eine Schneidkante auf und ist in der Regel in Längsrichtung hin-
und herbeweglich angeordnet. Ueber eine besondere Vorrichtung wird jeweils
ein
zu bearbeitender Behälter auf den Dorn aufgebracht, während sich das Schneidwerkzeug
vom Dorn wegbewegt. Sobald das Schneidwerkzeug wieder an den Dorn herangeführt wird,
wirken die Schneidkante des Schneidwerkzeuges und die Schneidkante des Dorns zum
Beschneiden des Behälters zusammen, Bei der beschriebenen Vorrichtung ist eine Einrichtung
erforderlich, durch die die Relativbewegung zwischen Dorn und Schneidwerkzeug erzeugt
wird, und eine Einrichtung für die Hin- und Herbewegung des Dornes, sofern dies
vorgesehen ist. Eine exakte Zuordnung der Schneidkanten von Schneidwerkzeug und
Dorn ist nur schwer erreichbar, wenn hierzu sich drehende Bauteile und gleichzeitig
eine Hin- und Herbewegung bewirkende Bauteile erforderlich sind. Eine äußerst präzise
Zuordnung der zusammenwirkenden Teile beim Beschneiden ist jedoch erforderlich,
wenn glatte und gerade Schnitte erreicht werden sollen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneidvorrichtung zum Beschneiden
von dünnwandigen Netallbehältern und ähnlichen Hohlkörpern zu schaffen und derart
auszubilden, daß stets eine exakte Zuordnung aller zusammenwirkender Teile über
einen längeren Zeitraum ohne Nachjustierung gewährleistet ist.
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Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein den
zu bearbeitenden Behälter aufnehmender Dorn mit einer an seinem Umfang angeordneten
Schneidkante vorgesehen ist, der die Schneidkante eines rotierenden Schneidwerkzeuges
zugeordnet ist, daß die Schneidkante als auf der Mantelfläche liegendes Segment
ausgebildet ist, dem sich ein während der Rotation des Schneidwerkzeuges mit dem
Metallbehälter nicht in Berührung kommender Abschnitt anschließt, und daß eine den
zu bearbeitenden Metallbehälter in der Ruhestellung des Schneidwerkzeuges auf den
Dorn aufbringende Zuführvorrichtung vorgesehen ist.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Dorn drehbar gelagert
und die Drehgeschwindigkeit so gewählt, daß sich die Schneidkante des Dornes und
die Schneidkante des Schneidwerkzeuges mit im wesentlichen gleicher Umfangsgeschwindigkeit
bewegen.
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Hierdurch findet zwischen den zusammenwirkenden Teilen eine reine
Abwälzbewegung statt. Erfindungsgemäß fahrt die Schneidkante des Schneidwerkzeuges
bei einem Bearbeitungsvorgang, das heißt Aufbringen, Abkanten und Abziehen eines
Metallbehälters, eine einzige Umdrehung aus. Auf diese Weise laufen die Bewegungen
der verschiedenen Teile völlig synchron zueinander ab und ein schnelles automatisches
Aufbringen und Abziehen der Metallbehälter vom Dorn ist während der Zeit möglich,
während der der nichtschneidende Teil des Schneidwerkzeuges dem Dorn zugewandt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Schneidkante
des Schneidwerkzeuges der auf dem Dorn befindlichen Schneidkante präziser zugeordnet
werden kann als dies bei den bekannten Vorrichtungen möglich ist. Während eines
Bearbeitungsvorganges dreht sich das Schneidwerkzeug nur um seine eigene Achse,
ohne eine hin- und hergehende Bewegung auszuführen. Trotzdem kann der Dorn mit einem
neuen Werkstück versehen werden bzw. das beschnittene Werkstück kann von ihm abgezogen
werden. Auch der das Werkstück aufnehmende Dorn führt während der Bearbeitung keine
hin-und hergehende Bewegung aus.
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Es sind also wesentlich weniger Möglichkeiten einer ungenauen Zuordnung
beider Schneidkanten oder anderer Bauteile vorhanden. Da jede hin- und hergehende
Bewegung sowohl beim Dorn als auch beim Schneidwerkzeug fehlt, kann die Vorrichtung
mit hoher Geschwindigkeit und entsprechend hohen Stückzahlen von beschnittenen Netallbehältern
arbeiten.
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Gemäß der Erfindung können zu beschneidende Metallbeh~alter aufnehmende
Dorne auch doppelt oder mehrfach vorhanden sein, nämlich jeweils dem Umfang des
Schneidwerkzeuges zugeordnet, so daß während der Zeit, in der das Schneidwerkzeug
den einen Metallbehälter auf einem der Dorne bearbeitet, der zuvor eingesetzte Dorn
entladen und neu beschickt werden kann.
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Das Schneidwerkzeug ist im wesentlichen kreisförmig ausgebildet, über
einen Teil seines Umfanges ist der Radius jedoch größer als der Grundradius und
bildet den schneidenden Teil. Der dem Grundradius entsprechende Teil des Schneidwerkzeuges
ist der nichtschneidende Teil. Am schneidenden Teil ist die Schneidkante ausgebildet.
Das Schneidwerkzeug ist vorzugsweise schwenkbar in Richtung auf den Dorn und von
diesem weg gelagert. In diesem Fall ist zusätzlich eine das Schneidwerkzeug gegen
ein Abheben vom Dorn während des Schneidvorganges sichernde Vorrichtung vorgesehen.
Nach dem Lösen dieser Arretierung ist die Schneidvorrichtung vom Dorn abhebbar.
In seiner abgehobenen Stellung kann das Schneidwerkzeug von der Antriebsspindel
zwecks Austausches gegen ein gleiches oder unterschiedlich großes Schneidwerkzeug
abgenommen werden. Durch einfaches Auswechseln der Schneidwerkzeuge können also
Behälter unterschiedlicher Größe beschnitten werden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigen: Figur 1 eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, einer erfindungsgemaßen Schneidvorrichtung; Figur 2 eine Stirnansicht,
teilweise im Schnitt, eines Teiles der Schneidvorrichtung nach Figur 1.
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Wie Figur 1 zeigt, ist ein Dorn 1 in Richtung seiner Längsachse mit
einer durch nicht dargestellte antriebsmittel angetriebenen
Welle
3 verbunden. Im Bereich seines in der Zeichnung linken Endes ist der Dorn 1 mit
einer ringförmigen Schneidkante 5 versehen.
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Der Schneidkante gegenüberliegend weist der Dorn einen Bund 7 auf,
dessen der Schneidkante zugewandte Kante 9 abgefast ist, so daß sich links an die
Schneidkante 5 eine Ausnehmung 11 anschließt.
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Die Schneidvorrichtung weist außerdem eine mit 13 bezeichnete Schiebevorrichtung
auf, die aus einem in Richtung seiner Längsachse über nicht dargestellte Mittel
in bezug auf den Dorn 1 hin-und herbeweglichen Stößel 15 besteht. Darüber hinaus
weist die Schiebe-Schlagvorrichtung 13 ein Gehäuse 19 auf, das achsparallel zur
Welle 15 verlaufend einen sich zum Dorn 1 hin erstreckenden Stößel 17 aufnimmt.
Der Stößel ist im Gehäuse gegen die Kraft einer Druckfeder 21 verschieblich. Mit
Hilfe der Schiebevorrichtung 13 wird ein Behälter-Rohling 23 auf den Dorn 1 aufgeschoben
und in seiner Lage fixiert, vgl. Figur 1, während der Rand beschnitten wird. Nach
diesem Vorgang kehrt die Schiebevorrichtung in ihre Ausgangsstellung - in Figur
1 nach rechts - zurück, so daß ein weiterer Behälterrohling auf den Dorn 1 aufgebracht
werden kann.
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Die Welle 3 des Domes 1 weist eine zentrale Längsbohrung 25 auf, die
im Bereich des rechten Endes des Dornes 1 in mehrere divergierende Bohrungen 27,
29 übergeht, die an der rechten Stirnseite des Dornes enden. Über diese Bohrungen
wird nach Beendigung des Schneidvorganges Druckluft geleitet, durch die der Behälter
vom Dorn 1 in einen geeigneten, nicht dargestellten Auffangbehälter abgeblasen wird.
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Darüber hinaus ist in der Vorrichtung ein Arm 31 vorgesehen, dessen
freies Ende 33 gabelförmig ausgebildet ist und den unteren, links von der Ausnehmung
11 befindlichen Teil der Welle 3 umgreift.
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Der Arm 31 ist auf einer Welle 35 angeordnet, die achsparallel zur
Welle 3 über nicht dargestellte Mittel hin- und herbeweglich ist.
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Hit Hilfe des Armes 31 wird das vom Behälter abgeschnittene Ende
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nachdem dieser vom Dorn abgestoßen wurde - ebenfalls nach rechts vom Dorn 1 abgestreift.
Anschließend kehrt der Arm 31 in seine Ausgangsstellung nach Figur 1 zurück.
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Oberhalb vom Dorn 1 ist ein im wesentlichen kreisförmiges, als Kreismesser
bezeichnetes Schneidwerkzeug 37 angeordnet, das, als Gegenstück zum Dorn, am freien
Ende einer Welle 39 und mit dieser zusammen verdrehbar angeordnet ist. Die Welle
39 wird über ein Zahnrad 41 und nicht näher dargestellte Mittel in einer zur Drehrichtung
der Welle 3 entgegengesetzten Richtung angetrieben. Wie aus Figur 2 hervorgeht,
kann die Welle 39 senkrecht, und damit gleichzeitig das Schneidwerkzeug 37, über
eine Stellvorrichtung 43 eingestellt werden. Die Stellvorrichtung besteht aus einem
um einen Drehzapfen 47 beweglichen Hebel 45, der mit einem Ende der Welle 39 und
mit seinem anderen Ende mit einem weiteren zur Welle 39 senkrechten Hebel 51 gelenkig
verbunden ist.
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Das andere, obere Ende des Hebels 51 weist ein Gewinde 52 auf, das
in ein Gegengewinde in buchsenartigen Teil e 53 und 55 der Stellvorrichtung eingreift,
die mit gestellfesten Trägern 57 verbunden sind. Eine an einem Bund sich abstützende
Feder 61 drückt auf die Teile 53 und 55.
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Mit dem Gewinde 52 des senkrechten Hebels 51 ist ein Arm 59 verbunden,
über den der senkrechte Hebel 51 verdrehbar ist, so daß entsprechend der jeweiligen
Verdrehung das Schneidwerkzeug 37 angehoben oder abgesenkt werden kann. Am Teil
55 ist ein weiterer Arm 63 angeschraubt, über den das Teil 55, nachdem das Schneidwerkzeug
37 in der Benkrechten eingestellt ist, in eine Lage verdrehbar ist, in der eine
weitere Verschiebung des Hebels 51 in senkrechter Richtung vermieden ist, wodurch
das Schneidwerkzeug 37 in seiner gewünschten Schneidstellung festgesetzt wird.
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Das Schneidwerkzeug 37 kann also aus seiner Wirkstellung, in der es
am Dorn 1 liegt, in eine angehobene Stellung übergeführt werden,
in
der es von der Welle 39 abgenommen werden kann. Es ist also leicht, ein abgenutztes
Schneidwerkzeug auszuwechseln oder ein Schneidwerkzeug anderer Größe einzusetzen.
Die Einstellung in der Senkrechten von Welle und Schneidwerkzeug erfolgt dann wie
zuvor beschrieben.
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Das Schneidwerkzeug 37 besteht aus einem Ring 71, der am Umfang Öine
Schneidkante 73 aufweist, deren Radius etwas größer ist als der Radius des Grundkörpers,
so daß sie über den Umfang des Ringes vorsteht. Wie aus Figur 2 hervorgeht, erstreckt
sich die Schneidkante 73 etwa über ein Drittel des Umfanges des Schneidwerkzeuges
37. Im dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Schneidkante 73 - wie Figur
1 zeigt - aus einer scharfen Kante, die rechts von einer zur Längsmittelachse der
Welle 39 senkrechten Wandung und links von einer in bezug auf die rechte Wandung
geneigten Wandung begrenzt wird, so daß ein verhältnismäßig spitzer Winkel von den
beiden die Schneidkante 73 bestimmenden Wandungen gebildet wird. Die Schneidkante
kann selbstverständlich auch andere Profile haben.
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Die radiale Erstreckung der Schneidkante 73 ist so gewählt, daß sie
mit der Schneidkante 5 des Dornes 1 zusainmenwirkt, indem sie dicht an diesen heranreicht
und etwas über diesen hinaus in die Ausnehmung 11 eindringt. Der Radius des nicht
schneidenden Teiles 75 des Schneidwerkzeuges 37 sowie die senkrechte Einstellung
des Schneidwerkzeuges 37 in bezug auf den Dorn 1 sind so gewählt, daß ein Behälterrohling
23 in der vorbeschriebenen Weise auf den Dorn 1 aufgebracht werden kann, während
sich der nichtschneidende Teil 75 des Schneidwerkzeuges unmittelbar an den Dorn
angrenzend befindet. Die Drehgeschwindigkeiten von Sohneidwer#eug 37 und Dorn 1
sind derart aufeinander abgestimmt, daß die Umfangsgeschwindigkeiten von Sohneidwerkzeug
37 und Schneidkanto des Dornes 1 etwa gleich sind. Bei Verdrehung des Bohneidwerkzeuges
37 kot dessen Schneidkante 73 mit dem auf dem Dora befindlichen X hilter in Kontakt
und
trennt den links von der Schneidkante 5 befindlichen Teil des
Behälterrohlings ab. Die Umfangslänge der Schneidkante 73 ist etwas größer als der
Umfang des zu bearbeitenden Behälterrohlings, damit sichergestellt ist, daß der
Behälter auch über den gesamten Umfang beschnitten wird.
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Gleich nach Beendigung des Schneidvorganges kommt der nichtschneidende
Teil 75 des Schneidwerkzeuges 37 in den Bereich des Dornes, so daß zwischen Schneidwerkzeug
37 und Dorn 1 ein freier Raum entsteht. So lange der nichtschneidende Abschnitt
75 des Schneidwerkzeuges dem Dorn 1 zugewandt ist, werden der beschnittene Behälter
und das abgeschnittene Ende vom Dorn in der zuvor beschriebenen Weise entfernt.
Danach wird ein neuer Behälterrohling auf den Dorn aufgebracht und die Schneidkante
73 des Schneidwerkzeuges 37 setzt zur Bearbeitung des neuen Werkstückes wieder an.
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Die während des Bearbeitungsvorganges ausgeführten Bewegungen von
Dorn 1 und Schneidwerkzeug 37 sind ausschließlich Drehbewegungen, jeweils um ihre
Längsachsen. Daher kann eine sehr exakte Zuordnung der Werkzeuge zueinander eingehalten
werden, so daß große Mengen von Behältern ohne Nachjustierung der Vorrichtungen
bearbeitet werden können.
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