DE2924812A1

DE2924812A1 - Verfahren und vorrichtung zur verbindung der boden- und mantelteile von blechbehaeltern o.dgl. durch falzung

Info

Publication number: DE2924812A1
Application number: DE19792924812
Authority: DE
Inventors: Lucien Le Bret
Original assignee: Gallay SA
Current assignee: Gallay SA
Priority date: 1978-07-07
Filing date: 1979-06-20
Publication date: 1980-01-17
Also published as: GB2024680B; DE2924812C2; US4271778A; NL7905124A; FR2430276A1; NL172518B; GB2068806B; ES481452A1; NL172518C; GB2068806A; GB2024680A; FR2430276B1; CA1105327A; IT7924152A0; BE877477A; AT367323B; IT1122043B; ATA448579A

Description

Dipl. ing. R. BLOLZEE

PHILIPPINE -WBIiSEB - BXBASSB 14

8900 AUOSBUBG

TBLBBOK 616476

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Augsburg, den 18. Juni 1979

Gallay S.A., 166, rue du Faubourg Saint-Konore, 75008 Paris,

Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Verbindung der Boden- und Mantelteile von Blechbehältern oder dergl. durcn

Falzung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung

der Boden- und Mantelteile von Blechbehältern oder dergl.

durch vorzugsweise dreifache B'alzung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

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Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 1 527 969 beschrieben.

Es ist klar, daß die radiale Einwirkung der Profilrolle (n) beim Zusammenrollen der zu falzenden Mantel- und Bodenränder einen erheblichen Radialschub erzeugt_s der durch den, den Behälterboden halternden Falzscheibenring aufgenommen werden muß. Der Falzscheibenring weist üblicherweise einen zylindrischen, in einem Einspannfutter einspannbaren Einspannkragen und einen damit einstückigen, radial überstehenden, eigentlichen Ringteil auf. In demjenigen Bereich, in welchem der Falzscheibenring den Radialschub der Profilrolle(n) aufnehmen muß, ist der Ringteil durch eine äußere glatte zylindrische Fläche begrenzt, die in eine kegelstumpfförmig verlaufende ümfangsfläche übergeht, welch letztere das Einführen des Falzscheibenringes in den abgesetzten Teil des Behälterbodens erleichtert.

Diese glatte zylindrische Wandung des Ringteils des Falzscheibenringes liegt an einer entsprechend zylindrisch gestalteten radial inneren Fläche des abgesetzten Teiles der Außenseite des Behälterbodens an. Damit die Falzscheibe mit dem Ringteil den Behälterboden und den Behältermantel in Umlauf setzen kann, muß der von der oder den Profil-

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rollen beim Zusammenrollen der Boden- und Mantelränder ausgeübte Radialschub in genügend starkem Maße an die Berührungsstelle der zylindrischen radial äußeren Wandung des abgesetzten Teils des Behälterbodens und der entsprecnend zylindrisch gestalteten radial inneren Mündungswandung des Behältermantels übertragen werden, um eine entsprechend große Flächenpressung zu erzeugen, damit ein Rutschen des Palzscheibenrxnges innerhalb des abgesetzten Teils des Behälterbodens vermieden wird, welches bekanntermaßen nacnteilige Rückwirkungen auf den auszuführenden FalzVorgang hat.

Einesteils hängt also die Güte des herzustellenden Falzes eng von der Erzielung eines gleichmäßigen Umlaufes des Behälterbodens und des Behältermantels ab und zum anderen Teil hat ein Rutschen des Ringteiles des Falzscheibenringes innerhalb des abgesetzten Teils des Behälterbodens, falls dieser aus beschichtetem Blech nergestellt oder mit einer Vorlackierung versehen ist, eine Beschädigung der Schutzschicht bzw. der Lackschicht zur Folge.

Durch die Erfindung soll infolgedessen die Aufgabe gelöst werden, das soeben beschriebene schädliche Rutschen

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zwischen dem Ringteil des Palzscheibenringes und dem abgesetzten Teil des Behälterbodens zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches unter Schutz gestellte Merkmal gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt also darauf ab, fortschreitend mit dem Zusammenrollen der Behälterboden- und -manteIrander gleichzeitig einen damit fortschreitend größer werdenden Formschluß zwischen dem Ringteil des Falzscheibenringes einerseits und dem abgesetzten Teil des Behälterbodens sowie der Behältermantelmündung andererseits herzustellen, durch welchen das erwähnte nachteilige Rutschen des Ringteiles innerhalb des abgesetzten Teils des Behälterbodens ausgeschlossen wird.

Durch die Erfindung wird nicht nur der technische Fortschritt erzielt, daß das erwähnte schädliche Rutschen zwischen dem Ringteil des Falzscheibenringes und dem abgesetzten Teil des Behälterbodens absolut ausgeschlossen wird, sondern es ergibt sich außerdem auch noch eine wesentliche Güteverbesserung im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit der herzustellenden Falzung.

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Insbesondere bei der Herstellung eines Dreifacnfalzes nach dem bisher üblichen Verfahren ergeben sich folgende Schwierigkeiten:

a) Es ist schwierig, angesichts der hinzunenmenden Blechstärkentoleranzen einen gleichmäßigen Falz zu erzeugen, und

b) beim Falzen tritt gleichzeitig eine Kaltverfestigung des zu falzenden Bleches in den Falzbereichen auf, die ihrerseits Elastizitätsänderungen der zu falzenden Bereiche hervorruft, welch letztere wiederum schädliche Abweichungen von der gewünschten Verformung zur Folge haben können.

Was die erstgenannte Schwierigkeit anbelangt, so wird durch das erfindungsgemäße, auf den Umfang verteilte örtliche Nachinnenbiegen bestimmter Boden- und Mantelmündungsbereiche einerseits eine fortschreitend fester werdende örtliche Einspannung des herzustellenden Falzes im Falzscheibenring erreicht und andererseits wird trotzdem die Möglichkeit eröffnet, daß im Falle von Blechstärken-Toleranzüberschreitungen die dadurch verursachten überschüssigen Materialanhäufungen radial nach innen ausweichen können.

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Was die zweitgenannte Schwierigkeit ₉ nämlich die Kaltverfestigung des Materials beim Falzen anbelangt, so werden auch deren schädliche Auswirkungen dadurch weitgehend vermieden, daß das Blech radial nach innen ausweichen kann.

Es ist also durch eine einzige erfinderische Maßnahme möglich, sowohl die sich aus den Blechstärkentoleranzen als auch die sich aus der Kaltverfestigung des Materials beim Falzen ergebenden Schwierigkeiten zu überwinden.

In der Vergangenheit ist bereits versucht worden, das erwähnte schädliche Rutschen zwischen dem Ringteil des Falzscheibenringes und dem abgesetzten Teil des von ihm gehalterten Behälterbodens dadurch zu vermeiden, daß man den mit dem abgesetzten Teil des Behälterbodens in Berührung kommenden Umfangswandungsbereich des Ringteiles mit einer Rändelung versehen hat. Diese Maßnahme hat sich aber als wenig wirksam erwiesen, weil durch sie nur ein äußerst geringer Formschluß zwischen den beiden sich berührenden Flächen erzielt wird und trotzdem die Antriebskraft von der Falzscheibe auf den Behälterboden und den Behältermantel in weit überwiegendem Maße durch Kraftschluß übertragen werden muß.

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Die Erfindung beinhaltet außerdem eine Vorrichtung gemäß Anspruch 2 zur Ausführung des oben kurz dargelegten erfindungsgemäßen Verfahrens.

Gemäß der Erfindung ist also eine nur ganz geringe Abänderung der bisher üblichen Aus f ührungs art des Falzscheibenringes erforderlich, um die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte, im Zuge der fortschreitenden Falzung zunehmende Formschlüssigkeit zwischen dem Falzscheibenring und dem Behälterboden zu erreichen.

Weiterbildungen einer solchen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 3 bis 5 unter Schutz gestellt.

Schließlich ist eine andere Ausführungsform der erfindungs gemäßen'Vorrichtung in Anspruch 6 unter Schutz gestellt, während die Ansprüche 7 bis 9 Weiterbildungen dieser anderen Ausführungsform beinhalten und Anspruch ein Merkmal deckt, das sich zur Anwendung in Verbindung mit beiden Ausführungsformen eignet.

Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden beispielsweisen Beschreibung zweier Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Ausführung des erfindungs gemäßen Verfahrens,

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wobei auf die anliegende Zeichnung Bezug genommen wird, in welcher

Fig. 1 eine schematische, perspektiviscne,

teils aufgebrochene Ansicht einer Ausfuhrungsform des erfindungsgeraäßen Falzscheibenringes zeigt,

Fig. 2 einen schematischen Teilscnnitt in

größerem Maßstab wiedergibt, welcher einen Teil des in Fig, I gezeigten erfindungs gemäßen Falzs cheibenringes sowie Teile des Behälterbodens und ues Behältermantels nach beendeter Falzung zeigt, und

Fig. 3 eine schematische, perspektivische

Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform des erfindungs gemäßen Falzscheibenringes wiedergibt.

Das erfindungsgeraufte Verfanren bzw. die zu dessen Durchführung geeignetem, erfin dungs gemäßen Vorrichtungen werden nachstehend beispielsweise in Verbindung mit der Herstellung eines Dreifachfalzes beschrieben.

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In den Fig. 1 und 2 bezeichnen die iieζu^sziffer 1 einen Falzscheibenring, die Bezugsziffer 2 eine profilierte Falzrolle und die Bezugsziffern 3 und 4 jeweils den Behälterboden und den Behältermantel eines Blechbehälters, deren Ränder 5 und 6 durch eine Dreifacnfalzung miteinander verbunden worden sind, welch letztere insgesamt mit der Bezugsziffer 7 bezeicnnet ist.

Der Falzscheibenring Ij welcher im Sinne des Pfeiles & in Umlauf gesetzt werden kann, bildet ein gemeinsames Teil mit einem davon abstenenden Jinspannkraaen 8, aer in einem entsprechendem Spannfutter aufgenommen werden kann, und weist im übrigen einen Ringkörper 9 auf, der wiederum einen zylindriscnen Mittelteil 11 und einen sicn daran ans exilierenden kegelstumpfförmigen Teil 12 aufweist.

Fig. 2 zeigt die gegenseitige Stellung des Falzscheibenringes 1 und der Profilrolle 2 am iinde seines Umlaufesim Sinne des Pfeiles E. Der nenälterboden 3 ist auf den Ringkörper 9 des Falzscheibenringes 1 aufgescnoben und sein Rand 5 ist mit dem Rand 6 des Benältermantels 4 unter Bildung eines Dreifachfalzes zusammengerollt, welcner sieben Blechstärken umfaßt. Die Figur läßt erkennen, daß beim Antrieb des Falzscheibenringes 1 und beim Zusammenrollen der Ränder 5 und 6 im Sinne deren radialer Ver-

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formung ein Rutschen des Ringteiles des Falzscheibenringes gegenüber dem behälterboden 3 eintreten kann, weil dieser Rin_&teil 9 mit einer glatten zylindrischen Außenfläche 11 an der Innenfläche 13 des abgesetzten Teils des ßehälterbodens 3 anliegt.

Wie außerdem aus der Figur ersichtlich ist, weist aer Ringkörper 9 des Falzscheibenringes innerhalb seines zylindrisch ausgebildeten Bereiches 11 einen Absatz 14 auf, der von einer koaxialen Zylinderfläche 15 und einer achssenkrechten, in der Abwicklung gewellten Ringfläche 16 gebildet wird, wobei die nöhe h zwischen der achssenkrechten ßegrenzungsfläcne 17 dieser koaxialen Zylinderfläche 15 zum Einspannkragen 8 hin einerseits und der achssenkrecnten gewellten Fläche 16 andererseits sicn periodisch zwischen einem Mindestwert b und einem Höchstwert c ändert. Der Wert h kann sich jeweils in Abhängigkeit von der Blechstärke e des Bodenrandes zwischen einem Grenzwert 0 und einem Grenzwert 5e ändern, doch wird vorzugsweise der Mindestwert b gleich 3e und der Höchstwert c gleich 3,5e bis 4e gemacht. Die Umfangsteilung der «ellung ist so gewählt, daß am Umfang der Ringfläche des Hingteiles 9 die wie Ilenzanl zehn bis zwanzig beträgt»

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Au;; Kit;. 2 ei't.i'Jt uicii i\l;u· Ue/* mit foi't;u'.nrö Llunuer Falzung in gleichem Maße zunehmende Formschluß zwiscnen dem Ringkörper des Falzscheibenringes 1 einerseits und dem Behälterboden 3 andererseits. Unter der 'wirkung des seitlichen Schubes der Profilrolle 2 in Richtung des Pfeiles F während des Zusamrnenrollens der Ränder ? und 6 Ie &t sicn der gegenüber dem Absatz 14 gelegene Abscnnitt 18 des Behälterbodens in den dort dargebotenen Hohlraum und seamiest sich örtlich innig an das Wellenprofil der acns senkrech ten Ringfläche 16 an. Dieses allmänliche Sicnanschmiegen aer verformten Blechbereiche von Behälterboden und -mantel an das gewellte Profil des Ringteiles 9 des Falzscheibenringes 1 verhindert durcn den dadurcn in zunehmendem Maße geschaffenen Formschluß zwischen dem Ringteil und aem Behälterboden 3 jegliches Rutschen zwiscnen diesen beiden Teilen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausfuhrungsform des Ringteiles eines Falzscheibenringes ist dessen zylindrisch verlaufender Bereich 11 an seinem Umfang mit einer Anζan1 radial nach innen gerichteter und in die acnssenkrechte Fläche 17 hinein frei ausmündender liinbucntungen 21 versehen, welche jeweils durcn radial innere zylindriscne Flächen 22, radial-axiale Seitenflächen 23 und bo_öen-

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förmige achssenkrecnte Flächen 25 begrenzt sind und jeweils zwischen sich radial äußere vorspringende Zylinderflacnen bilden.

Bei Verwendung dieses Werkzeuges bilden sich mit fortschreitendem Zusammenrollen der Behälterboden- und -mantelränder im Zuge der fortschreitenden Falzung ebenfalls im abgesetzten Teil 18 des Behälterbodens 3 radial innere Einbiegungen einzelner Umfangsbereicne dieses abgesetzten Teils 18 in diese Einbuchtungen 21 hinein, die wiederum einen fortschreitenden Formschluß zwischen dem Ringteil 9 des Falzscheibenringes 1 und dem Benälterboden 3 herbeiführen. Auch bei dieser Ausfuhrungsform des Werkzeuges ist wie bei derjenigen nach Fig. 1 und 2 die zylindriscne Umfangsfläcne 11 des Falzseheibenringes 1 auf einen etwas kleineren Durcnmesser abgesetzt, so daß in Höhe der bogenförmigen achssenkrechten Flächen 25 eine achssenkrecnte hingfläcne 26 gebildet wird. Dieser Absatz gestattet es, trotz etwa vorhandener Blechstärketoleranzen eine gleichmäßige Verformung der Bleche zu erzielen und außerdem die üachteile einer Kaltverfestigung zu vermeiden, die sicn durch das Verformen aer Benälterboden- und -manteIrander Iu und 20 ergibt.

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Die radiale Tiefe dieses Absatzes wird zweckmäßig in einer Größenordnung von nur O,pe ehalten, damit ein Abziehen des Ringteils 9 des Falzscheibenrin^es von dem auf dem Behältermantel auf^efalzten benälterboden Keine Schwierigkeiten macht.

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Claims

Patentansprüche

fl. !Verfahren zur Verbindung der Boden- und Mantelteile von Blechbehältern oder dergl. durch vorzugsweise dreifache Falzung, wobei der runde, zylindrisch abgesetzte, von einem in den Absatz eingreifenden, runden Falzscheibenring gehaltene Behälterboden axial in die mit einem radial nach außen abstehenden Rand versehene, zylindrische, zur Falzscheibenachse koaxial und drehbar gehaltene Behältermantelmündung eingefügt, die Anordnung mittels der angetriebenen Falzscheibe in Umlauf versetzt und die aufeinanderliegenden Mantel- und Bodenränder mittels mindestens einer, um eine achsparallele Achse drehbaren, radial nach innen bewegten Profilrolle zusammengerollt werden, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Umfang verteilte Abschnitte des Absatzbereiches des Behälterbodens bzw. des Mündungsbereiches des Behältermantels zusammen im Zuge des Zusammenrollens der Behälterboden- und -manteIrander fortschreitend radial nach innen gebogen werden.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer antreibbaren Falzscheibe mit Falzscheibenring, gegebenenfalls einer Drehhalterung für den Behältermantel und mindestens einer radial ver-

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schiebbaren Profilrolle, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzscheibenringumfang innerhalb aes Wirkungsbereiches des Rollenprofils und in der däae des Bereiches, an welchem der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) ansetzt, auf einen etwas kleineren Durchmesser abgesetzt (15) ist und daß auf den Umfang verteilte Abschnitte dieses abgesetzten Bereiches (15) axial in den der Bodenfläche des zu halternden Behälterbodens (3) zugewandten Bereich (11) größeren Durchmessers des Palzschexbenringes (I) hineinragen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeicnnet, daß die in den Bereich größeren Durchmessers des Falzscheibenringes (1) hineinragenden Bereiche des auf kleineren Durchmesser abgesetzten Umfangsbereiches (15) des Falzscheibenringes (1) gegen den Bereich (11) größeren Durchmessers durch eine achssenkrecht verlaufende Ringfläcne (16) begrenzt werden, deren Projektion in die Abwicklungsebene wellenförmig verläuft (Fig. 1 und 2).
4. Vorrichtung nach Anspruch 3_a dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform der gewellten Ringfläcne (16) des Falzscheibenringes (1) durch ein veränderliches Maß h bestimmt ist, welches den axialen Abstand zwischen einer achssenk-

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recht zurückspringenden Fläche (17) eines Ringteiles (9) des Falzscheibenringes (I)₃ die einen Übergangsabsatζ zu dessen Einspannkragen (8) bildet und mit der der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) im wesentlichen bündig verläuft, und der erstgenannten, gewellten Ringfläche (16) selbst angibt und welches zwischen den Grenzwerten 0 und 5e, vorzugsweise zwischen den Grenzwerten 3_s5e und 4e schwankt, wobei e das Maß der ßlechstärke des Behälterbodens (3) ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die gewellte Ringfläche (16) des Falzscheibenringes (1) zehn bis zwanzig Wellungen aufweist.
6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer antreibbaren Falzscheibe mit Falzscheibenring, gegebenenfalls einer Drehhalterung für den Behältermantel und mindestens einer radial verschiebbaren Profilrolle, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzseheibenringumfang innerhalb des Wirkungsbereiches des Rollenprofils und in der Mähe des Bereiches, an welchem der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) ansetzt, auf einen etwas kleineren Durchmesser abgesetzt (15) ist und daß auf dem Umfang verteilte

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Abschnitte dieses abgesetzten Bereiches (15) in diesem sich radial nach innen erstreckende Einbuchtungen (21) bilden (Fig. 3).
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einbuchtungen in im wesentlichen gleicnen Umfangsabständen an dem Palzs cheibenring (1) angeordnet sind und in eine achssenkrecht zurückspringende Fläche (17) des Ringteiles (9) des Falz Scheibenringes (1) ausmünden, die einen Übergangsabsatz zu dessen Einspannkragen (8) bildet und mit der der radial nach außen abstehende Rana (5) des gehalterten Behälterbodens (3) im wesentlichen bündig verläuft.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß diese Einbuchtungen (21) jeweils durch radial innere zylindrische Flächen (22), bogenförmige achssenkrechte Flächen (25) und radial-axial verlaufende seitliche Flächen (23) begrenzt sind und zwischen sich radial äußere zylindrische Zwischenflächen (24) festlegen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten achssenkrechten bogenförmigen Begrenzungsflächen (25) der Radialeinbuchtungen (21) des Falzscheiben-

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ringes (1) bündig mit der Ringfläche (26) desselben verlaufen, die den Bereich (15) kleineren Durchmessers des abgesetzten Bereiches (9) des Palzscheibenringes (1) gegen dessen Bereich (11) größeren Durchmesser begrenzt»
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9 _s bei welcher der Ringteil des Palzscheibenringes einen zylindrischen ümfangsbereich und einen sich daran anschließenden kegelstumpfförmigen Ümfangsbereich aufweist, welch letzterer dem Bodenbereich des zu halternden Behälterbodens zugewandt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der auf kleineren Durchmesser abgesetzte Ümfangsbereich (15) des Falzscheibenringes (1) bzw. dessen Umfangseinbuchtungen (21) in dem zylindrischen ümfangsbereich (11) des Palzscheibenringes (1) angeordnet sind.

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