DE2924812C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung der Boden- und Mantelteile von Blechbehältern durch dreifache Falzung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der DE-PS 15 27 969 beschrieben.

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

Diese glatte zylindrische Wandung des Ringkörpers des Falz­ scheibenringes liegt an einer entsprechend zylindrisch gestalteten radial inneren Fläche des abgesetzten Teiles der Außenseite des Behälterbodens an. Damit die Falzscheibe mit dem Ringkörper den Behälterboden und den Behältermantel in Umlauf setzen kann, muß der von der oder den Profil­ rollen beim Zusammenrollen der Boden- und Mantelränder ausge­ übte Radialschub in genügend starkem Maße an die Berührungs­ stelle der zylindrischen radial äußeren Wandung des abge­ setzten Teils des Behälterbodens und der entsprechend zylindrisch gestalteten radial inneren Mündungswandung des Behältermantels übertragen werden, um eine entsprechend große Flächenpressung zu erzeugen, damit ein Rutschen des Falz­ scheibenringes innerhalb des abgesetzten Teils des Behälter­ bodens vermieden wird, welches bekanntermaßen nachteilige Rückwirkungen auf den auszuführenden Falzvorgang hat.

Einesteils hängt also die Güte des herzustellenden Falzes eng von der Erzielung eines gleichmäßigen Umlaufes des Behälter­ bodens und des Behältermantels ab und zum anderen Teil hat ein Rutschen des Ringkörpers des Falzscheibenringes innerhalb des abgesetzten Teils des Behälterbodens, falls dieser aus beschichtetem Blech hergestellt 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 zwischem dem Ringkörper des Falzscheibenringes und dem abgesetzten Teil des Behälterbodens zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung gelöst.

Das erfindungsgemäße Verfahren zielt also darauf ab, fort­ schreitend mit dem Zusammenrollen der Behälterboden- und -mantelränder gleichzeitig einen damit fortschreitend größer werdenden Formschluß zwischen dem Ringkörper des Falzschei­ benringes einerseits und dem abgesetzten Teil des Behälter­ bodens sowie der Behältermantelmündung andererseits herzu­ stellen, durch welchen das erwähnte nachteilige Rutschen des Ringkörpers innerhalb des abgesetzten Teils des Behälter­ bodens ausgeschlossen wird.

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

Bei der Herstellung eines Dreifachfalzes nach dem bisher üblichen Verfahren ergeben sich folgende Schwierigkeiten:

• a) Es ist schwierig, angesichts der hinzunehmenden Blech­ stärkentoleranzen einen gleichmäßigen Falz zu erzeu­ gen, 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 schäd­ liche 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 Ein­ spannung des herzustellenden Falzes im Falzscheibenring er­ reicht und andererseits wird trotzdem die Möglichkeit er­ öffnet, daß im Falle von Blechstärken-Toleranzüberschrei­ tungen die dadurch verursachten überschüssigen Materialan­ häufungen radial nach innen ausweichen können.

Was die zweitgenannte Schwierigkeit, nämlich die Kaltver­ festigung 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 Ringkörper 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 Ringkörpers 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.

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

Gemäß der Erfindung ist also eine nur ganz geringe Abänderung der bisher üblichen Ausführungsart des Falzscheibenringes er­ forderlich, um die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte, im Zuge der fortschreitenden Falzung zunehmende Formschlüssigkeit zwischen dem Falzscheibenring und dem Be­ hälterboden zu erreichen.

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

Schließlich ist eine andere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung im Anspruch 6 unter Schutz gestellt, während die Ansprüche 7 bis 9 Weiterbildungen dieser anderen Ausführungsform beinhalten.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische, perspektivische, teils aufgebrochene Ansicht einer Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Falzscheibenringes,

Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt in größerem Maßstab wiedergibt, welcher einen Teil des in Fig. 1 gezeigten erfindungsgemäßen Falzscheibenringes sowie Teile des Behälterbodens und des Behältermantels nach beendeter Falzung, und

Fig. 3 eine schematische, perspektivische Teildarstellung einer weiteren Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Falzscheibenringes.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die zu dessen Durchführung geeigneten erfindungsgemäßen Vorrichtungen werden nachstehend beispielsweise in Verbindung mit der Herstellung eines Dreifachfalzes beschrieben.

In den Fig. 1 und 2 sind ein Falzscheibenring 1, eine Profil­ rolle 2, ein Behälterboden 3 und ein Behältermantel 4 eines Blechbehälters, deren Ränder 5 und 6 durch eine Dreifachfal­ zung 7 miteinander verbunden worden sind, gezeigt.

Der Falzscheibenring 1, welcher im Sinne des Pfeiles E in Um­ lauf gesetzt werden kann, bildet ein gemeinsames Teil mit ei­ nem davon abstehenden Einspannkragen 8, der in einem ent­ sprechenden Spannfutter aufgenommen werden kann, und weist im übrigen einen Ringkörper 9 auf, der wiederum einen zylindri­ schen Bereich 11 größeren Durchmessers und einen sich daran anschließenden kegelstumpfförmigen Teil 12 aufweist.

Fig. 2 zeigt die gegenseitige Stellung des Falzscheibenrin­ ges 1 und der Profilrolle 2 am Ende eines Umlaufes im Sinne des Pfeiles E. Der Behälterboden 3 ist auf den Ringkörper 9 des Falzscheibenringes 1 aufgeschoben und sein Rand 5 ist mit dem Rand 6 des Behältermantels 4 unter Bildung eines Drei­ fachfalzes 7 zusammengerollt, welcher sieben Blechstärken um­ faßt. Die Figur läßt erkennen, daß beim Antrieb des Falz­ scheibenringes 1 und beim Zusammenrollen der Ränder 5 und 6 im Sinne deren radialer Ver­ formung ein Rutschen des Ringkörpers 9 des Falzscheibenringes 1 gegenüber dem Behälterboden 3 eintreten kann, weil dieser Ringkörper 9 mit seinem glatten zylindrischen Bereich 11 größeren Durchmessers an der Innenfläche des abgesetzten Teils 13 des Behälterbodens 3 anliegt.

Wie außerdem aus der Figur ersichtlich ist, weist der Ring­ körper 9 des Falzscheibenringes 1 innerhalb seines zylindri­ schen Bereichs 11 größeren Durchmessers einen abgesetzten Bereich 14 auf, der von einem durch eine koaxiale Zylinder­ fläche gebildeten Bereich 15 kleineren Durchmessers und einer senkrecht zur Ringachse verlaufenden, in der Abwicklung gewellten Ringfläche 16 gebildet wird, wobei die Höhe h zwischen einer senkrecht zur Ringachse verlaufenden oberen Begrenzungsfläche 17 dieses Bereiches 15 kleineren Durch­ messers zum Einspannkragen 8 hin einerseits und der senkrecht zur Ringachse verlaufenden gewellten Ringfläche 16 anderer­ seits sich periodisch zwischen einem Mindestwert b und einem Höchstwert c ändert. Der Wert h kann sich jeweils in Ab­ hängigkeit von der Blechstärke e des Bodenrandes zwischen einem Grenzwert 0 und einem Grenzwert 5 e ändern, doch wird vorzugsweise der Mindestwert b gleich 3 e und der Höchstwert c gleich 3,5 e bis 4 e gemacht. Die Umfangsteilung der Wellung ist so gewählt, daß am Umfang der Ringfläche 16 des Ring­ körpers 9 die Wellenzahl zehn bis zwanzig beträgt.

Aus Fig. 2 ergibt sich klar der mit fortscheitender Falzung in gleichem Maße zunehmende Formschluß zwischen dem Ring­ körper 9 des Falzscheibenringes 1 einerseits und dem Be­ hälterboden 3 andererseits. Unter der Wirkung des seitlichen Schubes der Profilrolle 2 in Richtung des Pfeiles F während des Zusammenrollens der Ränder 5 und 6 legt sich der gegen­ über dem abgesetzten Bereich 14 gelegene Abschnitt 18 des Be­ hälterbodens 3 in den dort dargebotenen Hohlraum und schmiegt sich örtlich innig an das Wellenprofil der senkrecht zur Ringachse verlaufenden Ringfläche 16 an. Dieses allmähliche Sichanschmiegen der verformten Blechbereiche von Behälter­ boden 3 und -mantel 4 und das gewellte Profil des Ringkörpers 9 des Falzscheibenringes 1 verhindert durch den dadurch in zu­ nehmendem Maße geschaffenen Formschluß zwischen dem Ring­ körper 9 und dem Behälterboden 3 jegliches Rutschen zwischen diesen beiden Teilen.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform des Ringkörpers 9 eines Falzscheibenringes 1 ist dessen zylindrischer Bereich 11 größeren Durchmessers an seinem Umfang mit einer Anzahl radial nach innen gerichteter und in die senkrecht zur Ring­ achse verlaufende obere Begrenzungsfläche 17 hinein frei aus­ mündender Einbuchtungen 21 versehen, welche jeweils durch radial innere zylindrische Flächen 22, radial-axiale Seiten­ flächen 33 und bogen­ förmige, senkrecht zur Ringachse verlaufende Begrenzungs­ flächen 25 begrenzt sind und jeweils zwischen sich radial äußere vorspringende, zylindrische Zwischenflächen 24 bilden.

Bei Verwendung dieses Werkzeuges bilden sich mit fortschrei­ tendem Zusammenrollen der Behälterboden- und -mantelränder im Zuge der fortschreitenden Falzung ebenfalls im gegenüber dem abgesetzten Bereich 14 des zylindrischen Bereichs 11 größeren Durchmessers des Ringkörpers 9 gelegenen abgesetzten Teil 18 des Behälterbodens 3 radial innere Einbiegungen einzelner Umfangsbereiche dieses abgesetzten Teils 18 in diese Ein­ buchtungen 21 hinein, die wiederum einen fortschreitenden Formschluß zwischen dem Ringkörper 9 des Falzscheibenringes 1 und dem Behälterboden 3 herbeiführen. Auch bei dieser Aus­ führungsform des Werkzeuges ist wie bei derjenigen nach Fig. 1 und 2 der zylindrische Bereich 11 größeren Durch­ messers des Falzscheibenringes 1 auf einen etwas kleineren Durchmesser abgesetzt, so daß in Höhe der bogenförmigen, senkrecht zur Ringachse verlaufenden Begrenzungsflächen 25 eine ebenfalls senkrecht zur Ringachse verlaufende Ringfläche 26 gebildet wird. Dieser Absatz gestattet es, trotz etwa vorhandener Blechstärketoleranzen eine gleichmäßige Ver­ formung der Bleche zu erzielen und außerdem die Nachteile einer Kaltverformung zu vermeiden, die sich durch das Verformen der Behälterboden- und -mantelränder 5 und 6 ergeben würde.

Claims (9)

1. Verfahren zur Verbindung der Boden- und Mantelteile von Blechbehältern durch dreifache Falzung, wobei der runde, zylindrisch abgesetzte, von einem in den Absatz eingreifen­ den, runden Falzscheibenring gehaltene Behälterboden axial in die mit einem radial nach außen abstehenden Rand versehene, zylindrische, zur Falzscheibenachse koaxial und drehbar ge­ haltene Behältermantelmündung eingefügt, die Anordnung mittels der angetriebenen Falzscheibe in Umlauf versetzt und die aufeinanderliegenden Mantel- und Bodenränder mittels min­ destens einer, um eine achsparallele Achse drehbaren, radial nach innen bewegten Profilrolle zusammengerollt werden, da­ durch gekennzeichnet, daß Teilabschnitte (10, 20) des Umfangs des Behälterendes im Bereich des Behälterbodens (3) bzw. des Mündungsbereiches des Behältermantels (4) beim Zusammenrollen der Behälterboden- (5) und -mantelränder (6) zusätzlich fort­ schreitend radial nach innen gebogen werden.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer antreibbaren Falzscheibe mit Falzschei­ benring, gegebenenfalls einer Drehhalterung für den Behälter­ mantel und mindestens einer radial verschiebbaren Profilrol­ le, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzscheibenring inner­ halb des Wirkungsbereiches des Rollenprofils und in der Nähe des Bereiches, an welchem der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) ansetzt, auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt ist und daß auf den Um­ fang verteilte Abschnitte dieses abgesetzten Bereiches (14) axial in den der Bodenfläche des halternden Behälterbo­ dens (3) zugewandten Bereich (11) größeren Durchmessers des Falzscheibenringes (1) hineinragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Bereich (11) größeren Durchmessers des Falzschei­ benringes (1) hineinragenden Bereiche des abgesetzten Berei­ ches (14) des Falzscheibenringes (1) gegen diesen Be­ reich (11) größeren Durchmessers durch eine senkrecht zur Ringachse verlaufende Ringfläche (16) begrenzt werden, deren Projektion in die Abwicklungsebene wellenförmig verläuft.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform der Ringfläche (16) des Falzscheibenringes (1) durch ein veränderliches Maß h bestimmt ist, welches den axialen Abstand zwichen einer senkrecht zur Ringachse zu­ rückspringenden Begrenzungsfläche (17) eines Ringkörpers (9) des Falzscheibenringes (1), die einen Übergangsabsatz zu dessen Einspannkragen (8) bildet und mit der der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) bündig verläuft, und der erstgenannten, gewellten Ring­ fläche (16) selbst angibt und welches zwischen den Grenzwer­ ten 0 und 5e, wobei e das Maß der Blechstärke des Behälterbo­ dens (3) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die gewellte Ringfläche (16) des Falzscheiben­ ringes (1) zehn bis zwanzig Wellungen aufweist.

6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit mindestens einer antreibbaren Falzscheibe mit Falzschei­ benring, gegebenenfalls einer Drehhalterung für den Behälter­ mantel und mindestens einer radial verschiebbaren Profil­ rolle, dadurch gekennzeichnet, daß der Falzscheibenringumfang innerhalb des Wirkungsbereiches des Rollenprofils und in der Nähe des Bereiches, an welchem der radial nach außen abste­ hende Rand (5) des gehalterten Behälterbodens (3) ansetzt, auf einen kleineren Durchmesser abgesetzt ist und daß auf dem Umfang verteilte Abschnitte dieses abge­ setzten Bereiches (14) in diesem sich radial nach innen er­ streckende Einbuchtungen (21) bilden.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Einbuchtungen (21) in gleichen Umfangsabständen an dem Falzscheibenring (1) angeordnet sind und in eine senk­ recht zur Ringachse zurückspringende Begrenzungsfläche (17) des Ringkörpers (9) des Falzscheibenringes (1) ausmünden, die einen Übergangsabsatz zu dessen Einspannkragen (8) bildet und mit der der radial nach außen abstehende Rand (5) des gehal­ terten Behälterbodens (3) bündig verläuft.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß diese Einbuchtungen (21) jeweils durch radial innere zylindrische Flächen (22), bogenförmige, senkrecht zur Ring­ achse verlaufende Begrenzungsflächen (25) und radial-axial verlaufende seitliche Flächen (23) begrenzt sind und zwischen sich radial äußere zylindrische Zwischenflächen (24) fest­ legen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht zur Ringachse verlaufenden, bogenförmigen Be­ grenzungsflächen (25) der Radialeinbuchtungen (21) des Falz­ scheibenringes (1) bündig mit der Ringfläche (26) desselben verlaufen, die den Bereich (15) kleineren Durchmessers des abgesetzten Bereiches (14) des Falzscheibenringes (1) gegen dessen Bereich (11) größeren Durchmessers begrenzt.