DE2950813A1

DE2950813A1 - Bearbeitungsmaschine fuer trommelfoermige werkstuecke

Info

Publication number: DE2950813A1
Application number: DE19792950813
Authority: DE
Inventors: Robert A Rhinefrank; William H Sunday
Original assignee: CARANDO MACHINE WORKS
Current assignee: CARANDO MACHINE WORKS
Priority date: 1979-03-16
Filing date: 1979-12-17
Publication date: 1980-09-18
Also published as: NL7907847A; DE2950814A1; FR2451237A1; CA1103096A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ιπα. Joachim StraSSe München

Dr. Hans-Herbert Stoffregen Hanau

D-e#w narau ι

München, 11. Dezember 1979

Carando Machine Works
420 North Madison Street
Stockton, Kalifornien 95201
V.St.A.

Bearbeitungsmaschine für trommeiförmige Werkstücke

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Maschine zum Bearbeiten von Werkstücken in Form zylindrischer Hohlkörper wie Tonnen, Fässer, Trommeln oder ähnlichem. Die Bearbeitung findet hierbei an einem oder mehreren oder vorzugsweise zugleich an beiden Stirnseitenrändern des Werkstückes statt. Es kann sich um Rillen, Bördeln oder das Verbinden mit einem Deckel oder Boden handeln. Beispielsweise kann eine trommeiförmige Metallhülle als Verpackung für ein beliebiges Füllgut mit lose eingelegtem Boden und Deckel fest verschlossen werden. Das Verschließen kann eine Kalt- oder Warmverformung sein, die in jedem Fall unter Druck erfolgt. Mit dem Druck kann ein vorstehender Metallrand miteinander verbunden oder verformt oder zusammengefaltet werden. Die sich anfänglich überlappenden Randteile werden hierbei fest miteinander verbunden.

Maschinen, die diesem Zweck dienen, sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Die meisten haben einen Nahtmechanismus, der im wesentlichen von Rillwalzen gebildet wird, die sich kontinuierlich bewegen können, wenn sie sich in Arbeitsstellung befinden. Ihre Druckerzeugung wird zumeist von einer Nockenbewegung abgeleitet. Diese Nockensteuerungen sind teilweise zu kompliziert und abfällig. Vor allem nehmen sie vielfach sehr viel Platz ein und lassen sich nicht ohne weiteres an verschiedene Werkstücke anpassen. Teilweise müssen für andere Werkstücke andere Nockensätze eingesetzt werden. Außerdem werden vielfach

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mehrere Nockenantriebe für verschiedene Bearbeitungswalzen erforderlich.

Aus dem Stand der Technik sind folgende Schriften bekannt:

US PS 785,347, US PS 800,425, US PS 804,542, US PS 821,605,

US PS 1,826,506, US PS 1,342,447, US PS 2,191,291,

US PS 2,194,224, US PS 2,382,469, US PS 3,672,317 und

US PS 4,004,529.

Demgegenüber ist es Aufqc.be der vorliegenden Erfindung, eine einfache und leicht an unterschiedliche Anforderungen schnell anpaßbare Maschine der hier in Rede stehenden Art verfügbar zu machen.

Der wesentliche Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß ein verbesserter Nahtmechanismus verfügbar gemacht wird. Die Betätigung erfolgt durch eine Einzelnocke. Der Hebelmechanismus ist kompakt, stabil und wirkungsvoll. Die Kompaktbauweise ergibt sich durch das teilweise Überschneiden der Hebeleinzelteile. Die Anordnung ist nicht nur kompakter, sondern auch sparsamer in der Herstellung, leicht zusammenfügbar und stellt funktionell eine gute Kombination dar, die ein Minimum an Wartung und Unterhaltung erfordert.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß obwohl die Bewegung von einer Einzelnocke abgegriffen wird, die jeweils paarweisen Werkzeugrollen einzeln anpaßbar sind, wobei zur selektiven Vorposition jeder Werkzeugrolle je nach den Arbeitsbedingungen beispielsweise dem Trommeldurchmesser oder der Materialstärke eine exakte Einzeleinstellung möglich ist.

Um selbst bei rauhem Betrieb und einfachem Aufbau Sicherheit zu gewährleisten, ist eine Scherbolzensicherung vorgesehen.

Vorteilhafterweise läßt sich die vorliegende Maschine mit einer Einrichtung zum schnellen Ändern der axialen Anpassung an die

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Werkstückgröße kombinieren, so wie sie in der parallelen Anmeldung P vom gleichen Tage desselben Anmelders beschrieben ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiels.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß von der Seite mit einem gespannten trommeiförmigen Werkstück,

Fig. 2 eine Stirnansicht im vergrößerten Maßstab im wesentlichen entlang der Linie-2-2-in Fig. 1, wobei diese Ansicht insbesondere eine von zwei sich gegenüberliegenden Bearbeitungseinrichtungen darstellt und einen Teil der Bearbeitungseinrichtung in einer erhöhten Stellung wiedergibt, wie sie jeweils zum Beginn eines jeden Bearbeitungszyklus eingenommen wird,

Fig. 3 einen Teilschnitt im wesentlichen gemäß Linie-3-3-in Fig. 2,

Fig. 4 einen Teilschnitt im wesentlichen gemäß Linie-4-4-in Fig. 2,

Fig. 5 einen Teilschnitt im wesentlichen gemäß Linie-5-5-in Fig. 2,

Fig. 6 einen Ausschnitt ähnlich Fig. 2, jedoch mit einer abgesuchten Betriebsstellung und

Fig. 7 einen ähnlichen Ausschnitt einer Stirnansicht, jedoch in anderer Betriebsstellung.

Wie auch in der parallelen Anmedlung P beschrieben,

weist die Maschine ein Maschinenbett 1 auf, welches zumindest

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ein Paar hohler Stützen 2, 3 als Ständer aufweist. Die Stützen 2, 3 können im Bett 1 gleiten, ragen nach oben auf und werden zueinander im Abstand gehalten. Hierfür ist ein begrenzbarer Bewegungsspielraum vorgesehen und der Antrieb erfolgt jeweils über doppelt-wirkende Kraftzylinder 4 und 5 zwischen Widerlager 6 und 7, die auf dem Bett 1 an dessen beiden axialen Enden angeordnet sind.

Eine Hauptantriebswelle 8 befindet sich unten im Bett 1 unterhalb der Stützen 2 und 3 und erstreckt sich über das Bett axial. Der Antrieb für die Hauptwelle 8 erfolgt über ein Getriebe 9 von einem Elektromotor 10 aus, der seinerseits oben im Widerlager 6 angeordnet ist. Die Ständer oder Stützen 2 und 3 und die damit verbundenen Teile sind im wesentlichen untereinander baugleich, stehen sich aber spiegelgleich gegenüber. Jede Stütze 2 oder 3 (im folgenden wird nur eine beschrieben, aber die Beschreibung bezieht sich auf beide) hat einen robusten, hohlen Aufbau und steht unten auf 8 Schienen 11, die im Bett 1 angebracht sind. Innerhalb der Stütze 2, 3 befindet sich eine Welle 12, auf welcher werkstückseitig eine Werkstückaufnahme 13 sitzt und zwar mit einem kreisförmigen, radialen spindelförmigen Verschluß. Ein Endlosantrieb 14 erstreckt sich zwischen der Hauptwelle 8 und der Welle 12. Dieser Antrieb hat eine geeignete mitgleitende Verbindung mit der Hauptwelle 8, um den axialen Verschiebungen der Stützen 2, 3 im Bett folgen zu können.

Ein Abstreifer 15 mit gewölbtem Rand umgibt den unteren Teil der Werkstückaufnahmen 13. Der Abstreifer 15 sitzt auf Streiferstäben 16, die durch die Stütze hindurchgehen. Die Stäbe sind axial bewegbar und sitzen im jeweiligen Widerlager 6, 7 in einer lösbaren Klemmeinrichtung 17, die mittels Auslösehebel 18 betätigbar ist. Nähere Einzelheiten dieser Klemmeinrichtung sind in der

heutigen Parallelanmeldung P (mit im wesentlichen der

US Priorität 26,363 vom 2.April 1979) ausführlich beschrieben.

Die Bearbeitungseinrichtung ist allgemein mit 19 bezeichnet. Sie befindet sich auf jeder Stütze 2, 3 oberhalb von und im wesentli-

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chen in radialer Fluchtung zur Werkstückaufnahme 13. Im einzelnen besteht die Bearbeitungsstation oder -einrichtung 19 aus einer Drehnocke 20, die auf einem werkstücksei tig herausgeführten Ende einer Welle 21 sitzt. Auf der Rückseite der Stütze 2, 3 befindet sich ein Kettentrieb 22, der seinerseits die Drehbewegung von einer Welle 23 in der Stütze abgreift. Die Welle 23 wiederum erhält ihre Drehbewegung über einen Endlosantrieb 24 von der Welle 12.

Die soweit beschriebene Kraftübertragung, worin alle Wellen parallel angeordnet sind, bewirkt die Rotation der verschließenden Werkstückaufnahme 13 eine gleichzeitig gesteuerte Drehung der Drehnocke 20. Im vorliegenden Beispiel ist das Werkstück eine Trommel 25 mit einem Kopfende 25a in Richtung auf eine der Stützen 2 oder 3. Die Trommel 25 wird durch eine Trageinrichtung 26 über Kraftzylinder 27 in eine Position in axialer Ausrichtung mit dem verschließenden Aufnehmer 13, jedoch noch ohne Berührung, gebracht.

Danach erfolgt eine kurze Anniiherungsbewegung der Stützen 2 und 3 über die Kraftzylinder 4 und 5. Dadurch wird der verschließende Aufnehmer 13 entsprechend der hohlen Beschaffenheit des jeweiligen Trommel kopfes in die Trommel 25 eingepaßt. Der Aufnehmer 13 oder die beidseitigen Aufnehmer 13 stützen dann die Trommel 25 in Vorbereitung auf die anschließende Randbearbeitung mit der Einrichtung 19.

Nach der Bearbeitungsstufe fahren die Stützen 2 und 3 zusammen mit den Aufnehmern wieder auseinander und die relativ ortsfesten Abstreifer 15 befreien die Trommel 25 und am Kopf 25a von den Aufnehmern 13. Damit wird das Werkstück freigegeben, um die Maschine verlassen zu können.

Die hier dargestellten beiden Bearbeitungseinrichtungen arbeiten unter der Zeit- und Kraftsteuerung von den Nocken 20. Auf der Stirnseite der Stützen 2, 3 und unter der Nocke 20 befindet sich ein Paar von angrenzenden, aber quer unterteilten L-förmigen

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Hebel 28, die einander gegenüber angeordnet sind. Diese Hebel werden nachfolgend als die "Haupthebel" bezeichnet. Solche Haupthebel 28 sitzen zentral zwischen ihren Endpunkten auf einem Drehbolzen 29. So angepaßt, trägt jeder Haupthebel 28 an seinem unteren und inneren Ende eine Rillwalze 30, die so gestaltet ist, daß das umfängliche Bodenteil der Walze unterhalb des Hebels hervorragt. Die beiden Walzen 30 - die im wesentlichen herkömmlicher Art sind - befinden sich in radialer Ausrichtung miteinander und mit dem Aufnehmer 13 und nehmen Stellungen ein, die über dem Aufnehmerverschluß eng aneinander angrenzen.

Die Haupthebel 28 sind gegabelt und die Rillwalze 30 sitzt in der Gabel auf Lagerzapfen 31 (Fig. 4 und 5). In ähnlicher Weise sind auch Betätigungsarme 32 gabelförmig aufgebaut und um einen Bolzen 29 zwischen den Seiten der Haupthebel 28 schwenkbar. Die gegabelten Betätigungsarme 32 stehen vom Schwenkbolzen 29 vor und gehen in nach oben und innen geneigte Schenkel 33 über, die sich über den Walzen 30 zueinander frei beweglich schneiden. Ein Schenkel 33 geht durch den anderen zwischen den Seiten hindurch.

An ihren oberen oder freien Enden liegen die Arme 32 einzeln über Rollen 34 ständig am Umfang der Drehnocke 20 an.

Jeder Haupthebel 28 und die entsprechenden Betätigungsarme 32 sind kinematisch angepaßt und die Gliederverbindung ist einstellbar.

Auf den Bolzen 29 sind die Hebel und Arme voneinander getrennt gelagert. Im Betätigungsarm 32 ist ein Langloch oder Schlitz 35 (Fig. 2) vorgesehen, der versetzt zur Lagerung angeordnet ist. Im Schlitz befindet sich eine Lagerwalze 36, die mit Lagerzapfen 37 im oberen Ende des Haupthebels 28 zwischen dessen Gabelseiten angebracht ist. Während die Zapfen 37 im wesentlichen dazu dienen, eine Gelenkachse zu bilden, wirken sie auch als Scherbolzen.

Eine Gewindespindel 38 mit einem Schloßprofil am freien Ende zum

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Aufsetzen einer Verstel !kurbel befindet sich in einem Mutterstück 39 am äußeren Ende des Armes 32 und unmittelbar neben dem äußeren Ende der Schlitze 35. Das innere Ende der Gewindespindel 38 sitzt radial direkt auf der Lagerwalze 36. Die Gewindespindel 38 wird nach einer Verstelldrehung von einer Stellschraube 40 gesichert. Mit dieser Anordnung wird der Haupthebel 28 und der Nebenarm 32 verbunden und sowohl gegen das Werkstück als auch gegen den Nockenantrieb gehalten. Hierbei ist folgender Mechanismus wirksam:

Für die Lagerung der Rillwalzen 30 sind jeweils in dem entsprechenden Wandteil der Stütze 2 oder 3 ein länglicher Schlitz 41 gebildet, der sich nahezu vertikal erstreckt. In diesen Schlitz 41 greift ein vorspringendes Stück 42 der Rillwalzenlagerung ein. Am vorspringenden Stück 42 greift eine Federeinrichtung 43 an, deren anderes, unteres Ende im Boden der Stütze festgelegt ist. Unter der Wirkung dieser Feder 43, die unter Spannung gesetzt ist, wird die Rillwalze 30 nach oben gedrängt. Dadurch ist zugleich die ständige, gegenseitige Auflage von Lagerwalze 36 und Spitze der Schraubspindel 38 gesichert. Ferner wird über diese Drucklage auch das ständige Anliegen der Rollen 34 auf der Drehnocke 20 hergestellt.

Mit dem einfachen Mittel der Einstellung der Schraubspindel 38 kann der Arbeitshub der Ri 11 walze eingestellt werden. Je nach einem Drehen in der einen oder anderen Richtung mit einer hier weggelassenen Kurbel wird das Werkstück mit feinster Toleranz je nach Arbeitsbedingungen gehoben oder gesenkt. Die Nockenkante der Drehnocke 20 wird so vorgegeben, daß vor jeder Rillung die Anlagewalze 34 in einem flachen Teil der Nockenkante (s. Fig. 2 und 6) stehen und während dieses Zeitabschnittes befinden sich die Rillwalzen 30 unter dem Einfluß der Kompressionsfeder 43 in einer erhobenen oder Nichtarbeits-Stel lung, um einen Werkstückwechsel zu ermöglichen.

Wenn die Maschine arbeitet, wird ein Werkstück, eine Trommel 25 von der Trägereinheit 26 in eine Position in axialer Ausrichtung

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-Inzwischen den Verschlußaufnahmen 13 angehoben. Die Stützen 2, 3 und die Verschlußaufnahmen 13 befinden sich in dieser Phase in einer zurückgezogenen Ausgangsposition. Danach rücken die Kraftzylinder 4, 5 die Stützen 2, 3 aufeinander zu, bis die Verschlußaufnahmen in den Köpfen oder Deckel oder Boden 25a, die vorher lose in die Trommel eingelegt worden sind, eingefahren wurden. Die Verschlußaufnahmen vollführen dann gleichzeitig eine Drehung um 360 und die Drehnc
zeitig im selben Ausmaß gedreht.

Drehung um 360 und die Drehnocken 20 werden ebenfalls gleich-

Auf eine solche Drehung der Drehnocke 20 einer jeden Bearbeitungseinrichtung 19, mit der im vorliegenden Beispiel eine Trommel 25 durch Rillung beiderseits verschlossen wird, senkt sich erst die linke Rillwalze 30 durch die von der entsprechenden Bogenkurve der Nocke 20 ausgehenden Bewegung. Hierbei werden die entsprechenden Hebel von der oben befindlichen Ausgangsposition (Fig. 2) in eine abgesenkte Arbeitsposition (Fig. 6) gebracht. Die linke Rillwalze übernimmt die anfängliche Rillung der darunter befindlichen und sich überlappenden Randteile der Trommel 25 sowie des Trommelkopfes 25a. Diese wird gefolgt von der rechten Rillwalze 30, deren Arbeit einsetzt, sobald deren Anlagerolle von dem entsprechenden Bereich auf der Nocke 20 erfaßt wird. Hierbei findet ein Übergang von der Position gemäß Fig. 2 in die abgesenkte A^beitsposition gemäß Fig. 7 statt, in welcher diese rechte Rillwalze auch noch die letzte Rillung auf dem Umfang der angrenzenden und sich überlappenden Randteile der Trommel und des Trommelkopfes vollendet. An der Trommel als Werkstück findet die gewünschte Verformung durch Bördelung oder Umbiegen von Kanten statt, durch die jeder Trommelkopf 25a an den angrenzenden und überlappenden Randteilen an die entsprechenden Enden der Trommel befestigt wird.

Nach Abschluß der Verformung während einer Umdrehung bleibt der Bearbeitungsmechanismus in Position, um den nächsten Zyklus und die Stützen 2, 3 zurückzuziehen (Fig. 5), wobei die Verschlußaufnahmen 13 von den Trommelköpfen 25a abgezogen werden. Hierfür werden die Abstreifer 15 eingesetzt, die stationär bleiben und während dieser Bearbeitung und Bewegung dafür sorgen, daß die Verschlußaufnahmen aus den Trommelköpfen 25a freigezogen werden können, wodurch auch die Trommel 25 frei

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- 12 aus der Maschine genommen werden können.

Mit dieser Beschreibung ist deutlich geworden, daß ein wesentlicher Vorteil der Bearbeitungseinrichtung 19 dadurch gewonnen wird, daß die Einzelteile sich untereinander und nebeneinander durchdringen, was eine kompakte und kräftige Bauweise ermöglicht. Die Werkzeuge setzen deshalb auch dauerhaft und kräftig ein, auch wenn die Struktur klein gehalten werden kann.

Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß die Maschine schnell, leicht und sehr genau mit der beschriebenen Gewindespindelverbindung auf unterschiedliche Materialstärken eingestellt werden kann.

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-Kb-

Leerseite

Claims

Patentanwälte Dipi.-Ing. Joachim Strasse München
Dr. Hans-Herbert Stoffregen Hanau

München, 11. Dezember 1979

Carando Machine Works
A20 North Madison Street
Stockton, Kalifornien 95201
V.St.A.

Bearbeitungsmaschine für trommeiförmige Werkstücke
ANSPRÜCHE

Maschine zum Durchführen einer drückenden Randbearbeitung an der Stirn- oder Deckel- und Bodenseite eines zylindrischer« Hohlkörpers in Form von Tonnen, Fässern, Trommeln oder ähnlichem, insbesondere zum Rillen, Bördeln oder Verbinden mit einem Maschinenbett, einstellbar gelagerten Stützen und einem drehbar angetriebenen Verschlußteil zum Einfahren in den Kopf eines axial ausgerichteten Hohlkörpers an der Werkstückstirnseite jeder Stütze,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Verschlußteil (13) eine darüber befindliche, synchron über parallele Achsen angetriebene Nockenscheibe (20) zugeordnet ist, an welcher über Kreuz Betätigungsarme (32) anliegen, welche jeweils mit einem Haupthebel (28) verbunden sind, welche am unteren, inneren freien Ende RoI I werkzeuge (30) tragen, die in einer Ebene nacheinander auf das Werkstück (25) einwirken.

Maschine nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsarme (32) und die Haupthebel um dieselbe Achse (29) schwenkbar sind.

Maschine nach Anspruch 1 oder 2 oder 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die

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ORIGINAL INSPECTEÖ

Achsen (12) des Verschlusses (13), der Nocke (20) und der Hebel(28)- und Armteile (32) horizontal und parallel sind.

h. Maschine nach einem oder mehreren der voraufgehenden

Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, daß der

Haupthebel (28) im wesentlichen L-förmig und um den Schnittpunkt seiner Schenkel gelagert ist.

5. Maschine nach Ansprüchen 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der

Haupthebel (28) aus zwei parallelen Stücken gebildet ist, die gabelförmig im Abstand zueinander angeordnet sind.

6. Maschine nach Ansprüchen 1 bis 5,

dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (32) aus zwei parallelen Stücken gebildet ist, die gabelförmig im Abstand zueinander angeordnet sind.

7. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Haupthebel (28) und der Arm (32) ineinander Raum für ihre Bewegungen um die gemeinsame Schwenkachse (29) finden.

8. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Teilen des unteren und inneren freien Endes des Haupthebels (28) auf einer sich dazwischen erstreckenden Achse (31) das Werkzeug (30) drehbar angeordnet ist, während sich am anderen freien Ende zwischen beiden Teilen auf eine Achse (37) eine Rolle (36) zur Druckverbindung mit dem Arm (32) befindet.

9. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Haupthebel (28) und Arm (32) einstell-

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bar ist, um die Winkelbeziehung zwischen dem Haupthebel (28) und dem Arm (32) zu ändern, womit zugleich die Stellung der Werkzeugrolle (30) bezüglich des Verschlusses (13) einstellbar ist.

10. Maschine nach Anspruch 8 und 9,

dadurch gekennzeichnet, daß die

Rolle (36) ein Glied der Verbindung ist, gegen welche eine im angrenzenden Teil des Armes (32) schraubbar gelagerte Spindel (38) anschlägt.

11. Maschine nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß die

Spindel (38) in ihrer Stellung arretierbar ist.

12. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (36) in einem Schlitz (35) im entsprechenden Schenkel des Haupthebels (28) bewegbar ist.

13. Maschine nach Ansprüchen 8 bis 12,

dadurch gekennzeichnet, daß die

Rolle (36) auf Endzapfen (37) sitzt, die im Schlitz (35) bewegbar sind und zugleich Scherbolzenfunktion haben.

IA. Maschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13,

dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Werkzeuglagerung (42) in einem Langloch (41) und dem festen Boden der Stütze (1, 2) eine Druckfeder (43) angeordnet ist.

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