DE3118783A1 - Verfahren und vorrichtung zum verformen der ruempfe von blechdosen und vorrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum verformen der ruempfe von blechdosen und vorrichtung zur ausfuehrung dieses verfahrens

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von Rümpfen von Blechgebinden, insbesondere Blechdosen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In der DE-AS 21 24 038 ist eine Verformungsvorrichtung zum Herstellen von umlaufenden Sicken beschrieben. Durch eine im Inneren des unverformten, glatten Behälters angeordnete Walze wird der Behälterrumpf gegen eine gekrümmte Gegenschiene oder Gegenwalze gepreßt und auf dieser abgewälzt. Die Walzen bzw. die Schiene weisen ineinandergreifende, kongruente, die Sicken formende Profile auf. Zum Werkstückwechsel fährt die Innenwalze axial aus dem Arbeitsbereich (Gebinderumpf) und.gibt die Arbeitsstation zum Entladen und erneuten Beladen frei.
Beim Bearbeiten von Behältern mit der bekannten Vorrichtung erfolgt die Rotation des Behälters durch die Reibkraft in der Klemmlinie zwischen der Innen- und Außenwalze. Die Kraft kann aber wegen der unterschiedlichen Blechstärke am Umfang des Behälters, insbesondere bei gelöteten Behältern mit vierfacher Blechdicke an der Fügestelle, nicht konstant gehalten. Dies kann eine gleitende Reibung verursachen, was zu Kratzern in der Dosenlackierung führt. Des weiteren ist die Her- · Stellung von anders als umlaufenden Verformungen unmöglich.
Es sind auch Vorrichtungen bekannt, insbesondere für Großgebinde von nicht kreisförmigem Querschnitt, bei welchen durch radial spreizbare Innenwerkzeuge das Gebinde durch Dehnung in die gewünschte Form gebracht wird.
Bei runden Gebinden, insbesondere Kleingebinden wie Blechdosen, insbesondere Konservendosen, die in Stückzahlen von bis zu tausend pro Minute von einer einzigen Maschine hergestellt werden, läßt sich das Spreizverfahren nicht mehr wirtschaftlich einsetzen.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Verformen von Blechgebinden, insbesondere Blechdosen, zu schaffen, bei welchen kein Gleiten des Gebindes, und zwar weder auf der Innen- noch auf der Außenwalze auftreten kann.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Verfahren derart auszubilden, daß das gewünschte Verformungsbild ohne entsprechende Negativform auf der Gegenwalze erzeugt werden kann.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, das Verfahren derart auszubilden, dass die beiden Verformungswalzen keine axialen Bewegungen ausführen müssen.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Haltekräfte am Innenwerkzeug wie auch die gesamten Umformkräfte minimal zu halten.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, die das Gebinde während der gesamten Bearbeitung gleitfrei festhält, um ein winkelgetreues reproduzierbares Verformungsbild zu gewährleisten.
Gemäss der Erfindung wurden diese Aufgaben entsprechend dem Kennzeichen der Ansprüche 1 und 4 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung beseitigen die den bekannten Maschinen anhaftenden Einschränkungen bezüglich Genauigkeit, Universalität, Verformungskräften und Leistung.
Besonders vorteilhaft wirkt sich das gleit-, bzw. verdrehungsfreie Festhalten des Gebindes bezüglich der abwälzenden Werkzeuge auf die Oberflächenqualität und die massgetreue Verformung aus.
Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass auch Verformungsbilder ohne entsprechend Negativform auf den jeweiligen Gegenwerkzeug erzeugt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Gebinde ohne axiale Verschiebung der Walzwerkzeuge und folglich ohne grosse Massenkräfte zu- und weggeführt werden kann.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Verformungsbilder von fast unbegrenzter Ausbildung hergestellt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass Verformungen von nicht zusammenhängender Ausbildung, z.B. kugelsektor-, pyramidenstumpf- oder kegelstumpfförmige Erhebungen bzw. Vertiefungen im Abwälzverfahren hergestellt werden können.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass schrauben- und wellenförmige Sicken erzeugt werden können.
• V MW · « «I « ·
Anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung näher beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht einer einzelnen Vorrichtung aus einer aus mehreren gleichen Vorrichtung bestehenden Verformungsmaschine in Lade-/Entladeposition und
Fig. 2 eine Ansicht wie Fig. 1 in Arbeitsposition.
• ♦ · f.
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 1 zum Verformen von Dosenrümpfen 24 umfaßt als die beiden wesentlichen Bauteile ein inneres Werkzeug in Gestalt einer Walze 2 und ein äußeres in Gestalt einer Walze 3; die Walzen 2, 3 weisen parallele Achsen 4, 5 auf und werden von Wellen 6, 7 angetrieben, von denen die Welle 6 hohl ist und koaxial zur Achse 4 verläuft. Die beiden Wellen 6, 7 sind in einem Gehäuse 8 drehbar gelagert, wobei durch zwei miteinander kämmende Zahnräder 9, 10, welche drehfest mit den Wellen 6 bzw. 7 verbunden sind, ein synchroner Gleichlauf gewährleistet ist. Der Antrieb des Zahnrades 9 und damit der beiden Wellen 6, 7 erfolgt über ein weiteres, drehfest auf der Welle 6 angeordnetes Zahnrad 12 und ein mit diesem kämmendes Antriebszahnrad 11, das sich um die Achse A der gesamten Verformungsmaschine dreht und konzentrisch an einer Drehsäule 33 befestigt ist, die durch einen nicht dargestellten Motor zu einer Drehbewegung um die Achse A antreibbar ist. Bevorzugt ist es jedoch, wenn die Säule 33 feststehend ist und die Vorrichtung um die Achse A der Säule 33 auf einer Kreisbahn herumgeführt wird.
Am oberen Ende der Welle 6 ist drehfest die Walze 2 aufgesetzt, welche sich aus einer Anzahl den Walzenmantel bildender, spreizbarer Segmente 14, dem Walzenkern 15 und einem Spreizkonus 16 zusammensetzt.
Der Spreizkonus 16 ist mit einer Zugstange 17 verbunden, welche koaxial zur Achse 4 liegt und innerhalb der Welle 6 axial verschiebbar angeordnet ist. Das untere Ende der Zugstange 17 ragt aus dei- Welle 6 heraus und steht mit einem Hubwerkzeug 18 in Verbindung, das pneumatisch, hydraulisch oder andersweitig betätigt wird.
Die Hubstange 17 ist mit einem Hebelsystem 19 verbunden, das von einer Steuerkurve 20 mitteis Kurvenrolle 21 gesteuert wird.
Entweder in der Walze 2 oder im Hubwerkzeug 18 sind Mittel vorgesehen, welche das Mitdrehen der Zugstange 17 und/oder des Hubwerkzeuges 18 mit der Walze 2 verhindern.
Die Welle 7 ist aus mehreren Teilen aufgebaut. Das untere Ende mit dem Zahnrad 10 ist drehbar in einer Hülse 22 im Gehäuse 8 gelagert. Das obere Ende der Welle 7 trägt die Walze 3 und ist in einer Gabel 23 achsparallel verschiebbar. Zwischen dem oberen und unteren Ende der Welle 7 sind im axialen Abstand zwei kardanische Zwischenstücke, z.B. Kreuzgelenke oder ballige Verzahnungen 31, angeordnet, welche eine Verschiebung des oberen Endes der Welle in Richtung des Pfeiles F relativ zum unteren Ende gestatten, ohne die Drehantriebsverbindung zwischen dem Zahnrad 10 und der Walze 3 zu behindern.
Die Gabel 23 läßt sich beispielsweise mittels einer Steuer kurve 32 derart verschieben, daß die Walze 3 sich von der Walze 2 abhebt bzw. sich ihr nähert.
Nach Fig. 1 befindet sich der Dosenrumpf 24 noch außerhalb der Walze 2 in einem darüber angeordneten Beschickungsbehälter 25. Dieser ist über eine mit der Achse 4 koaxiale Schubstange 27 axial verschiebbar in einer Führung 26 im Gehäuse 8 gelagert. Am oberen Ende der Stange 27 befindet sich eine Rolle 28, welche mit einer Steuerkurve 29 verschoben wird.
In Fig. 2, in welcher die Arbeitsstellung dargestellt ist, befindet sich der Dosenrumpf 24 zusammen mit dem Beschickungsbehälter 25 in abgesenkter Stellung über der Walze 2. Die Walze 3 greift durch eine öffnung 30 des Behälters 25 in diesen ein und wird durch die Steuerkurve 32 auf den Dosenrumpf 24 gepreßt.
Der Dosenrumpf 24 wird durch die Segmente 14, welche vom nach unten gezogenen Konus 16 gespreizt "sind, drehfest gehalten. Die Verschiebung des Konus 16 erfolgt durch die Steuerkurve 20 über die Rolle 21 am Hebel 19, welcher das Hubwerkzeug 18 betätigt.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens, sowie der Vorrichtung ist in folgende Schritte aufgeteilt:
α 4. «· «ν
In der Anordnung gemäß Fig. 1 wird ein Dosenrumpf 24, welcher vorzugsweise beidseitig einen Bördel aufweist durch die Öffnung 30 in den Behälter 25 eingelegt. Anschließend erfolgt ausgelöst durch die Steuerkurve 29 die Absenkung des Behälters 25 mit dem Dosenrumpf 24 auf die Walze 2. In zeitlicher Abstimmung erfährt die Walze 2 ausgelöst durch die Steuerkurve 20 eine Spreizung und fixiert den Rumpf 24 drehfest auf der Walze 2, ohne den Rumpf 24 dadurch zu dehnen. Anschließend fährt die Walze 3 ausgelöst durcn die Steuerkurve 32 an die Walze 2.
Für die Funktionsweise der Vorrichtung ist es unwesentlich, ob der synchrone Antrieb der Walzen 2 und 3 während des Lade- und Entladevorganges unterbrochen wird oder nicht.
Die Steuerkurven 20, 29, 32 sind an einer um die Achse A rotierenden Drehsäule 33 ausgebildet, an der auch das Antriebszahnrad 11 konzentrisch angeordnet ist. Rund um die Achse A befinden sich mehrere, z.B. 10, die Verformungsmaschine bildende Vorrichtungen der beschriebenen Art in gleichmäßigem Abstand, welche von den Steuerkurven 20, 29, 32 und dem Antriebszahnrad 11 der gleichen Drehsäule 33 beaufschlagt werden.
Es ist auch möglich, die Säule 33 stationär anzuordnen und die Verformungsvorrichtungen um die Säule 33 auf einer Kreisbahn herumzuführen, was z.B. das Arbeiten am laufenden Band begünstigt, weil dann die Dosenrümpfe 24 gleich-
zeitig von einer Zuführstelle zu einer Abgabestelle transportiert werden.

Claims (14)

  1. Patentansprüche:
    C1.jVerfahren zum Verformen der Rümpfe von Blechgebinden, insbesondere Blechdosen zwecks Festigkeitserhöhung durch Abwälzen der Rümpfe zwischen einem Innen- und einem Außenwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß der Gebinderumpf (24) koaxial zum Innenwerkzeug (2) gehalten wird und das Außenwerkzeug (3) während des Verformungsvorganges radial an das Innenwerkzeug (2) herangeführt und auf diesem und dem dazwischenliegenden Rumpf (24) abgewälzt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Gebinderumpf (24) vom Innenwerkzeug (2) in Drehung versetzt wird.
    MANlTZ-FINSTEfWALD HEYN-MORGAN-8000MÖNCHEN22 BOBEHT-KOCH-STRASSE 1 TEL (089)224211 TELEX05-2»»72PATMF
    GBAMKW flOTeRMUNO · 7000 STUTTGART 50 (8AD CANNSTATT) ■ SEELB6RQSTH. 23/25 TEL. (0711) «72« 7CUTOM KASSE BAYER. VOLKSBANKEN MÖNCHEN - KONTO-NUMMER 7 270 POSTSCHECK: MÜNCHEN 770 82 - 806
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Gebinderumpf (24) axial dem Werkzeug (2) zu- und von ihm weggeführt wird und ein Behälter (25) zum Zu- und Wegführen während des Verformungsvorganges den Gebinderumpf (24) führt.
  4. 4. Vorrichtung zum Verformen der Rümpfe von Blechgebinden, insbesondere Blechdosen, nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 mit einem rotierenden Innenwerkzeug und einem Außenwerkzeug, welche relativ zueinander verschiebbar sind und sich aufeinander abwälzen können, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehachse (4) des Innenwerkzeuges (2) ortsfest angeordnet ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenwerkzeug (2) Mittel zum radialen Spreizen der Werkzeugoberfläche zum drehfesten Halten des Gebinderumpfes (24) aufweist.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß das Innenwerkzeug (2) aus einer Anzahl ringförmig angeordneter Spreizsegmente (14) besteht.
  7. 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Rumpf (24) durch Prägevorsprünge des Innenwerkzeuges (2) drehfest gehalten wird.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizsegmente (14) durch hydraulische oder pneumatische Mittel betätigt werden.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Spreizsegmente (14) mechanisch über eine Steuerkurve (20) betätigt werden.
  10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Gebinderumpf (24) mit einem Beschickungs- und Positionierungsbehälter (25) längs der Drehachse (4) zur Walze (2) geführt wird.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Behälter (25) im Wirk- oder Klemmbereich zwischen den beiden Walzen (2) und (3) eine Öffnung (30) aufweist.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß durch die Öffnung (30) der Behälter (25) beschickt und entladen wird.
  13. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, dadurch
    gekennzeichnet , daß eine zentrale Säule (33) vorgesehen ist, an der konzentrisch Steuerkurven (20, 29, 32) für die verschiedenen Funktionen und das Antriebszahnrad (11) vorgesehen sind, daß rund um die zentrale Säule (33) herum eine Vielzahl von Vorrichtungen der beschriebenen Art angeordnet ist, welche sämtlich mit den gleichen Steuerkurven (20, 29, 32) und dem gleichen Antriebszahnrad (11) zusammenwirken, und daß die zentrale Säule (33) und die Vorrichtungen relativ zueinander verdrehbar angeordnet sind.
  14. 14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß die zentrale Säule (33) stillsteht und die Vorrichtungen um die zentrale Säule (33) herumführbar angeordnet sind.
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