DE3347208A1

DE3347208A1 - Verfahren und einrichtung zum verjuengen von behaeltern

Info

Publication number: DE3347208A1
Application number: DE19833347208
Authority: DE
Inventors: Michael Martin Northfield Ill. Shulski; Edward Stanley Lockport Ill. Traczyk
Original assignee: National Can Corp Chicago Ill; National Can Corp
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1982-12-27
Filing date: 1983-12-27
Publication date: 1984-06-28
Anticipated expiration: 2003-12-28
Also published as: GB2179284B; GB2179284A; DE3347208C2; US4519232A; GB2163986A; GB2163986B; IT8349563A0; IT1170598B; GB2132533B; GB8622421D0; GB2132533A; GB2173437B; GB8611757D0; GB2173437A; GB8333588D0; GB8521962D0

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Einrichtung zum Herstellen von Behältern, die in der Nähe eines offenen Endes des Behälters Endteile mit verringertem Durchmesser und darüber nach außen gerichtete Flansche umfassen, und genauer ein Modul-System, das auf einfache Weise anpaßbar ist, um den Teil mit verringertem Durchmesser zu verändern.

Der gebräuchlichste Typ von Metallbehältern, die in der Bier- und Getränkeindustrie verwendet werden, ist die allgemein sog. zweiteilige Dose. Die zweiteilige Dose besteht aus einem ersten Teil, der einen zylindrischen Dosenkörper umfasst, dessen eines Ende mit einer einstückigen Endwand verschlossen ist und an dem nach dem Füllvorgang eine getrennt hergestellte Endplatte am oberen Ende des Behälters durch einen sog. Doppel-Falzvorgang befestigt wird. Bei einem zylindrischen Körper hat der Doppel-Falzvorgang zur Folge, daß sich der Falz über die Umfangsfläche des Behälterkörpers hinaus erstreckt. In diesen Fällen ist es in den letzten Jahren üblich geworden, einen verjüngten Teil am Behälterkörper in der Nähe des offenen Endes herzustellen, so daß der Doppelfalz zwischen dem Behälterkörper und der Endplatte sich innerhalb der Grenzen des Umfanges des zylindrischen Behälterkörpers befindet. Dies führt zu einer kompakteren Verpackung der Behälter, die ihrerseits die Gesamtkosten für Versand und Lagerung verringert.

Wegen der zunehmenden Nachfrage für diese verjüngte Art von Behältern wurden beträchtliche Anstrengungen unternommen, um eine Vorrichtung zu schaffen, die in

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der Lage ist, den Durchmesser der Verjüngung und der Randkante an einem Behälterkörper auf schnelle und zuverlässige Weise zu verringern.

Als die Materialkosten stiegen, entstand das Bedürfnis, die Materialmenge auf ein Minimum zu reduzieren und dennoch die Unversehrtheit des Behälters sicherzustellen. Ein Bereich, in dem die Hersteller die Möglichkeit zur Verringerung der für die Herstellung eines fertigen Verpackungsbehälters verwendeten Materialmenge untersucht haben, ist eine Verringerung der Wanddicke der Seitenwand des Behälters. Es wurden beständige Anstrengungen darauf gerichtet, die Dicke des Ausgangsrohlings zu verringern, aus dem der fertige Behälter gezogen und gestreckt wird, wodurch auch die Wanddicke des zylindrischen Teils des Behälters während des Zieh- und Streckvorganges verringert wird. Es ist zwar möglich geworden, die Seitenwanddicke des Dosenkörpers bis zu einer Größenordnung von 0,1016 mm (0,004 Zoll) zu verringern, doch behalten die Enden die normalen Dicken von 0,3048 mm bis 0,3302 mm (0,012 bis 0,013 Zoll) für Bier- und Getränkebehälter.

Diese Verringerung der Metalldicke des Dosenkörpers hat zu damit zusammenhängenden Problemen bei der Herstellung eines verjüngten Behälters unter Verwendung einer herkömmlichen ringförmigen Verjüngungs-Matrize geführt, wobei der Behälter im wesentlichen in die ringförmige Matrize hineingedrückt wird, um den Durchmesser des offenen Endes des Behälters oder des verjüngten Teils des offenen Endes des Behälters zu verringern. Dies ist besonders dann der Fall, wenn die Behälter auf Hochgeschwindigkeits-Anlagen bearbeitet werden.

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Es wurden verschiedene Vorrichtungen zur Herstellung von gezogenen und gestreckten Behältern vorgeschlagen, die entweder einen einzelnen verjüngten Teil, einen zweifach verjüngten Teil oder möglicherweise sogar einen dreifach verjüngten Teil besitzen. Derartige Vorrichtungen sind in den US-Patentschriften 3 812 696, 3 687 098, 3 983 729 und 4 070 888 beschrieben.

Wegen der verringerten Wanddicke haben sich zusätzliche Probleme bei der Verformung des Behälterkörpers während des Verjüngungsvorganges ergeben. Es wurden verschiedene Vorschläge gemacht und einer dieser Vorschläge besteht darin, unter Druck stehendes Fluid im Inneren des Behälters zu verwenden, um die Knickfestigkeit der Seitenwand des Behälters während des Verjüngungsvorganges zu erhöhen. Bei diesen Verfahren ergeben sich spezielle Probleme, wenn die Produktionsgeschwindigkeit vergrößert wird.

Gemäß der Erfindung wird ein neues modulmäßig aufgebautes System zur Erzeugung von verjüngten Behältern geschaffen, das eine Vielzahl von im wesentlichen identischen Moduln umfaßt, wobei jeder Modul eine Vielzahl von Stationen aufweist, von denen jede zwei relativ zueinander bewegliche Elemente besitzt, die mit Hilfe von Steuerkurvenvorrichtungen aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, um einen Behälter zu erzeugen, der entweder eine einfache Verjüngung, eine zweifache Verjüngung oder eine dreifache Verjüngung mit verschiedenen Durchmessern besitzt. Es sei darauf hingewiesen, daß ein Modul hinzugefügt werden kann, um einen Flansch an irgend einem einfach, zweifach oder dreifach verjüngten Behälter zu erzeugen. Eine Bearbeitung der Behälter in vertikaler Ausrichtung führt zu ■

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bad

vielen Vorteilen; so wird z.B. sichergestellt, daß die Verjüngung senkrecht zum Körper verläuft, es kann eine Weiterbewegung mit Hilfe der Schwerkraft erfolgen und die Einrichtung ist ohne weiteres

° zugänglich, wenn eine Verklemmung gelöst werden muß. Unterschiedliche Funktionen werden in verschiedenen Abschnitten eines jeden Moduls ausgeführt.

Einer der wesentlichen Gesichtspunkte der Erfindung besteht darin, daß die Steuerkurvenvorrichtungen, die dazu verwendet werden, den Behälter in Eingriff mit der Verjüngungsmatrize zu bewegen, in Segmente unterteilt sind, so daß ein einzelnes Segment entfernt und gegen ein anderes Segment innerhalb weniger Minuten ausgetauscht werden kann, um eine Änderung in dem Verjüngungsvorgang zu ermöglichen und entweder einen einfach verj'üngten, einen zweifach verjüngten oder einen dreifach verjüngten Behälter herzustellen, ohne daß irgend eine Änderung eines der anderen Bestandteile der Verjüngungseinrichtung durchgeführt werden muß.

Jeder Behälter-Verjüngungs-Modul besteht vorzugsweise aus einem Revolverkopf, der um eine feste Achse drehbar ist und eine Vielzahl von identischen Verjüngungsstationen an seinem Umfang aufweist, wobei jede Verjüngungsstation eine stationäre Ver-

.jüngungsmatrize, einen längs einer zur festen Achse des Revolverkopfes parallelen Achse hin- und her bewegbaren Auswerfstempel und eine ebenfalls längs dieser Achse bewegliche Plattform aufweist, wobei der Auswerfstempel und die Plattform durch Steuerkurven und Steuerkurvenabtaster bewegbar sind. Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung werden die Steuerkurven und die Steuerkurvenabtaster beständig durch Unterärucksetzungs-Einrichtungen in der Form entweder eines unter Druck stehenden

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pneumatischen Fluids, eines unter Druck stehenden hydraulischen Fluids oder einer Kombination dieser beiden Fluide aneinander in direkter Anlage gehalten. Die Unterdrucksetzungs-Einrichtungen zum Aufrechterhalten der Anlage zwischen den Steuerkurven und den Steuerkurvenabtastern üben auch einen Zentriereffekt zwischen der beweglichen Plattform und der Verjüngungsmatrize aus, und verringern somit die Möglichkeit einer Fehlausrichtung zwischen diesen beiden Teilen.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Behälter-Verjüngungseinrichtung auch eine Vorrichtung, die dazu dient, unter Druck stehendes Fluid auf den Behälter einwirken zu lassen, bevor irgend eine wesentliche Verformung des Metalls stattfindet. Die Unterdrucksetz-Vorrichtung für den Behälter besteht vorzugsweise aus einer Halte- bzw. Speicherkammer, die unmittelbar im Bereich der Verjüngungsmatritze positioniert ist und die vollständig unter Druck gesetzt wird, bevor der Behälter in die Verjüngungsmatrize eintritt. Die Unterdrucksetz-Vorrichtung umfaßt auch ein Ventil, das zwischen der Verjüngungsmatrize und dem Auswerfstempel eingeschlossen ist, so daß sich das unter Druck stehende Fluid nahe beim Behälter befindet und den Behälter vollständig unter Druck setzt, bevor der eigentliche Verjüngungsvorgang stattfindet. Das Ventil ist vorzugsweise ein ringförmiges Ventil, das einen integralen Bestandteil des Werkzeuges bildet und eine schnelle Unterdrucksetzung des Behälters bzw. der Dose ermöglicht, so daß die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschine erhöht werden kann. Die Speicherkammer ist ebenfalls vorzugsweise ringförmig, so daß eine große Menge von Fluid in den Behälter innerhalb eines kurzen Zeitraumes überführt

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Λ.

werden kann, wodurch die Produktionsgeschwindigkeiten weiter erhöht werden.

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BAD ORIfiffüÄf

Al.

Die¹ Ex'findung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung

beschrieben; in dieser zeigt:
5

Fig. 1 eine Verjüngungs- und Flanschtormungs-Einrichtung mit einem erfindungsgemäßen modulartigen Aufbau,

Fig. 2 die Querschnittsansicht von zwei Verjüngungstationen eines in Fig. 1 wiedergegebenen Moduls,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer der Verjüngungsstationen,

Fig. 4 eine vergrößerte Querschnitts-Teilansicht eines Verjüngungs-Werkzeuges,

Fig. 5 eine der Fig. 4 ähnliche Darstellung, die die Schritte wiedergibt, mit denen der Behälter in das Verjüngungs-Werkzeug hineinbewegt wird,

Fig. 6 eine der Fig. 5 ähnliche Darstellung, die die fertig verjüngten Behälter wiedergibt,

Fig. 7 eine Querschnitts-Teilansicht des Behälters

nach dem zweiten Verjüngungsvorgang,
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Fig. 8 eine der Fig. 7 ähnliche Darstellung die den Behälter nach dem dritten Verjüngungsvorgang wiedergibt,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines fertiggestellten, dreifach verjüngten und mit einem

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BAD'

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Flansch versehenen Behälters,

Fig. 10 eine vergrößerte Teilschnittansicht, die die Zentriervorrichtung für ein Hebeteil für Behälter an einer Station wiedergibt,

Fig. 11 eine Verjüngungs- und Flanschformungseinrichtung zur Ausbildung einer doppelten Verjüngung und eines Flansches an einem Behälter,

Fig. 12 eine Verjüngungs- und Flanschformungseinrichtung zur Ausbildung einer einzigen Verjüngung und eines Flansches an einem Behälter,

Fig. 13 eine schematische Darstellung, die eine Wiedergabe der Bewegung des Hebeteils für die Behälter und des inneren Formwerkzeuges wiedergibt,

Fig. 14 eine schematische Darstellung der Funktionen, die während einer Bewegung um den Funktionsbereich eines Verjüngungs-Revolverkopfes herum ablaufen,

Fig.

15a - h die Stufen der Bearbeitung beim Ausbilden eines dreifach verjüngten und mit einem Flansch versehenen Behälters,

Fig. 16 eine tabellarische Aufstellung, die die Flexibilität des Modul-Konzepts verdeutlicht und
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Fig. 17 die drei Verjüngungsvorgänge, die am oberen

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Ende des Behälters durchgeführt werden.

Fig. 1 zeigt in Draufsicht die gesamte Verjüngungsund Flanschformungs-Einrichtung, die zur Herstellung eines Behälters entwickelt wurde, der eine dreifache Verjüngung und einen nach außen gerichteten Flansch besitzt, wie dies jetzt weit verbeitet ist, da es die Menge von dickerem Metall verringert, die erforderlich ist, um das Ende des Behälters herzustellen. Der fertig dreifach verjüngte Behälter ist in Fig. 9 dargestellt.

Die Verjüngungs- und Flanschformungs-Einrichtung besteht aus einer Behälter-Zuführvorrichtung 20, die die Behälter einem ersten Übertragungsrad 22 zuführt. Das erste Übertragungsrad 22 liefert die Behälter zu einem ersten Verjüngungsmodul 24, durch den am Behälter eine erste Verjüngung erzeugt wird, wie dies noch beschrieben wird. Die Behälter mit der ersten Verjüngung werden dann einem zweiten Übertragungsrad 26 zugeführt, das die Behälter an einen zweiten Verjüngungsmodul 28 abgibt, durch den an dem Behälter eine zweite Verjüngung ausgebildet wird, worauf er an ein drittes Übertragungsrad 30 abgegeben wird. Die Behälter werden dann mit Hilfe von zwei Übertragungsrädern 34 und 36 zu einem dritten Verjüngungsmodul 32 bewegt. In dem dritten Verjüngungsmodul 32 wird eine dritte Verjüngung erzeugt und die Behälter werden dann durch ein weiteres Übertragungsrad 38 einem Flanschformungs-Modul 40 zugeführt, durch die am Behälter der nach außen gerichtete Flansch erzeugt wird; hierauf wird der Behälter an ein Übertragungsrad 42 abgegeben, das ihn an eine nicht dargestellte Ausgangs-Fördereinrichtung übergibt. „

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Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung, werden alle sich bewegenden Elemente der Verjüngungs- und Flanschformungs-Einrichtung durch eine einzige Antriebseinheit 44 angetrieben, die einen Motor mit ° veränderlicher Drehzahl umfaßt, der mit einem Ausgangsgetriebe 46 verbunden ist. Das Ausgangsgetriebe besitzt, eine nicht dargestellte Abtriebswelle, an der ein Zahnrad befestigt ist. Sowohl jedes der Übertragungsräder als auch die Verjüngungs- und Flanschformungs-Module besitzen Zahnräder, die miteinander kämmen und so eine synchronisierte kontinuierliche Antriebsvorrichtung zwischen der zentral angeordneten Antriebseineinheit und allen auf den einander gegenüberliegenden Seiten dieser Antriebseinheit befindlichen Komponenten zu bilden.

Der Antrieb mit veränderlicher Drehzahl ermöglicht

'eine automatische Erhöhung oder Verringerung der Geschwindigkeit der Module um die Menge von Behältern, die durch die Module strömen, an den Fluß im Rest der Behälter-Produktionslinie anzupassen. Die Antriebseinheit mit veränderlicher Drehzahl ermöglicht es auch der Bedienungsperson, die Einrichtung exakt einzustellen bzw. exakt weiterschalten zu lassen.

Die Verjüngungs- und Flanschformungs-Einrichtung besitzt auch geeignet gebogene Führungselemente 48 und 49, die sowohl jeder der Stationen als auch jedem Übertragungsrad zugeordnet sind.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung sind alle Module 24, 28, 32 und 40 in ihrem Rahmenaufbau im wesentlichen identisch, so daß sie austauschbar sind und weitere Einheiten hinzugefügt oder weggenommen werden können, je nachdem, welche Art von Behälter

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geformt bzw. hergestellt werden soll. Darüber hinaus besitzt jeder der Verjüngungsmoduln eine Vielzahl von in Umfangsrichtung im Abstand angeordneten beabstandeten, einzelnen, identischen Verjüngungs-Stationen, wobei in Fig. 1 fünfzehn solcher Stationen dargestellt sind; doch kann diese Anzahl vergrößert oder verkleinert werden. Die Einzelheiten einer jeden Verjüngungsstation werden weiter unten noch genauer beschrieben.

Jeder der Moduln besitzt, wie in Fig. 14 gezeigt, ein Beschickungssegment, ein Formungssegment, ein Abstreifsegment, ein Verweil/Ausstoß-Segment und ein Abgabesegment, wie dies noch genauer beschrieben wird.

Der Modul-Aufbau und die C-förmige Konfiguration besitzen eine Reihe von Vorteilen. Die Rahmenstruktur für jeden Modul ist identisch, so daß die Lagerhaltung von Teilen beträchtlich verringert werden kann. Auch alle Übertragungsräder besitzen einen identischen Aufbau, wodurch die Vorratshaltung von Teilen noch weiter verringert wird. Die C-förmige Grundrißform ermöglicht es einer einzigen Bedienungsperson in der Mitte, alle Moduln visuell ohne irgend eine Bewegung zu überwachen.

Rahmenkonstruktion

Wie oben erwähnt, sind alle Modul-Einheiten in ihrem

Aufbau identisch und 'jede von ihnen umfaßt einen Rahmen 50 (Fig. 2). Dieser Rahmen 50 besteht aus einem unteren Rahmenelement 52 das in Fig. 1 in Q5 Draufsicht wiedergegeben ist, und einem oberen Rahmenelement 54; die beiden Rahmenelemente sind

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22.

■*■ durch Säulen 56 miteinander verbunden.

Der Rahmen 50 kann in geeigneter Weise in der Produktionslinie in der erforderlichen Form abgestützt werden. Die Säulen 56 sind in geeigneter Weise mit den Rahmenelementen 52, 54 verbunden, so daß eine feste Struktur geschaffen wird, um die Genauigkeit der Ausrichtung der verschiedenen beweglichen Teile sicherzustellen, die weiter unten beschrieben werden.

Bei der Herstellung wird jedes Paar von unterem und oberem Rahmenelement 52, 54 als gepaarter Satz bearbeitet und gebohrt, um eine absolut genaue Ausrichtung zwischen den Rahmenelementen sicherzustellen, wenn sie mit den Säulen und einer Revolverkopfeinheit 70 zusammengebaut werden. Diese Genauigkeit der Vorrichtung ist wichtig, um beständig gleichförmig dünnwandige Behälter hoher Qualität herzustellen.

Revolverkopfanordnung

Der Rahmen 50 bildet einen Träger bzw. eine Lagerung für die Revolverkopfeinheit 70, die um ihren Umfang herum und in fester Relation zueinander eine Vielzahl von identischen Verjüngungsstationen 72 trägt. Die Revolverkopfeinheit umfaßt, wie in Fig. 2 dargestellt, einen unteren Revolverkopf 74 und einen oberen Revolverkopf 76. Der untere Revolverkopf 74 kann die Form einer hohlen zentralen Antriebswelle annehmen, die sich durch Bohrungen 80 und 82 in den Rahmenelementen 52 und 54 erstreckt und in geeigneten Lagern, wie z.B. dem Lager 84 drehbar gelagert ist. Der obere Revolverkopf 76 ist teleskopartig auf

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den unteren Revolverkopf 74 aufgesetzt und wird durch eine Keilvorrichtung 86 in der eingestellten Lage gehalten. Wenn die Vorrichtung geändert werden soll, um z.B. Behälter mit unterschiedlicher Höhe zu verjüngen, dann ermöglicht die Teleskopstruktur des unteren und oberen Revolverkopfes, daß diese beiden Teile genau in ihre neue Lage gebracht werden, ohne daß die Ausrichtung der Verjüngungsstationen geändert wird. Eine obere Nabe 110 bildet einen Träger für den oberen Teil der Verjüngungsstation und erstreckt sich radial vom oberen Revolverkopf 76 weg. In ähnlicher Weise erstreckt sich eine untere Nabe 112 vom unteren Revolverkopf 74 radial nach außen und trägt den unteren Teil der Verjüngungsstationen 72. Die Naben besitzen an ihrem äußeren Umfang ausgerichtete Teile, die als aufeinander abgestimmte Paare bearbeitet werden, um eine hohe Genauigkeit bei der Ausrichtung zwischen den oberen und den unteren Teilen der Verjüngungsstationen 72 sicherzustellen.

Verjungungsstationen

Eine Verjüngungsstation ist genauer in den Fig. 3 und 4 dargestellt, denen man entnimmt, daß sie einen unteren Hebeteil 130 für einen Behälter und einen oberen Formungs- oder Verjüngungsteil 132 umfaßt. Das untere Hebeteil 130 umfaßt einen äußeren Zylinder 140, der eine im allgemeinen kreisförmige Bohrung 142 aufweist, wobei ein Stempel oder Kolben 144 in der Bohrung 142 hin und her bewegbar ist. Das untere Ende des Kolbens 144 besitzt einen in Fig. 2 dargestellten Steuerkurvenabtaster 146, der eine Steuerkurve 148 abtastet,' welche auf dem unteren Rahmenelement 52 gelagert ist. Das obere Ende des

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Kolbens 144 bildet eine Behälterplattform 150 und wirkt mit dem Zylinder 140 zusammen, um eine Fluid-Zentriervorrichtung 154 zu bilden.

Der obere Verjüngungsteil 132 umfaßt, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt, ein einzelnes Verjüngungswerkzeug, das ein festes Verjüngungs-Matrizenelement 160 aufweist, das an einer hohlen Patrone bzw. Hülse 166 mit Hilfe einer Gewindekappe bzw. Überwurfmutter 164 befestigt ist. Die Hülse 166 besitzt eine Öffnung bzw. Bohrung 168, in der ein Kolben 170 hin und her bewegbar montiert ist. Das untere Ende des Kolbens 170 besitzt einen an ihm getragenen Auswerfstempel oder ein inneres Formwerkzeug 172.

Wie in Fig. 2 dargestellt, besitzt das obere Ende des Kolbens 170 einen drehbar an ihm gelagerten Steuerkurvenabtaster 180, der beständig an einer oberen Steuerkurve 182 anliegt, von der ein Diagramm in Fig. 13 mit dem Bezugszeichen 240 bezeichnet ist.

Vorrichtung zum Unterdrucksetzen der Behälter

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die erfindungsgemäße Verjüngungsvorrichtung eine besondere Vorrichtung zum Unterdrucksetzen der Behälter, mit deren Hilfe der Behälter automatisch vollständig unter Druck gesetzt wird, bevor beim Verjüngungsvorgang eine wesentliche Metallverformung stattfindet. Wie in Fig. 4 wiedergegeben, besitzt eine ringförmige Hülse 162 eine vergrößerte Nut 200 und eine dieser Nut zugeordnete Hülse 202, die mit der Nut eine ringförmige Kammer 204 bildet. Die ringförmige Kammer 204 steht über eine Leitung 206 mit einer Versorgungskammer 2 08 in Verbindung, die an der Nabe 110 der Revolverkopfeinheit 70 ausgebildet ist.

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Die obere ringförmige Kante des Verjüngungs-Matrizenelementes 160 und die obere Umfangskante des

Auswerfstempeis 172 wirken zur Bildung eines ring-5

förmigen Ventils 210 zusammen. Dieses ringförmige Ventil ist in Fig. 4 dargestellt und umfaßt eine obere horizontale Kante 212 des Verjüngungs-Matri zenelementes 160, die mit einer elastischen Dichtung

214 zusammenwirkt, die in einer Ringnut 216 an der 10

oberen Kante des Auswerfstempeis 172 sitzt. Der Auswerfstempel 172 besitzt einen oder mehrere Durchgänge 218, die eine Verbindung zwischen dem Inneren des Ver jüngungs-Matri zereleirentes mit dem

offenen Ende des Behälters herstellen, wenn das .

Ventil 210 geöffnet ist. Somit ist dann, wenn sich die Elemente 212 und 214 in der in Fig. 4 dargestellten Lage befinden, das Ventil 210 geschlossen und dichtet die Kammer 204 ab, wodurch verhindert wird, daß Fluid zu den Durchgängen 218

strömt.

Die Folge von Arbeitsschritten der Einrichtung zum Unterdrucksetzen der Behälter kann am besten unter Bezugnahme auf die Fig. 4, 5 und 6 dargelegt werden.

In der in Fig. 4 wiedergegebenen Ausgangsposition befindet sich der Behälter C in der untersten Stellung bezüglich dem Verjüngungs-Matrizenelement 160 und ist von diesem im Abstand angeordnet, während das Ventil 210 geschlossen ist und die als

Speicherkammer dienende, ringförmige Kammer 204 mit einer' vorbestimmten Menge von Druckluft und bei einem vorgegebenen Druck in ausreichendem Maße unter Druck gesetzt wird, um einen vorgegebenen Druck innerhalb des Behälters zu erzeugen, sobald die Druckluft oder das Pneumatik-Fluid aus der ringförmigen Kammer 204 in das Innere des Behälters C

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überführt wird. Hierauf wird die Behälterplattform 150 durch eine geeignete Ausbildung der Steuerkurve 148, wie in Fig. 2 gezeigt und in Fig. 13 aufgezeichnet, angehoben und über eine Strecke nach ° oben bewegt, die genügend groß ist, so daß der verjüngte untere Endteil des Verjüngungs-Matrizenelementes 160 in Eingriff treten und sich zu der Position bewegen kann, die auf der linken Seite von Fig. 5 wiedergegeben ist. Nachdem die Oberkante des Behälters sich an dem verjüngten Teil des Verjüngungs-Matrizenelementes 160 vorbeibewegt hat, wird der Auswerfstempel dazu veranlaßt, sich eine kleine Strecke nach oben zu bewegen, um in der auf der linken Seite von Fig. 5 dargestellten Position das Ventil 210 zu öffnen. All dies geschieht vor einer merklichen Verformung des Metalls um das obere offene Ende des Behälters C herum. Während dieser Zeit wird um die innere Oberfläche des Verjüngungs-Matrizenelementes 160 und die äußere Oberfläche des Behälters C herum eine pneumatische Dichtung ausgebildet. Die Ringform der als Speicherkammer dienenden Kammer 204 für das unter Druck stehende pneumatische Fluid stellt sicher, daß das gesamte Fluid schnell in den Behälter abgegeben wird, um den Behälter vollständig unter Druck zu setzen, bevor beim ersten Arbeitsschritt irgend eine wesentliche Metallverformung stattfindet.

In der Praxis sollte der Druck ausreichend groß sein, um die erforderliche Knickfestigkeit für die dünne Seitenwand des Behälters zu erzeugen. Mit den üblichen Wandstärken wurde festgestellt, daß ein Druck von ungefähr 689,5 bis 1.241 mb (10 - 18 psi) für eine raschen Verjüngungsvorgang angemessen ist. 35

Sobald sich der Behälter und der Auswerfstempel in

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dor im linken Teil von Fig. 5 dargostel 1 ton Position befinden, werden der Auswerfstempel und der Behälter zusammen nach oben im wesentlichen in die im rechten Teil von Fig. 5 dargestellte Lage bewegt, in der der Verjüngungsvorgang beginnt. Zu diesem Zeitpunkt steht der Behälter vollständig unter Druck, so daß die dünne Wand des Behälters in der Lage ist, den großen axialen Belastungen standzuhalten, die auf sie während des eigentlichen Verjüngungsvorgangs ■* ^ ausgeübt werden. Genauer gesagt, befindet sich der . Behälter unter höchster Druckbelastung, bevor irgend eine wesentliche Knickbelastung in der Seitenwand entwickelt wird.

Der Behälter und der Stempel werden dann im allgemeinen als eine Einheit aus der im rechten Teil von Fig. 5 dargestellten Position in die im linken Teil der Fig. 6 wiedergegebene Stellung bewegt, in der der fertig verjüngte Behälter in seiner ersten Stufe als fertig bearbeitet dargestellt ist. Der Behälter und der Auswerfstempel werden dann in der entgegengesetzten Richtung aus der im linken Teil von Fig. 6 dargestellten Position in die im rechten Teil wiedergegebene Lage bewegt, um den Behälter aus dem Verjüngungs-Matrizenelement herauszubewegen. Somit bleibt der Behälter während dieses Schrittes des Arbeitsablaufes in einem unter Druck gesetzten Zustand, bis der Behälter durch geeignete Mittel, wie z.B. durch Druckluft tatsächlich von dem Auswerfstempel wegbewegt wird. Die Relativbewegung zwischen dem Auswurfstempel und dem Behälter wird noch genauer weiter unten bei der Diskussion der Steuerkurvenanordnung zwischen der Plattform und dem Auswerfstempel beschrieben.

Nachdem der erste Verjüngungsvorgang abgeschlossen

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ist, wird der Behälter durch das Übertragungsrad 26 (Fig. 1) zum nächsten Modul bewegt, in welchem ein zweiter Verjüngungsvorgang durchgeführt wird, was zu einem zweifach verjüngten Behälter führt, wie er in Fig. 7 dargestellt ist. Der zweifach verjüngte Behälter wird dann durch die Übertragungsräder 30, 34 und 36, die ein Teil der Antriebsvorrichtung sind, zum dritten Verjüngungsmodul 32 bewegt, in welchem die dritte Verjüngung erzeugt wird, wie dies in Fig. 8 dargestellt ist. Die Sequenz der Behälterwandverformung und Flanschbildung ist in Fig. 15 wiedergegeben.

Der dreifach verjüngte Behälter wird dann durch das Übertragungsrad 38 zum Flanschformungs-Modul 40 bewegt, wo ein nach außen gerichteter Flansch erzeugt wird, was zu dem in Fig. - 9 dargestellten fertigen Behälter führt.

Steuerkurvenaufbau und -konfiguration

Wie oben erwähnt, sind die Konfiguration und der Aufbau der Steuerkurven 148 und 182 für das richtige Funktionieren der Einheit wichtig, das darin besteht, ein Verziehen der Behälter während des Verjüngungsvorganges zu verhindern. Es sei darauf hingewiesen, daß sich beide Steuerkurven 148 und 182 über den gesamten Umfang des kreisförmigen Weges der jeweiligen Verjüngungsstationen 72 erstrecken und freiliegende Oberflächen besitzen, die so ausgebildet sind, daß die gewünschte Bewegung des Behälters und/oder des Auswerfstempeis während eines jeden Zyklus oder einer jeden Umdrehung erzeugt wird.

Gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung besitzen die Steuerkurven 148 und 182 eine solche Konfiguration,

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daß die Bewegung des Behälters und des Auswerfstempels zur Folge hat, daß das Metall um das obere offene Ende eines Behälters C herum während des Verjüngungsvorganges in die Matrizen hineingezogen und/oder um den Auswerfstempel herum gestreckt wird. Dieser Vorgang verringert die Formbildungskräfte, die auf die dünne Wand des Behälters ausgeübt werden, um ein Zusammenbrechen der Seitenwand während des Formvorganges zu verhindern. Fig. 13 gibt, die grafisch gezeichnete Bewegung des Auswerfstempels durch die Kurve 24 0 für den ersten Verjüngungsvorgang wieder.

Eine Betrachtung des in Fig. 13 wiedergegebenen Diagramms zeigt, daß der gesamte Verjüngungsvorgang in einem Winkelbereich von ungefähr 100° der Bogenbewegung des Revolverkopfes längs seines kreisförmigen Weges stattfindet. Wie man der Fig. 13 entnimmt, beginnt, wie dies bei 242 wiedergegeben ist, der Behälter sich sofort beim 0°-Punkt auf der Zeichnung längs einer ansteigenden Kurve nach oben zu bewegen, die bis zu einem Punkt von ungefähr 50° der Revolverkopf-Drehung eine im wesentlichen konstante Steigung besitzt. Andererseits zeigt eine Betrachtung der Kurve 24 0 der Bewegung des Auswerfstempeis 172, daß während näherungsweise der ersten 15° der Drehbewegung der Auswerfstempel keinerlei Vertikalbewegung ausführt, wodurch das Ventil 210 bis zu dem Zeitpunkt in einer geschlossenen Stellung gehalten wird, zu dem die Oberkante des Behälters sich in einer Lage befindet, in der sie gerade jenseits des verjüngten Teils des Verjüngungs-Matrizenelementes 160 liegt, wie man dies der linken Seite von Fig. 5 entnimmt, so daß eine pneumatische Dichtung zwischen der äußeren Oberfläche des Behälters und der inneren Oberfläche der Verjüngungsmatri

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ze erzeugt wird.

Ungefähr am 15°-Punkt wird der Auswerfstempel oder das innere Formwerkzeug 172 dazu veranlaßt, sich geringfügig mit einer Geschwindigkeit nach oben zu bewegen, die wesentlich kleiner als die Bewegungsgeschwindigkeit des Behälters an diesem Punkt ist, um das Ventil 210 zu öffnen und den Behälter vollständig unter Druck zu setzen, bevor eine weitere Verformung auftritt. An einem Rotationspunkt von ungefähr 29° kann man erkennen, daß das Ansteigen des Auswerfstempeis gleich und geringfügig größer als das Ansteigen der Bewegung des Behälters wird, so daß sich der Auswerf stempel mit einer etwas größeren Geschwindigkeit nach oben bewegt als der Behälter. Mit anderen Worten ist die Geschwindigkeit V des Auswerfstempeis größer als die Geschwindigkeit V der Behälterwand. Der Geschwindigkeitsunterschied ermöglicht verringerte Druckanforderungen, da das Metall in der Seitenwand gestreckt und die Seitenwand des Behälters nach oben gezogen wird. Dies stellt sicher, daß derjenige Teil des Behälters, der zu diesem Zeitpunkt verformt wird, tatsächlich durch die relative Aufwärtsbewegung des Auswerfstempeis bezüglich des oberen Endes des Behälters in die Werkzeuganordnung hineingezogen wird, statt während des Verjüngungsvorganges nur nach innen hin verformt zu werden. Dies verringert die Möglichkeit eines Zusammenbrechens der Seitenwand oder anderer Fehler. Dies bildet den Verjüngungsvorgang .

Nachdem der Verjüngungsvorgang beendet ist, bewegt sich, während sich der Behälter in einer Verweilperiode befindet, der Auswerfstempel zum Behälter hin in eine Stellung, in der er sich nahe beim

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Bohälter befindet, diesen aber nicht berührt. Hierauf bewegen sich der Behälter und der Stempel mit gleichen Geschwindigkeiten, die so lange beibehalten werden, bis der Behälter von der Matrize
abgestreift wird. Zu diesem Zeitpunkt stößt die Druckluft im Behälter die Behälter vom Auswerfstempel' herunter und gegen die Plattform, bis der Behälter vom Auswerfstempel freikommt.

Gemäß einem wesentlichen Gesichtspunkt der Erfindung hat zumindest die in Fig. 2 untere Steuerkurve 148, die ein kreisförmiges Muster von 360° für die betreffenden Verjüngungsstationen 72 umfaßt, ein kleines Segment, das ohne weiteres entfernbar und rasch einsetzbar ist, um verschiedene Konfigurationen von Verjüngungsvorgängen in einer gegebenen Verjüngungsvorrichtung zu erzeugen. Beispielsweise hat, wie in Fig. 13 gezeigt, die 360°-Steuerkurve 148 ein Segment, das ungefähr 110° der Revolverkopf-Drehung umfaßt und das in seiner Position durch eine einzelne Befestigungsvorrichtung 149 (Fig. 2) festgehalten ist, so daß dieses Steuerkurvensegment einfach entfernt und ausgetauscht werden kann. Wie noch genauer weiter unten beschrieben wird, ist es somit dann, wenn eine andere Verjüngungskontur am oberen Ende des Behälters gewünscht wird, für den Mechaniker lediglich erforderlich, die Befestigungsvorrichtung 149 zu entfernen und das Steuerkurvensegment gegen ein Steuerkurvensegment auszutauschen, das eine gewünschte Konfiguration besitzt, die z. B. ein Verweilen in diesem Segment statt eines Verjüngungsvorganges hervorruft. Auch ermöglicht die Anordnung, daß das Segment austauschbar und nur durch einige Schrauben gehalten ist, es dem Mechaniker, die Steuerkurven in einigen Minuten zu entfernen und auszutauschen, wodurch die für ein Überwech-

- 31 BAD ORtGINAL

η.

sein von einer Steuerkurvenkonfiguration zu einer anderen erforderliche Zeit auf ein Minimum reduziert wird.

Der Fig. 14 kann man entnehmen, daß in ungefähr einem Drittel des Umlaufzyklus die gesamte Verjün7 gung stattfindet, daß ein weiteres Drittel ein Verweil segment ist, in dem das Unterdrucksetzen der Kammer stattfindet und daß in ungefähr einem Drittel . des Zyklus das Be- und Entladen stattfindet.

Fig. 13 zeigt die Steuerkurvenkonfiguration für alle Moduln in Abhängigkeit von dem erforderlichen Verjüngungsprofil. Somit wird eine Steuerkurve 242 in allen drei Moduln verwendet, wenn eine Dreifach-Ver jüngungs-Konf iguration ,'-,gewünscht wird, eine Steuerkurve 244 wird in zwei von drei Moduln gemeinsam mit einer Verweilsteuerkurve im dritten Modul verwendet, wenn eine doppelte Verjüngung durchgeführt wird, und eine Steuerkurve 24 6 wird in einem der drei Moduln zusammen mit einer Verweilsteuerkurve in den beiden anderen Moduln verwendet, wenn nur eine einzelne Verjüngung durchgeführt wird.

in Fig. 16 ist beispielsweise eine Tabelle wiedergegeben, die die Steuerkurven zeigt, die in jedem Modul für jede gewünschte Kombination von Behälter-Verjüngungen erforderlich sind. Dort sind die Steuerkurven aufgelistet, die zur Erzeugung einer solchen Form notwendig sind, die einer ausgewählten Konfiguration der Behälterverjüngung entspricht. In Fig. 17 kann man sehen, daß es möglich ist, Behälter mehrfach mit variierenden Körper-Durchmessern zu verjüngen, ohne irgend ein Werkzeug in den Moduln zu ändern. Beispielsweise kann man der obersten Zeile der Tabelle entnehmen, daß zur Erzeugung einer

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BAD

Κ Λ a β ·

3 V

einzigen Verjüngung an einer Dose mit einem Durchmesser von 68,257 mm (2 11/16") die 211-209-Einzel-Verjüngungs-Steuerkurve in das erste Modul eingebaut wird, während das zweite und das dritte Modul mit Verweilsteuerkurven besetzt werden. Ist es andererseits erwünscht, eine einzige Verjüngung an einer Dose mit einem Durchmesser von 62,701 mm (2 15/32") zu erzeugen, dann werden der erste und zweite Modul mit Verweilsteuerkurven ausgerüstet, während der dritte Modul eine Einzelverjüngungs-Steuerkurve erhält. Die Einzelverjüngungs-Steuerkurve, die in diesem Fall im dritten Modul verwendet wird, ist effektiv dieselbe wie diejenige, die im ersten Modul verwendet wird, um im ersten Modul eine Dose mit einem Durchmesser von 68,26 mm einfach zu verjüngen. In ähnlicher Weise kann jede Verweil-, Doppelverjüngungs- und Dreifachverjüngungs-Steuerkurve gegen jede andere Steuerkurve ausgetauscht werden.

Der Austausch der Steuerkurven kann in einigen Minuten durchgeführt werden, um die Umrüstzeit der Dosen-Herstell-Anlage zu minimieren. Diese Zeit wird weiterhin dadurch verringert, daß eine schnell lösbare Befestigungsvorrichtung 149 Verwendung findet.

Schmier-, Druck- und Zentrier-Vorrichtungen

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Verjüngungs- und Flanschformungsvorrichtung einen neuen und besonderen Schmier-, Druck- und Zentriermechanismus, um gleichzeitig alle Bestandteile miteinander axial ausgerichtet zu halten und um auch die Steuerkurvenabtaster in einem beständigen und konstanten Eingriff mit der zugehörigen

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BAD

Steuerkurve zu halten, ohne daß irgendwelche zwei ton Gruppen von Steuerkurvenabtastern erforderlich sind, die bisher benötigt wurden, um eine einwandfreie Bewegung der Steuerkurvenabtaster bezüglich der Steuerkurven sicherzustellen. Die Schmier- und Selbstzentrier-Vorrichtung wird unter Bezugnahme auf Fig. 10 in Verbindung mit der unteren oder Plattform-Einheit beschrieben, die oben erläutert wurde.

Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 10 sei darauf hingewiesen, daß die kreisförmige Bohrung 142 für den Kolben 144 an ihrem oberen Ende einen Abschnitt 310 mit verringertem Querschnitt und an ihrem unteren Ende einen Abschnitt 312 mit geringfügig vergrößertem Querschnitt besitzt, wobei eine ringförmige Vertiefung 314 am unteren Ende des Abschnitts 310 mit verringertem Querschnitt angeordnet ist. Eine Ringdichtung 316 ist in der ringförmigen Vertiefung angeordnet, um den Abschnitt 310 mit verringertem Querschnitt und den Abschnitt 312 mit vergrößertem Querschnitt so voneinander zu trennen, daß sie eine erste und zweite Kammer bilden. Geeignete zusätzliche Dichtungen 320 und 322 sind an den oberen und unteren Enden der Bohrung 142 angeordnet und stehen mit dem Kolben 144 in Eingriff, so daß die Bohrung in zwei Kammerabschnitte unterteilt ist.

Druckluft wird von einer geeigneten Quelle einem Ventil 330 am oberen Ende der Revolverkopfeinheit 70 zugeführt, das mit dem unteren Revolverkopf 74 ausgerichtet ist, der einen feststehenden Teil und einen drehbaren Teil besitzt. Somit wird Druckluft durch eine ringförmige Kammer 332 an eine Vielzahl von Leitungen 334 geliefert, deren Anzahl gleich der Anzahl von Stationen an der Revolverkopfeinheit 70

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β « a β ft β λ » β » β · ·· β ·

SS.

ist. Das untere Ende der Leitung 334 ist mit einer Bohrung 336 verbunden, die sich durch die untere Nabe 112 erstreckt, um eine Verbindung mit dem Abschnitt 310 mit verringertem Durchmesser der Bohrung 142 herzustellen. In ähnlicher Weise besitzt der Kolben 144 einen Teil 340 mit geringfügig verringertem Durchmesser, so daß eine Schulter 342 gebildet wird, die im oberen Abschnitt 310 positioniert ist.
10

Der Drehschieber bzw. das Drehventil 330 steuert auch den Strom von Hydraulikfluid durch eine axiale

• Bohrung 343, die mit der Mitte der als hohle Welle ausgebildeten unteren Revolverkopf 74 fluchtet, welcher mit einer Leitung 344 in Verbindung steht, die ihrerseits Hydraulikfluid einer Öffnung 346 zuführt, die in der unteren Nabe 112 des Revolverkopfes angeordnet ist. Die Öffnung 346 steht mit einer kleinen ringförmigen Kammer in Verbindung, die zwischen der äußeren Umfangsflache des Kolbens 144 und dem vergrößerten Abschnitt 312 eingeschlossen ist.

Man sieht, daß bei der bisher beschriebenen Anordnung eine kontinuierliche Zufuhr von Druckluft durch die Leitung 344 beständig eine nach unten gerichtete Kraft auf die Schulter 342 erzeugt, um eine ständige Berührung zwischen den Steuerkurvenabtastern 146 und der Steuerkurve 148 unabhängig von der Lage des Drehkopfes bezüglich der Steuerkurve aufrechtzuerhalten. In entsprechender Weise erzeugt ein beständig unter Druck stehendes pneumatisches Fluid in der Leitung 334 und der Bohrung 336 eine Zentrierwirkung, um den Kolben 144 beständig bezüglich des äußeren Zylinders 140 zu zentrieren. In dieser Hinsicht erzeugt das beständige Unterdrucksetzen von

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BAD OBK3INAL; ~ :

Hydraulikfluid in der Leitung 344 und der Öffnung 346 einen beständigen Zentriereffekt zwischen dem unteren Teil des Kolbens 144 und des Zylinders 140. Darüber hinaus wirkt die Pneumatikfluid-Zentriereinrichtung auch als Luftfeder, die dazu dient, Stöße am Ende der Bewegungsbahn des Behälters nach unten zu absorbieren. Anders ausgedrückt, das unter Druck stehende hydraulische und pneumatische Fluid erzeugt einen Druckmantel um den Kolben herum, so ^O daß es nicht erforderlich ist, sich auf eine mechanische Ausrichtung zu verlassen.

Dieselbe Schmiervorrichtung, die als Selbstzentiervorrichtung für den oberen und den unteren

lö Kolben verwendet wird, kann in ähnlicher Weise als automatische Schmiervorrichtung für die verschiedenen Bestandteile im System verwendet werden. Z.B. kann eine ringförmige Öffnung bzw. ein ringförmiger Hohlraum 350 in dem Kolben 144 vorgesehen und mit der kleinen ringförmigen Kammer verbunden werden, die von dem vergrößerten Abschnitt 312 der Bohrung 142 gebildet wird, um eine Schmierung für die Steuerkurvenabtaster und die Steuerkurve bei einer kontinuierlichen Strömungsgeschwindigkeit herzustellen.

Flanschformungs-Einheit

Der Flanschf ormungs-Modul 40 kann eine Reihe verschiedener Formen annehmen, doch ist er vorzugsweise von einer Art, die den selben Grundrahmen besitzt und somit mit jedem der anderen Rahmen aus der in Fig. 1 wiedergegebenen Einrichtung austauschbar ist.

Da dor Flanschformungs-Modul keinen Teil der Erfindung bildet, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet. Der Vollständigkeit halber sei jedoch

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BAD

darauf hingewiesen, daß ein F] anschformungs-.Modu] , der unter der Bezeichnung Modell 760 Necker-Necker-Flanger hergestellt und vertrieben wird, ohne weiteres in die Verjüngungs- und Flanschformungs-Einrichtung gemäß der Erfindung einbezogen werden kann.

Andere Grund-Systeme

Das Modulsystem ermöglicht die Entwicklung von Systemen zur Herstellung von Behältern, die einen einfach verjüngten Teil, einen zweifach verjüngten Teil oder einen dreifach verjüngten Teil aufweisen.

Die Fig. 11 und 12 zeigen die Vielseitigkeit des erfindungsgemäßen Systems von Moduln mit im wesentlichen identischem Aufbau und einer einzigen Antriebseinheit als Energiequelle für das gesamte System.

ι"

Ein Vergleich zwischen Fig. 11 und Fig. 1 zeigt, daß das in Fig. 1 in Draufsicht wiedergegebene System für eine Verwendung bei der Herstellung von Behältern konstruiert ist, die eine Dreifachverjüngung und einen Flansch besitzen, wobei die einzige Antriebseinheit 44 verwendet wird. Das gesamte System der Moduln kann anders angeordnet werden, um einen einzigen Verjüngungs- und Flanschformungs-Vorgang zu bewirken, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist. Beispielsweise könnte das System zunächst so angeordnet werden, daß durch die Verwendung von zwei Moduln einfach verjüngte Behälter hergestellt werden, wobei der eine ein Verjüngungsmodul 28 und der zweite ein Flanschf ormungs-Modul 40 ist und eine Antriebseinheit 44 zwischen diesen beiden Moduln angeordnet ist. Mit einer solchen Anordnung können

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IS.

ohne weiteres einfach verjüngte Behälter unier Verwendung vun zwei gemäß der Erfindung aufgebauten Moduln hergestellt werden.

° Wenn wirtschaftliche Bedingungen zusätzlichen Kapitalaufwand rechtfertigen, kann das in Fig. 12 dargestellte Einfach-Verjüngungs-System ohne weiteres dadurch in ein in Fig. 11 dargestelltes Zweifach-Verjüngungs-System umgewandelt werden, daß ein zusätzlicher Modul 24 gekauft wird, der mit Ausnahme der Steuerkurvenkonfiguration mit dem ursprünglichen Modul 28 identisch ist, so daß zweifach verjüngte Behälter mit derselben Grundeinheit hergestellt werden können. Wenn zu irgend einem Zeitpunkt die Forderungen des Kunden es nötig machen, für einen kurzen Zeitraum einen einfach verjüngten Behälter herzustellen, kann der in Fig. 11 wiedergegebene Modul 24 in einen Verweil-Modul umgewandelt werden, wodurch das System von einer Herstelleinrichtung für zweifach verjüngte Behälter in eine Herstelleinrichtung für einen einfach verjüngten Behälter umgewandelt wird. In entsprechender Weise kann die in Fig. 1 dargestellte Herstelleinrichtung für dreifach verjüngte Behälter zu jedem Zeitpunkt in eine Herstelleinrichtung für einfach verjüngte, zweifach verjüngte oder dreifach verjüngte Behälter umgerüstet werden, wobei diese Umrüstung nur eine Angelegenheit von wenigen Minuten ist, da lediglich ein einziges Steuerkurvensegment an den betreffenden Moduln ausgetauscht werden muß.

Zwar wurde die Erfindung bei den obigen Ausführungs-. beispielen für eine einfache, zweifache oder dreifache Verjüngung beschrieben, doch können die erfindungsgemäßen Prinzipien auch ohne weiteres eingesetzt werden, um fünf oder mehr Durchmesser-Ver-

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ΠΟΙΓΪΙΚΓΔΊ'

ringcrunqen oder Verformungpschritto durchzuführen.

BAD

Claims

J) J PL·. - 1 N Ci. 1ΙΛΝ S AV. Ci H OK N I N (i

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N 1-7

NATIONAL CAN CORPORATION

8101 West Higgins Road,

Chicago, Illinois 60631, U.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum Verjüngen

,,".' ■■--r,■ «-■-■ " von Behältern

Patentansprüche

( 1A Einrichtung zum Verjüngen von Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Modul-System zum schrittweisen Verjüngen von Behältern mit offenem Ende aufgebaut ist, das eine Vielzahl von im wesentlichen identischen Moduln (24, 28, 32) umfaßt, von denen jedes eine Vielzahl von Stationen (72) besitzt, daß jede Station (72) durch mittels Steuerkurven (148, 182) bewegbare Verjüngungsvorrichtungen 'besitzt und daß die Steuerkurven (148, 182) einfach entfernbar und austauschbar sind, um die Verjüngungs-Konfiguration der Behälter zu verändern.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Flanschformungs-Modul (40) umfaßt, wobei jede Station dieses Moduls (40) Vorrichtungen zur Erzeugung von nach außen

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gerichteten Flanschen an den offenen Enden der Behälter umfaßt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Modul (24, 28, 32, 40)einen Revolverkopf (70) umfaßt, der um eine feste Achse drehbar ist, daß die Stationen (72) um den Umfang des Revolverkopfes (70) herum positioniert sind, und daß die Einrichtung Behälter-Überführungsvorrichtungen (22,26,30,34,36,38) für den Transport der Behälter zwischen den Revolverköpfen (70) aufweist.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß drei funktionsmäßig identische Moduln (24, 28, 32) vorgesehen sind, von denen jeder ein anderes Werkzeug zur Durchführung von drei getrennten Verjüngungsvorgängen zur Herstellung von Behältern mit einer dreifachen Verjüngung aufweist.
5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwei im wesentlichen identische Moduln (24, 28) vorhanden sind, die an jeder Station (72) Verjüngungsvorrichtungen besitzen, um einen Behälter mit einer doppelten Verjüngung zu erzeugen.
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Antriebseinheit (44) mit veränderbarer Geschwindigkeit für alle Revolverköpfe (70) und Transportvorrichtungen (22,26,30,34,36,32) vorgesehen ist.
7. Einrichtung zum Verjüngen von Behältern, dadurch

Z-

gekennzeichnet, daß sie folgende Bestandteile umfaßt: einen drehbaren Revolverkopf (70), der eine Vielzahl von im wesentlichen identischen Verjüngungsstationen (72) aufweist, von denen jede eine Verjüngungsmatrize (160), einen Auswerfstempel (172), der bezüglich der Matrize (160) hin und her bewegbar ist, eine Plattform (150), die gegenüber der Matrize (160) hin und her bewegbar ist,sowie an jeder Station (72) eine Vorrichtung zum Unterdrucksetzen umfaßt, die eine Speicherkammer (204) in der Nähe einer jeden Verjüngungsstation (72), Vorrichtungen (208, 206) zum Zuführen von unter Druck stehendem Fluid zu jeder Speicherkammer (204) und

.15 Druck-Verbindungsvorrichtungen (218) aufweist, die sich von der Speicherkammer (204) zur Matrize (160) und zum Stempel (172) erstrecken, um unter Druck stehendes Fluid von der Speicherkammer (204) zu einem Behälter (C) zu leiten, wenn sich dieser auf der Plattform (150) befindet.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsvorrichtung eine Verteilerkammer (208) über der Verjüngungsmatrize (160) umfaßt, die in Druckverbindung mit der Speicherkammer (204) steht und daß Leitungen

(218) in dem Stempel (172) vorgesehen sind, die

die Verteilerkammer (208) in Druckverbindung mit dem Behälter (C) setzen, wenn sich der Stempel (172) und die Matrize (160) in einer vorbestimmten Position befinden.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerkammer ringförmig ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolverkopf (70) einen festen Zylinder (140) an jeder Verjüngungsstation (72) umfaßt, daß die Plattform (144, 150) in diesem Zylinder (14 0) hin und her bewegbar ist und daß eine Zentriervorrichtung (154) zwischen dem Zylinder (140) und der Plattform (144, 150) vorgesehen ist.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentriervorrichtung (154) unter Druck stehendes Fluid umfaßt.
12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel umfaßt, die eine ringförmige Kammer zwischen dem Zylinder (140) und der Plattform (144, 150) bilden, daß eine Trennvorrichtung (314, 316) die ringförmige Kammer in einen oberen und einen unteren Abschnitt (310, 312) unterteilt, daß die Zentriervorrichtung (154) Mittel (330,343,344,346) zum Zuführen von unter Druck stehendem hydraulischen Fluid zu einem (312) der Abschnitte und Mittel (330,332,334,336) zum Zuführen von pneumatischem Fluid zum anderen (310) der beiden Abschnitte der Kammer umfaßt.
13. Einrichtung zum Verformen von Behältern, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch ein festes Element (140) eine durchgehende Bohrung (142) erstreckt, in der ein bewegliches Element (144) hin und her bewegbar ist, daß die Einrichtung einen Steuerkurvenabtaster (146) an dem einen Ende des beweglichen Elementes (144) aufweist, daß eine Steuerkurve (14 8) im Abstand von dem

«5.

festen Element (140) angeordnet ist und daß durch Vorrichtungen für ein unter Druck stehendes Fluid in der Bohrung (142) der Steuerkurvenabtaster (146) an der Steuerkurve (148) anlie- ° gend gehalten ist. .,
14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Fluid das bewegliche Element (144) in der Bohrung (142) zentriert hält.
15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (142) langgestreckt und kreisförmig ist und daß das unter Druck stehende Fluid unter Druck stehendes pneumatisches Fluid im Bereich des einen Endes der Bohrung (142) und unter Druck stehendes hydraulisches Fluid im Bereich des gegenüberliegenden Endes der Bohrung (142) umfaßt.
16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Bohrung (142) vertikal erstreckt und daß das bewegbare Element (144) einen Behälterträger (150) an seinem oberen Ende zum Tragen des Behälters aufweist.
17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungsvorrichtungen (350) zwischen dem unter Druck stehenden hydraulischen Fluid und dem Steuerkurvenabtaster (146) vorgesehen sind, um den Steuerkurvenabtaster (146) automatisch mit Hydraulikfluid zu schmieren.
18. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin folgende Bestandteile umfaßt: eine feste Verjüngungmatrize (160),

die im Abstand von dem festen Element (144) angeordnet und gegenüber diesem ausgerichtet ist, einen Zylinder (166), der sich von der Verjüngungsmatrize (160) weg erstreckt, einen Kolben (170), der einen Stempel (172) an dem einen Ende und einen Steuerkurvenabtaster (180) am gegenüberliegenden Ende aufweist und in der Bohrung (168) hin und her bewegbar ist, eine Steuerkurve (182), die gegenüber dem Steuerkurvenabtaster (180) ausgerichtet ist und eine Vorrichtung für unter Druck stehendes Fluid in dem Zylinder (166), die dazu dient, den Steuerkurvenabtaster (180) an der Steuerkurve (182) anliegend und den Kolben (170) im Zylinder (166) zentriert zu halten.
19. Einrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für unter Druck stehendes Fluid unter Druck stehendes pneumatisches Fluid umfaßt, daß das bewegliche Element (144) eine Behälterplattform (150) aufweist, die dazu dient, einen Behälter zur Verjüngungsmatrize (160) hin zu bewegen und daß weiterhin Vorrichtungen vorgesehen sind, die dazu dienen, den Behälter (C) unter Druck zu setzen, bevor irgend eine wesentliche Verformung des Behälters eintritt.
20. Einrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Unterdrucksetzen des Behälters (C) eine Quelle für unter Druck stehendes Fluid und eine ringförmige Kammer (204) umfassen, die den Stempel (172) umgibt, daß der Stempel (172) gemeinsam mit der Verjüngungsmatrize (160) ein ringförmiges Ventil (210) umgibt, so daß eine Bewegung des

Stempels (172) die ringförmige Kammer (204) mit dem Behälter (C) in Verbindung setzt.
21. Einrichtung zum Verjüngen der offenen Enden von Metallbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Bestandteile umfaßt: eine Tragvorrichtung, einen Revolverkopf (70), der auf der Tragvorrichtung drehbar ist und eine Vielzahl von im wesentlichen identischen Verjüngungssta-¹^ tionen (72) aufweist, die in der Nähe von und um seine Peripherie herum angeordnet sind, wobei jede Verjüngungsstation (72) folgende Teile aufweist:

a) eine ringförmige Verjüngungsmatrize (160) an dem Revolverkopf (70),

b) einen Auswurfstempel (172), der in der Verjüngungsmatrize (160) hin und her bewegbar ist,

c) Vorrichtungen zum Hin- und Herbewegen des Stempels (172) in der Verjüngungsmatrize

(160), die einen ersten Steuerkurvenabtaster (180) umfassen,

d) eine Plattform (150), die im Abstand von der Verjüngungsmatrize (160) angeordnet und gegenüber dieser ausgerichtet ist und

e) eine einen zweiten Steuerkurvenabtaster (14 6) umfassende Vorrichtung zum Hin- und Herbewegen der Plattform (150) gegenüber der Verjüngungsmatrize (160), wobei die Tragvorrichtung eine erste Steuerkurve

(182) an der alle ersten Steuerkurvenabtaster (180) anliegen und eine zweite Steuerkurve (148) aufweist, die wenigstens ein Segment besitzt, das zur Änderung der Bewegungsweite der Plattform (150) ent

fernbar und austauschbar ist.

V *
22. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß sie Vorrichtungen für unter Druck stehendes pneumatisches Fluid umfaßt, die dazu dienen, die ersten Steuerkurvenabtaster (180) an der ersten Steuerkurve (182) in Anlage zu halten.
23. Einrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Hin- und Herbewegen des Stempels (172) in der Verjüngungsmatrize (160) einen Kolben (170) und einen Zylinder (16 5) umfassen und daß das unter Druck stehende pneumatische Fluid auch die Kolben (170) und Zylinder (166) zentriert hält.
24. Einrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß jede Vorrichtung zum Bewegen der Plattform (150) einen zweiten Zylinder (140) und einen zweiten Kolben (144) umfaßt und daß das unter Druck stehende pneumatische Fluid den zweiten Kolben (144) in dem Zylinder (140) zentriert und die zugehörigen zweiten Steuerkurvenabtaster (146) in Anlage an der zweiten Steuerkurve (148) hält.
25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß sie Vorrichtungen für unter Druck stehendes Hydraulxkfluxd umfaßt, die mit den Vorrichtungen für unter Druck stehendes Pneumatikfluid zusammenwirken, um die Kolben (144) in den Zylindern (140) zentriert zu halten.
26. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß jede Verjüngungsstation (72)

«I.

Vorrichtungen zum Unterdrucksetzen der Behälter (c) umfaßt, die aus einer Kammer (204) bestehen, die den Stempel (172) umgibt, wobei Ventilvorrichtungen (210) von dem Stempel (172) und der Verjüngungsmatrizen-Öffnung umgeben sind, um während der Anfangsbewegung des Stempels (172) bezüglich der Verjüngungsmatrize (160) die Kammer (204) mit einem offenen Bereich in der Verjüngungsmatrize (160) in Verbindung zu set-

zen.
27. Einrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sie Vorrichtungen umfaßt, die dazu dienen, vor der Anfangsbewegung des Stempels

(172) jede Kammer (204) der Reihe nach unter Druck zu setzen, wobei diese Kammer dann als Speicherkammer wirkt.
28. Einrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Steuerkurve (182, 148) so-ausgebildet sind, daß sie zunächst bewirken, daß die Plattform (150) den Behälter (c) in Eingriff mit der Verjüngungsmatrize (160) bewegt, um dann zu bewirken, daß sich der Stempel (172) so bewegt, daß er die Ventilvorrichtung (210) öffnet, und um schließlich den Stempel (172) zu veranlassen, sich mit einer geringfügig größeren Geschwindigkeit als der Behälter (c) zu bewegen, um das Metall um das offene Ende herum zu strecken.
29. Verfahren zum Verjüngen eines offenendigen dünnwandigen Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Behälter (c) mit seinem offenen Ende zu einer relativ feststehenden Verjüngungsmatrize (160) und einem in der Verjün-

w W · » ■ · I

AO-

gungsmatrize (160) beweglichen Stempel (172) hin bewegt wird, wodurch die Behälterwand zwischen dem Stempel (172) und der Matrize (160) in Eingriff kommt und daß dann im wesentlichen gleichzeitig der Stempel (172) in dieselbe Richtung wie der Behälter (c) bewegt wird, wobei sich der Stempel (172) mit einer größeren Geschwindigkeit als der Behälter (c)

bewegt, so daß das Behälterende verformt wird.
10
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß eine Dichtung zwischen dem offenen Ende des Behälters (c) und der Matrize (160) ausgebildet wird und daß der Behälter (c) unter Druck gesetzt wird, bevor irgend eine merkliche Verformung der Behälterwand auftritt.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorgegebene Menge von Fluid mit einem vorgegebenen Druck direkt in der Nähe der Verjüngungsmatrize (160) gespeichert wird und daß dieses Fluid durch die Anfangsbewegung des Stempels (172) freigegeben wird.
32. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung ein Strecken der Behälterwand umfaßt.
33. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung ein Ziehen der Behälterwand umfaßt.
34. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung den Schritt umfaßt, daß die Behälterwand mit dem Stempel (172) in die Verjüngungsmatrize (160) hineingezogen wird.

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