DE3751644T3

DE3751644T3 - Verfahren und Vorrichtung zum Einhalsen von Behältern

Info

Publication number: DE3751644T3
Application number: DE3751644T
Authority: DE
Inventors: William T. Ames; Antonio Caleffi; Dietrich K. Naggert; Edward S. Traczyk
Original assignee: Rexam Beverage Can Co
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 2003-01-02
Anticipated expiration: 2007-07-03
Also published as: AU6988091A; DE3751644T2; EP0343159B1; EP0537772B1; AU6988291A; AU7643287A; DE3785765D1; WO1988005700A1; AU6988191A; US4774839A; AU629092B2; ATE131757T1; AU6988391A; AU608762B2; JP2676209B2; KR880009708A; DE3751888D1; AU629091B2; NZ223421A; AU6987991A

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung betrifft im Allgemeinen ein verbessertes Verfahren zum Einhalsen und Flanschen zweiteiliger Behälter.

Hinterrund / Stand der Technik

Zweiteilige Dosen sind der gebräuchlichste Typ von Metallbehältern, die in der Bier- und Getränkeindustrie, und auch zur Aerosol- und Lebensmittelverpackung verwendet werden. Sie werden gewöhnlich aus Aluminium oder verzinntem Stahl geformt. Die zweiteilige Dose besteht aus einem ersten zylindrischen Dosenkörperabschnitt mit einer integralen unteren Endwand und einem zweiten separat geformten oberen Endplattenabschnitt, der nachdem die Dose gefüllt wurde, darauf doppelt gefalzt wird, um das offene obere Ende des Behälters zu verschließen.
Eine wichtige wettbewerbsträchtige Aufgabe ist es, das Gesamtgewicht der Dose soweit wie möglich zu reduzieren, während deren Stärke und Ausführung in Übereinstimmung mit industriellen Anforderungen aufrechterhalten bleiben. Für mit Druck beaufschlagte Inhalte, wie z. B. alkoholfreie Getränke oder Bier, muß die Endplatte aus einem Metall mit einer Meßstärke, die in der Größenordnung von zumindest zwei mal der Stärke der Seitenwand ist, hergestellt werden. Folglich sollte, um das Gesamtbehältergewicht zu minimieren, die zweite Endplatte diametral so klein wie möglich sein und dennoch die strukturelle Intaktheit des Behälters, die Funktionalität des Endes und auch die ästhetisch ansprechende Aufmachung der Dose aufrechterhalten.
In den meisten Fällen weisen Behälter für Bier und kohlensäurehaltige Getränke einen Außendurchmesser von 68.26 mm (2-11/16 Zoll) (bezeichnet als ein 211er-Behälter) auf und werden reduziert bzw. verringert zu offenen Enddurchmessern von (a) 65.09 mm(2-9/16 Zoll) (bezeichnet als ein 209er-Hals) typischerweise in einem Einzel-Einhalsverfahren für ein 209-Ende; oder (b) 62.71 mm (2-(7.5)/16) (bezeichnet als ein 207¹/&sub2;er-Hals) typischerweise in einem Doppelhalsverfahren für ein 207¹/&sub2;er-Ende; oder (c) 60.34 mm (2-6/16) (bezeichnet als ein 206er-Hals) in einem dreifach oder vierfach Einhalsverfahren für ein 206er-Ende. Für die Zukunft wird erwartet, daß gerade kleine Durchmesserenden verwendet werden, wie z. B. 57.16 mm (204), 53.89 mm (202), 50.8 mm (200) oder kleiner. Zudem verwenden verschiedene Füllvorrichtungen Dosen mit variierender Halsgröße. Deshalb ist es für den Dosenhersteller sehr wichtig seine Einhalsmaschinen und -vorgänge schnell von einer Halsgröße auf eine andere zu adaptieren.
Bis vor kurzem umfasste der Prozeß, der verwendet wurde, um den Durchmesser des offenen Endes von zweiteiligen Behältern zu reduzieren, um kleinere Durchmesser der zweiten Endplatten anzupassen, typischerweise einen Matritzeneinhalsvorgang, wobei das offene Ende sequentiell durch einen, zwei, drei oder vier Matritzensätze geformt wurde, um entsprechend einen einfach, zweifach, dreifach oder vierfach gehalsten Aufbau herzustellen. Beispiele solcher Vorschläge sind in den US-Patenten Nr. 3,687,098; 3,812,896; 3,983,729; 3,995,572; 4,070,888 und 4,519,232 offenbart. Man wird in diesen Fällen bemerken, daß in jedem Matrizeneinhalsvorgang eine sehr ausgeprägte umlaufende Stufe oder Rille geformt wird. Diese gestufte Rillenanordnung wurde von verschiedenen Bier- und Getränkehändlern, aufgrund der Beschränkungen der Ettiketierfläche und Füllkapazität, als kommerziell nicht zufriedenstellend erachtet.
In einem Bestreben den Verlust an Volumen oder Füllkapazität, der von der gestuften Rillenkonfiguration des Behälters resultierte, auszugleichen sind Bestrebungen in Richtung der Eliminierung einiger Stufen oder Rillen in einem Behälterhals unternommen worden. So offenbart das US-Patent Nr. 4,403,493 ein Verfahren zum Einhalsen eines Behälters, worin ein Kegel in einem ersten Einhalsvorgang geformt wird und dieser verjüngte Abschnitt nachgeformt und vergrößert wird, während der Winkel des Kegels vergrößert wird. Ein zweiter Stufen- oder Rillenhals wird dann zwischen dem Ende des verjüngten Abschnitts und dem reduzierten zylindrischen Hals geformt.
US-Patent Nr. 4,578,007 offenbart ebenfalls ein Verfahren zum Einhalsen eines Behälters in einem multiplen Einhalsverfahren, um eine Vielzahl von Rillen herzustellen. Der eingehalste Abschnitt wird dann mit einer externen formenden Walzvorrichtung nachgeformt, um zumindest einige der Rillen zu eliminieren und einen kegelstumpfförmigen Abschnitt mit einer im wesentlichen gleichmäßigen nach innen gewölbten Wandsektion, die den eingehalsten Abschnitt definiert, herzustellen.
In jüngster Zeit haben Bier- und Getränkehändler eine Halskonstruktion bevorzugt, die eine relativ glatte Halsform zwischen z. B. der 206er [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]-Öffnung und dem 211er [68.26 mm (2-11/16 Zoll)] Dosendurchmesser aufweist. Diese glatte Dosenhalskonstruktion wird durch einen Rollen-Einhalsprozeß und eine Vorrichtung wie z. B. im US-Patent Nr. 4,058,998 und WO 82/00785 gezeigt, hergestellt, gemäß denen der Oberbegriff des Anspruchs 1 formuliert wurde.
Aus verschiedenen Gründen glaubte die Dosenherstellungsindustrie, daß Rolleneinhalsen das einzige Verfahren zur Herstellung einer glatten Halskonfiguration sei. Die Anmelder haben jedoch herausgefunden, daß gegenwärtig erhältliche Rolleneinhalsvorrichtungen und ihr Verfahren nicht gänzlich zufriedenstellend sind. Es wurde herausgefunden, daß kommerzielles Rolleneinhalsen das Halsmetall dehnt und verdünnt und hierdurch dazu neigt den Hals zu schwächen. Aus der Erfahrung des Anmelders benötigen die gegenwärtig bekannten Rollenformvorrichtungen und -verfahren bei kommerziellen Produktionsgeschwindigkeiten häufige Pflege und Wartung und produzieren dennoch beachtliche Kratzer und Grate in der Halsoberfläche, die auf dem Markt unerwünscht sind. Außerdem erfüllten die rollengehalsten Behälter nicht die Ausführungstandards, die durch die gleichgroß bemaßten matrizengehalsten Behälter festgelegt wurden. Z. B. erlebten die Änmelder Verwindungen in der Symmetrie von rollengehalsten Behältern, Stoßprobleme und unebene Kanten, die Schwankungen der Flanschbreite ergaben.
Während gegenwärtig erhältliche Rolleneinhalsausrüstung und -verfahren verschiedene Mängel aufweisen, hat nach Wissen der Änmelder nie jemand versucht, glatt gehalste leistungsstarke Dosen durch Matrizeneinhalsen, wie hierin offenbart, herzustellen. Offenbar glaubte die Industrie, daß der Matrizeneinhalsprozeß nicht effektiv zur Produktion einer gänzlich glatten Halskonstruktion in einer schnellen, ökonomischen, kostengünstigen und zuverlässigen Weise sein könnte.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung haben die Anmelder ein Matrizeneinhalsprozeß zur Herstellung einer glatten leistungsstarken Halskonstruktion in metallenen, zweiteiligen, dünnwandigen Behältern entwickelt, der mindestens 1500 Behälter pro Minute produzieren kann.
Die Erfindung kann für matrizengehalste Behälter verschiedener Größen eingesetzt werden. Zum Zwecke der Erläuterung wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug des Einhalsens des weitverbreiteten zweiteiligen 68.26 mm (211)-Durchmesserbehälters hinab aus einen 60.34 mm (206)-Durchmesserhals beschrieben. Eine Anzahl von Matrizeneinhalsabläufen wird ausgeführt, um schnell und effizient einen glatten, verjüngten Hals an dem Ende der zylindrischen Seitenwand des Behälters zu produzieren. In der gezeigten Ausführungsform werden sechs Einhalsvorgänge benutzt, um den "68.26" ("211er")-Behälter in sequentiellen Vorgängen zu dem "60.34 mm" ("206er")-Hals zu halsen.
In Betrieb, wenn die Dose nach dem ersten Vorgang die Vorrichtung durchläuft, überlappen die einzelnen Matrizeneinhalsvorgänge teilweise und formen nur einen Teil eines zuvor geformten Abschnitts nach, um einen eingehalsten Abschnitt an dem Ende der zylindrischen Seitenwand herzustellen, bis sich der eingehalste Abschnitt über die gewünschte Länge erstreckt. Dieser Prozeß erzeugt einen glatten, verjüngten, ringförmigen Wandabschnitt zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem durchmesserreduzierten zylindrischen Halsabschnitt. Der verjüngte, ringförmige Wandabschnitt, der bogenförmige Abschnitte an beiden Enden aufweist, kann als der eingehalste Abschnitt oder Kegel zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem durchmesserreduzierten Hals charakterisiert werden.
Es wurde des weiteren herausgefunden, daß bei Ausübung dieses Verfahrens, das Metall im Hals, welches den eingehalsten Abschnitt und den durchmesserreduzierten Halsabschnitt umfaßt, verdickt wird und somit eine größere Stoßfestigkeit für die Dose liefert, unabhängig von dem Profil und der größeren Füllkapazität.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung betrachtet eingehend die Formung eines zylindrischen Halsabschnitts benachbart zum zylindrischen offenen Ende eines Behälters, so daß der zylindrische Hals durch einen im Allgemeinen glatt verjüngten Halsabschnitt in die zylindrische Seitenwand übergeht. Der verjüngte Halsabschnitt zwischen dem zylindrischen Halsabschnitt und der zylindrischen Behälterseitenwand wird anfänglich durch ein unteres, im Allgemeinen bogenförmiges Segment, mit einer relativ großen Innenkrümmung an dem oberen Ende der zylindrischen Seitenwand und einem oberen, im Allgemeinen bogenförmigen Segment mit einer relativen großen Außenkrümmung an dem unteren Ende des reduzierten zylindrischen Halses definiert.
Ein weiterer verjüngter Abschnitt wird dann an dem offenen Ende geformt und abwärts gezwungen, während der zylindrische Hals weiter reduziert wird. Der weiter verjüngte Abschnitt integriert sich ungehindert in das zweite bogenförmige Segment, das nachgeformt wird, und der verjüngte Abschnitt erweitert sich. Dieser Prozeß wird sequentiell wiederholt, bis der zylindrische Hals auf den gewünschten Durchmesser reduziert ist und ein glatter, verjüngter eingehalster Abschnitt an dem Ende der Seitenwand geformt ist. In jedem Einhalsvorgang wird der verjüngten Abschnitt nicht durch die Matrize gezwungen, sondert wird frei geformt, ohne Rücksicht auf die spezifischen Dimensionen der Matrizenübergangszone.
Der Behälter, der durch den oberen Matrizeneinhalsprozeß geformt wird, hat eine ästhetisch ansprechende Erscheinung, größere Festigkeit und Stoßwiderstandsfähigkeit und weist nicht die Kratzer oder Falten im Hals, die mit dem Rolleneinhalsverfahren produziert wurden, auf.
Jeder Behältereinhalsvorgang wird bevorzugt in einem Einhalsmodul, bestehend aus einem Revolver, der um eine feste vertikale Achse rotierbar ist, ausgeführt. Jeder Revolver hat eine Vielzahl von identischen, exponierten Einhalsunterstationen an dessen Peripherie, wobei jede Einhalsunterstation eine stationäre Einhalsmatrize, ein Formsteuerglied, das entlang einer Achse parallel zu der festen Achse des Revolvers hin- und herbewegbar ist, und eine Plattform, die durch Nocken und Nockenstößel bewegbar ist, aufweist, wie ebenfalls in dem oben zitierten US-Patent Nr. 4,519,232 beschrieben, welches hierin durch Bezugnahme inkoperiert wird.
Das Formsteuerglied des erfindungsgemäßen Systems weist eine doppelte oder duale schwimmende Eigenschaft auf, umfaßend eine schwimmende Hülse, die während des Einhalsvorgangs in die Innenfläche des Behälters, die benachbart dem offenen Ende ist, eingreift. Zudem ist das gesamte Formsteuerglied für eine schwimmende Radialbewegung auf ihrer Stützwelle montiert. Das duale schwimmende Formsteuerelement in den Einhalsmodulen wird eine Formsteuerung des Bereiches des Behälters, der eingehalst werden soll, erzeugen. Solche Formsteuerungen unterstützen die Unterbindung, daß jegliche Deformation entlang des offenen Endes in den gehalsten Abschnitt des Behälters bewegt wird. Es wurden herausgefunden, daß das schwimmende Formsteuerglied den Ausschuß signifikant reduziert.
Die Einhalsmodule sind im wesentlichen in vieler Hinsicht identisch und dies erlaubt eine maximale Flexibilität beim Installieren und Warten des Systems mit minimalen Kosten.

Kurze Beschreibung verschiedener Ansichten der Zeichnungen

Fig. 1 der Zeichnungen offenbart in Draufsicht eine Einhals- und Flanschvorrichtung, die die modulare Natur der vorliegenden Erfindung inkorporiert;
Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht eines Moduls, das zwei Einhalsunterstationen zeigt, wie entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 dargestellt;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht von einer der Einhalsunterstationen;
Fig. 4 ist eine vergrößerte fragmentarische Querschnittsansicht des Formsteuerglieds;
Fig. 5 ist eine vergrößerte fragmentarische Schnittansicht, die die Beziehung zwischen einer Behälterkante und einer formenden Matrizenoberfläche zeigt;
Fig. 6 bis 11 zeigen in Abfolge entsprechend die sechs Stufen der Bearbeitung durch die Werkzeuge, die in dem Einhalsvorgang verwendet werden, ohne die Erfindung im Detail zu zeigen;
Fig. 12 zeigt einen fertigen gehalsten und geflanschten Behälter;
Fig. 13 ist eine fragmentarische Querschnittsansicht des oberen Endes des Behälters bevor er gehalst wird;
Fig. 14 ist eine fragmentarisch vergrößerte Querschnittsansicht, die den fertig gehalsten und geflanschten Behälter zeigt;
Fig. 15 (a) und (b) zeigen die Konfiguration eines Abschnitts der Nocken, die den Behälter bewegen und das Formsteuerglied;
Fig. 16 (a-e) zeigt die Entwicklung des Behälterhalsprofils während der verschiedenen Einhalsvorgänge;
Fig. 17 ist im wesentlichen eine tatsächliche Größenansicht, die das Halsprofil nach jeder der sechs Einhalsvorgänge zeigt;
Fig. 18 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die den Hals des Behälters nach jedem Einhalvorgang zeigt;
Fig. 19 (a-e) zeigen die Entwicklung eines modifizierten Behälterhalsprofils während der verschiedenen Einhalsvorgänge;
Fig. 20 ist im wesentlichen eine tatsächliche Größenansicht, die das modifizierte Halsprofil nach jedem der sechs Einhalsvorgänge zeigt; und
Fig. 21 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des fertigen modifizierten Halsprofils.
Während diese Erfindung Ausführungsformen in vielen verschiedenen Formen zuläßt, werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in den Zeichnungen gezeigt und hierin im Detail beschrieben werden, mit dem Verständnis, daß die vorliegende Offenbarung als eine Erläuterung der Prinzipien der Erfindung angesehen werden sollte und sie nicht beabsichtigt, den weiten Aspekt der Erfindung auf die dargestellten Ausführungsformen zu beschränken.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 der Zeichnungen offenbart in Draufsicht ein Einhals- und Flanschsystem oder -vorrichtung, allgemein gekennzeichnet als 18, zur Herstellung von Behältern gemäß der vorgestellten Erfindung, die Behälter weisen ein glatt geformtes Halsprofil und einen nach außen gerichteten Flansch auf.
Wie speziell weiter unten beschrieben wird, umfaßt die Einhals- und Flanschvorrichtung 18 eine Vielzahl von im wesentlichen identischen Modulen, umfassend die Einhalsstationen, die in einem im Allgemeinen c-förmigen Muster angeordnet sind, wie in Fig. 1 gezeigt. Eine einzelne Bedienperson kann den Betrieb aller Module von einer zentralen Stelle aus visuell beobachten und steuern. Die Vielzahl der einzelnen Module ist miteinander verbunden, um das komplette Einhals- und Flanschsystem bzw. die -vorrichtung, wie erläutert wird, bereitzustellen.
Fig. 1 veranschaulicht, wie Metallbehälterkörper 16 entlang eines Weges 20 zum Einhalsen der Vorrichtung 18 zugeführt werden. Wie zuvor erwähnt, weist die Ausführungsform von Fig. 1 sechs Behältereinhalsstationsmodule, gekennzeichnet durch die entsprechenden Ziffern 22, 24, 26, 27, 32, 34, und ein Flanschstationsmodul 36 auf. Neun Transferräder 21, 23, 25, 28, 29, 31, 33, 35 und 38 bewegen die Behälter nacheinander und in einem Serpentinenweg durch die verschiedenen Einhalsstationen.
Jede der Einhalstationsmodule 22, 24, 26, 27,32 und 34 sind konstruktiv im wesentlichen identisch, so daß sie austauschbar sind, und können in Abhängigkeit von dem Behältertyp, der geformt werden soll, dem System zugefügt oder von ihm abgezogen werden. Jedes der Einhalsstationsmodule hat eine Vielzahl von umfänglich beabstandet angeordneten einzelnen, im wesentlichen identischen Einhalsunterstationen (Fig. 3). Die Anzahl der Stationen und Unterstationen kann erhöht oder erniedrigt werden, um den gewünschten Einhalsvorgang für verschiedene Größen von Dosen zu liefern. Die Details der Einhalsunterstationen werden später genauer beschrieben.
Ein weiterer Vorteil der Verwendung von im wesentlichen identischen Modulen ist, daß viele der Komponenten der Module konstruktiv identisch sind, so daß eine Reduktion des Vorrats an Teilen ermöglicht wird.
Die Anordnung von Fig. 1 zeigt zylindrische Metallbehälterkörper 16, die aus konventionellen Materialien in einer konventionellen Weise hergestellt werden, die nacheinander durch ein geeignetes Fördermittel (nicht gezeigt) der Einhals- und Flanschvorrichtung 18 zugeführt werden. Das Fördermittel führt die Behälter zu einem ersten Transferrad 21, wie aus dem Stand der Technik bekannt. Die Behälter werden dann nacheinander durch die Einhalsmodule mittels der miteinander verbundenen Transferräder geführt.
Spezieller übergibt das erste Transferrad 21 Behälter 16 an das erste Einhalsmodul, generell gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 22, wo ein erster Einhalsvorgang an dem Behälter ausgeführt wird, wie später beschrieben wird. Die Behälter 16 werden dann einem zweiten Transferrad 23 übergeben, das die Behälter einem zweiten Einhalsmodul 24 zuführt, wo ein zweiter Einhalsarbeitsgang an den Behältern ausgeführt wird. Der Behälter wird dann von dem zweiten Modul durch ein drittes Transferrad 25 entfernt und einem dritten Einhalsmodul 26 zugeführt, wo ein dritter Einhalsvorgang ausgeführt wird.
Wie hierin mehr detailliert unten beschrieben wird, formt oder wirkt jede Station gleichzeitig auf eine Anzahl von Behältern ein, wobei jeder Behälter in einem anderen Zustand des Einhalsens ist, wenn er von der Eintrittstelle zu der Austrittsstelle jedes Einhalsstationsmoduls verarbeitet wird.
Die Behälter werden dann sequentiell durch das vierte, fünfte und sechste Einhalsmodul 27, 32 und 34 bewegt, um den Einhalsvorgang zu vollenden. Die gehalsten Behälter 16 werden dann durch das Transferrad 35 zu einem Flanschmodul 36 bewegt, wo ein auswärts gerichteter Flansch an dem Behälter hergestellt wird, wie aus dem Stand der Technik gut bekannt ist, und wird einem Transferrad 38 zur Beförderung an eine Austrittsförderanlage (nicht gezeigt) übergeben.
Alle beweglichen Glieder in der Einhals- und Flanschvorrichtung werden durch eine einzelne Antriebseinrichtung 44 angetrieben, die einen Regelmotor in Verbindung mit einem Endantrieb 46 beinhaltet. Jedes der Transferräder, sowie die Einhalsmodule als auch das Flanschmodul, weisen miteinander in Eingriff stehende Antriebe auf, um eine synchronisierte kontinuierliche Antriebseinrichtung für alle Komponenten zu erzeugen.
Die Regelantriebseigenschaft der Antriebeinrichtung 44 erlaubt eine automatische Erhöhung und Reduzierung der Geschwindigkeit des Moduls, um die Menge an Behältern, die das Modul durchsetzt, dem Durchsatz der verbleibenden Behälterproduktionslinie anzupassen. Der Regelantrieb erlaubt ebenfalls der Bedienperson die Komponenten des Systems in Bezug zueinander akkurat zu schalten.
Die Einhals- und Flanschvorrichtung weist ebenfalls geeignete mit jedem Modul verbundene und auf jedem Transferrad Behälterführungselemente 48 auf, um sicherzustellen, daß die Behälter in der Förderanlagenspur verbleiben.
Ein geeigneter miteinander verbindender und stützender Rahmen, generell gekennzeichnet durch das Bezugszeichen 50, wird bereitgestellt, zur Unterstützung der rotierenden Revolver 70, die Teil der Module sind. Der feste oder stationäre Rahmen 50 wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 auf einer Plattform oder Basis 51 gestützt und beinhaltet ein unteres Rahmenglied 52 und ein oberes Rahmenglied 54, die durch Säulen 56 miteinander verbunden sind. Bünde 58 verbinden die Säulen 56 passend mit den Rahmengliedern 52, 54 durch Bolzen (nicht gezeigt), so daß eine feste Struktur bereitgestellt wird, um die Präzision der Ausrichtung der verschiedenen bewegbaren Komponenten, die später beschrieben werden, sicherzustellen.
Die Rahmenstruktur 50 stellt eine feste Stütze oberhalb der Basis 51 für eine Drehrevolveranordnung 70 bereit, die eine Vielzahl von identischen Einhalsunterstationen, generell gekennzeichnet als 72, um deren Peripherie und in fester Beziehung zueinander hält. Fig. 2, die eine Teilansicht im Querschnitt, genommen entlang der Linie 2-2 der Fig. 1 ist, zeigt zwei der Unterstationen 72a und 72b. Die Revolveranordnung 70, wie in Fig. 2 gezeigt, umfaßt einen unteren Revolverabschnitt 74 und einen oberen Revolverabschnitt 76, die auf einer zentralen Antriebswelle 78 gestützt werden, die sich durch die Öffnungen 80 und 82 in den Rahmengliedern 52 und 54 erstreckt. Die Revolveranordnung 70 ist drehbar auf den Rahmengliedern durch geeignete Lagereinrichtungen 84a und 84b gestützt. Man beachte, daß die Unterstationen 72a und 72b, sowie all die anderen Unterstationen 72 mit der Welle 78 rotieren, wohingegen die Säulen 56 im wesentlichen stationär verbleiben. Der obere Revolverabschnitt 76 ist von hohler zylindrischer Form und ist gleitend auf der Welle 78 anordbar, und wird in einer eingestellten Position durch einen Keilmechanismus 86 und einen Bund 88 gesichert. Der untere Revolverabschnitt 74 ist an dem unteren Teil der Welle 78 befestigt. Die gleitend anordbare Eigenschaft des oberen Revolverabschnitts 76 erlaubt, daß der Revolverabschnitt 76 präzise längs der Welle 78 relativ zum Revolverabschnitt 76 neu positioniert werden kann, ohne die Ausrichtung der Einhalsunterstationen zu verändern; dies erlaubt den Revolveranordnungen 70 sich an Behälter unterschiedlicher Höhen anzupassen.
Eine sich radial erstreckende, obere Nabeneinrichtung 90 bildet einen Teil des oberen Revolverabschnitts 76 und stellt eine Stützeinrichtung für den oberen Abschnitt der zu beschreibenden Einhalsunterstationen 72 bereit. Gleichermaßen erstreckt sich eine untere Nabeneinrichtung 92 radial nach außen, um einen Teil des unteren Revolverabschnitts 74 zu bilden und den unteren Abschnitt der zu beschreibenden Einhalsunterstationen 72 zu stützen. Die Nabeneinrichtungen 90, 92 haben ausgerichtete Schlitze 94 an deren Außenperipherie, die als ein passendes Paar gefräst sind, um die Komponenten der Unterstationen 72 aufzunehmen, und sie sichern eine präzise Ausrichtung des oberen und unteren Abschnitts der Einhalsunterstationen 72. Ebenso weist die obere Nabeneinrichtung 90 auch Schlitze 96 auf, die mit Führungselementen 48 kooperieren, um die Position der Behälter, wenn sie durch die Einhalsstationsmodule bewegt werden, zu steuern.
Wie oben angegeben und wie in Fig. 2 gezeigt, sind die Unterstationen im wesentlichen identisch und eine Beschreibung einer Unterstation 72 erläutert beispielhaft die Struktur der anderen Unterstationen in jedem Stationsmodul.
Fig. 3 offenbart in größerem Detail die Einhalsunterstation 72, umfassend einen unteren Behälterhebeabschnitt, generell gekennzeichnet als 100, und einen oberen Formungs- oder Einhalsabschnitt, generell gekennzeichnet als 102. Bezugnehmend auf die beiden Fig. 2 und 3 ist nun gezeigt, daß der Behälterhebeabschnitt 100 ein äußeres zylindrisches Glied oder Hülse 108 umfaßt, die eine im Allgemeinen kreisförmige Öffnung 110 mit einem Stößel oder Kolben 112 aufweist, der in der Öffnung 110 hin- und her bewegbar ist. Das untere Ende des Stößels 112 weist einen Nockenstößel 116 auf (siehe Fig. 2), der auf einer oberen unverkleideten Nockenfläche einer Stirnnocke 118, die von dem unteren Rahmenglied 52 gestützt wird, fährt. Das obere Ende des Stößels 112 weist eine behälterunterstützende Plattform 120 auf, die an ihm durch Befestigungsmittel 122 gesichert ist. Die Stützplattform oder Behälterstützeinrichtung weist eine innere aufwärtsgebogene Verlängerung 124 zum Eingreifen in die innere untere Fläche des Behälters auf. Der Stößel 112 wirkt zusammen mit der Hülse 108, um sowohl einen hydraulischen Zentriermechanismus zu liefern, als auch die Nockenstößel 116 mit der Nocke 118 vorspannend in Eingriff zu bringen, wie detaillierter im US-Patent Nr. 4,519,232 beschrieben, welches hierin durch Bezugnahme inkoperiert wird.
Die Nocke 118 umfaßt im wesentlichen einen fest befestigten Ring der umfänglich auf dem unteren Rahmenglied 52 sitzt. Die Nocke ist von ausgewählter Höhe und Konfiguration und mit dem unteren Ende der Unterstationen 72 ausgerichtet, um die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Kolbens 112 und somit des Behälter 16 zu steuern, wenn der Revolver auf dem festen Rahmen 50 rotiert wird. Da die Nockenstößel 116 im vorgespannten Eingriff mit der Nocke 118 sind, wird die Konfiguration der Nockenfläche der Stirnnocke die Position des Behälters 16, wie später beschrieben wird, diktieren.
Der obere Einhalsabschnitt 102 umfaßt ein festes Einhalsmatrizenelement 130, das an einem Hohlzylinder 132 mittels einer Gewindekappe 134 befestigt ist. Der Zylinder 132 weist eine axiale Öffnung 136 auf, in der ein Hohlstempel oder einem Hohlschaft 137 hin- und herbewegbar befestigt ist. Ein Nockenstößel 138 (siehe Fig. 2) ist an dem oberen Ende des Schafts 137 befestigt und grenzt abrollbar an eine unverkleidete Nockenfläche einer festen oberen Stirnnocke 139, die an dem oberen Rahmenglied 54 befestigt ist.
Der Stempel 137 und der Nockenstößel 138 werden durch einen Flüssigkeitsdruck im Eingriff mit der Nocke 139 gehalten, der ebenfalls den Schaft 137 in der Öffnung 136, wie gänzlich im US-Patent Nr. 4,519,232 erläutert, zentriert. Das untere Ende des Stempels 137 stützt ein Formsteuerglied 140, wie zu erklären ist. Ebenso weisen der Stempel 137 und das Formsteuerglied 140 eine Öffnung 141 zur Einführung von Druckluft während des Einhalsvorganges in den Behälter auf, wie später beschrieben wird.
Bei Betrieb des Moduls wird bewirkt, daß die Welle 78 um eine feste Achse des stationären Rahmens 50 rotiert. Die Behälter 16 werden auf die Plattform 120 und zum Eingriff in die bogenförmigen Verlängerung 124 bewegt, wenn der untere Hebeabschnitt sich in der untersten Position, gezeigt an der Unterstation 72a auf der linken Seite der Fig. 2, befindet. Die Konfiguration der unteren Nocke 118 ist derart, daß der Behälter aufwärts in die Matrize 130 bewegt wird, wenn die Welle 78 rotiert wird und folglich wird das obere offene Ende des Behälters zunehmend nachgeformt. Etwa zu der Zeit, zu der die obere Kante des Behälters die Matrize 130 kontaktiert, wird von einer Quelle (nicht gezeigt) Druckluft durch die Öffnung 141 in den Behälter eingeführt. Während die Revolveranordnung 70 um etwa 120º Grad der Revolverumdrehung verdreht wird, ist die obere Nocke 139 so konfiguriert, um dem Formsteuerglied 140 zu erlauben, sich abwärts zu bewegen, basierend auf der Konfiguration der Nocke. Wie oben erwähnt, wird der Schaft 137, umfassend das Formsteuerglied 140, durch Fluiddruck aufwärts vorgespannt und wird sich aufwärts zu der Position, die an der Unterstation 72b gezeigt ist, bewegen, wenn sich die Revolveranordnung dreht. Die Nocken 118 und 139 sind so konfiguriert, daß sie hiernach, während der Rest der 360º-Drehung, die Plattform 120 und das Formsteuerglied 140 zu ihren untersten Positionen bei im wesentlichen angepaßten Geschwindigkeiten zurückführen, während der eingehalste Behälter von der Matrize entfernt wird. Während dieser Abwärtsbewegung wird die Druckluft in dem Behälter den Behälter von der Matrize auf die Plattform 120 drücken. Die Behälter 16 werden kontinuierlich auf die Plattform 120 geführt, verarbeitet und entfernt, wie in Fig. 1 gezeigt.
Die relative vertikale Bewegung des Behälters 16 und des Formsteuerglieds 140 ist wichtig, um Reibungskräfte, die zwischen dem Behälter und der Einhalsmatrize während des Einhalsvorgangs entwickelt werden, zu minimieren. Somit ist die Vertikal- oder Aufwärtsgeschwindigkeit des Formsteuerglieds größer als die Vertikal- oder Aufwärtsgeschwindigkeit des Behälters während des Abschnitts des Zyklus der Umdrehung, zu dem das Einhalsen stattfindet und ist bevorzugterweise um ungefähr 5% größer. Diese Relativbewegung ist durch die Konfiguration der Nocken 118 und 139 gesteuert und ist in Fig. 15 dargestellt.
Die Nocken sind bevorzugterweise in drei gleiche Segmente von ungefähr 120º segmentiert und ein Segment ist in Fig. 15 gezeigt. Das Nockenflächensegment 118a der Nocke 118, Fig. 15(a), bewegt den Behälter 16 aufwärts, bis die Oberkante des Behälters die Matrize 130 kontaktiert. Die Aufwärtsgeschwindigkeit des Behälters wird dann durch das abgeflachte Nockenflächensegment 118b zwischen der Zeit, in der die Behälter-16-Kante die Matrize 130 kontaktiert und der Zeit, in der die Behälterkante das Formsteuerglied 140 kontaktiert, reduziert. Dies erlaubt dem Behälter in der Matrize zentriert zu werden und dem Formsteuerglied 140 in dem Behälter zentriert zu werden. Die Aufwärtsgeschwindigkeit des Behälters wird dann während des verbleibenden Einhalszyklus durch das Nockenflächensegment 118c erhöht. Die Nockenfläche 137a der oberen Nocke 137 ist so konfiguriert, daß sie zur gleichen Zeit eine Aufwärtsbewegung des Formsteuerglieds bei konstanter Geschwindigkeit beginnt, wenn die Behälterkante in die Matrize 130 eingreift.
Der Behälter und das Formsteuerglied werden dann mit ungefähr der selben Geschwindigkeit abgesenkt, während die Druckluft den Behälter aus der Matrize drückt.
Bezugnehmend auf Fig. 4 als auch die Fig. 2 und 3, weist das Formsteuerglied 140, gemäß eines Aspektes der Erfindung, eine interne Formhülse oder -element 150 auf, welches für eine radiale schwimmende Bewegung unterstützt wird, um eine Relativbewegung des Formelementes in Bezug auf eine feste Einhalsmatrize 130 anzupassen.
Im Spezielleren besteht das Formsteuerglied 140 aus einem Hohlzylinderglied 142, das einen gestuften unteren Endabschnitt 144 mit einem reduzierten Außendurchmesser 146 aufweist. Eine Formhülse 150 ist an dem Endabschnitt 144 befestigt. Die Hülse 150 hat einen Durchmesser 152, der etwas größer als der Außendurchmesser 146 des Endabschnitts 144 ist und wird an dem Glied 142 durch eine Kappe 160 gehalten, die einen integralen verlängerten Abschnitt oder Stange 162 aufweist, die sich durch die axiale Öffnung 164 in dem Glied 142 erstreckt. Die Stange 162 weist eine durch dieselbe durchgehende Öffnung 166 auf, die einen Hohlbolzen 168 zur festen Sicherung der Kappe 160 an dem Stempel 137 aufnimmt und der Hohlbolzen 168 bildet einen Teil einer axialen Öffnung 141. Die Unterkante der Hülse 150 hat eine verjüngte Außenkante 170, die zum Zentrieren der Formhülse 150 in Bezug auf den Behälter 16, während sie in das offene Ende eintritt, fungieren wird.
Folglich ist der Durchmesser der axialen Öffnung 164 etwas größer als der Außendurchmesser der Stange 162 und die axiale Länge des Glieds 142 ist etwas geringer als die Länge der Stange. Das Vorhergehende liefert einen kleinen vertikalen Abstand 165 zwischen dem oberen Ende des Glieds 142 und der Unterkante des Schaftes 137, um ein radiales Spiel oder eine radiale Bewegung des Körpers 142 auf der Stange 162 zu erlauben.
Folglich ist die Formhülse 150 zur schwimmenden radialen Bewegung an dem Zylinderglied 142 befestigt, während das Zylinderglied 142 zur schwimmenden radialen Bewegung an dem Stempel oder Schaft 137 befestigt ist, um eine doppelte schwimmende Eigenschaft oder Bewegung für das Formelement oder -hülse 150 zu liefern.
Es wird verstanden werden, daß in der gezeigten Ausführungsform die Spielräume in Fig. 4 übertrieben wurden und daß der Spielraum zwischen dem Glied 142 und dem Formelement 150 ungefähr 0.0762 + 0.0254 mm (0.003 + 0.001 Zoll) beträgt. Ebenso ist es wünschenswert, kein Spiel zwischen der Außenfläche des Glieds 142 und der Innenfläche des oberen Abschnitts 130U der Matrize 130 zu haben. Das Spiel zwischen dem Glied 142 und der Stützstange 162 beträgt ungefähr 0.1270 mm (0.005 Zoll).
Wie oben erwähnt wurde, wird die "zweifache Schwimmeigenschaft" der Formhülse oder des -elements 150 die Ausrichtung des Hauptkörpers 142 des Formsteuerglieds 140 mit der festen Einhalsmatrize 130 anpassen, während das schwimmende oder radial bewegliche Formelement 150 sich in Bezug auf die feste Einhalsmatrize 130 und das Zylinderglied 142 bewegen wird, um in dem Behälter zentriert zu werden. Die innere Öffnung in dem oberen Abschnitt 130U der Einhalsmatrize 130 und der Außendurchmesser der Formhülse oder des -elements 150 sind so dimensioniert, daß ein minimales Spiel, vorzugsweise weniger als 0.00254 mm (0.0002 Zoll) zwischen den beiden vorhanden ist, wenn die Kante des Behälters 16 darin aufgenommen wird. Folglich wird das Metall des Behälters 16 zwischen der Formhülse oder dem -element 150 und dem oberen Abschnitt 130U der Matrize 130 gefangen oder eingeengt und das zweifach schwimmende Formelement wird eine "Formsteuerung" ergeben, um die Konzentrizität des Behälters für den gesamten zu halsenden Bereich aufrechtzuerhalten. Dies ist besonders im ersten Einhalsvorgang zutreffend, wo der obere Abschnitt des Behälters der gewünschten Konzentrizität angepaßt wird, und wobei Wandschwankungen minimiert und jegliche Behälterdefekte, im Besonderen zur Kante benachbarte Kerben oder Dellen, minimiert oder eliminiert werden.
Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren, bei dem ein Behälter durch Verwendung einer Vielzahl von Einhalsmodulen gehalst werden kann, um eine geringere Öffnung aufzuweisen. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform werden sechs unterschiedliche Einhalsvorgänge und ein Flanschvorgang an dem Hals des Behälters ausgeführt. Ein oberer Teil des eingehalsten oder nach innen verjüngten Abschnitts wird während jedes Einhalsvorganges nachgeformt. In jedem Einhalsvorgang wird ein kleiner Überlapp zwischen einem zuvor eingehalsten Abschnitt kreiert, während der gesamte eingehalste Abschnitt gestreckt und axial verlängert wird und kleine Reduktionssegmente werden unternommen, so daß sich die verschiedenen Vorgänge glatt in den fertigen eingehalsten Abschnitt einfügen. Der resultierende eingehalste Abschnitt weist eine gerundete Schulter an dem Ende der zylindrischen Seitenwand auf, die in ein nach innen verjüngtes, rinförmiges, gerades Segment über einen gebogenen Abschnitt übergeht. Das gegenüberliegende Ende des ringförmigen geraden Segments geht in den reduzierten zylindrischen Hals über ein zweites bogenförmiges Segment über.
In der beschriebenen Ausführungsform wird ein "211er" [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]- Aluminiumbehälter durch sechs Vorgänge eingehalst, um einen "206er" [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]-Hals aufzuweisen. Es sei angenommen, daß ein Behälter 16, der durch eine Förderanlage, wie in Fig. 1 dargestellt, getragen wird, in eine Position, wie z. B. an der Unterstation 72a in Fig. 2 gezeigt, bewegt wurde und der Einhalsvorgang begonnen wird. Die Fig. 6 bis 11 stellen die sechs Einhalsstationsmodule dar.
Kurz bezugnehmend auf Fig. 13 weist der Behälter 16 typischerweise einen verstärkten Abschnitt benachbart zu seinem oberen Ende auf, bevor die Einhalsvorgänge ausgeführt werden. In der gezeigten Ausführungsform weist der Behälter 16 eine Seitenwand auf, die eine Stärke (W) aufweist, die in der Größenordnung von ungefähr 0.1016-0.1270 mm (0.0040-0.0050 Zoll) dick ist, während ein oberer Halsbereich (N) eine Stärke (t) aufweist, die in der Größenordnung von ungefähr 0.1905 mm (0.0075 Zoll) bis hinab zu ungefähr 0.1270 mm (0.0050 Zoll) liegt, während die Länge (L) in der Größenordnung von 9.398 bis 22.86 mm (0.37 bis 0.90 Zoll) liegt.
Der linke Seitenabschnitt der Fig. 6 zeigt einen Behälter 16, der aufwärts in eine Einhalsmatrize 130A bewegt wird. Während das offene Ende des Behälters 16 zum Eingriff in die Matrize bewegt wird, ergibt der Formwinkel in der Matrize große Radialkräfte auf die Behälterwand und kleine Axialkräfte, so daß dort eine radiale Kompression der Wand des Behälters stattfindet, wie deutlich werden wird.
Fig. 6 zeigt eine Einhalsmatrize 130A, aufweisend einen ersten zylindrischen Wandabschnitt 202a, eine Übergangszonenfläche 204 und einen zweiten zylindrischen Wandabschnitt 205. Der erste zylindrische Wandabschnitt 202a weist einen Durchmesser auf, der ungefähr gleich dem Außendurchmesser des Behälters 16 mit einem Spiel von ungefähr 0.1524 mm (0.006 Zoll) ist. Der zweite zylindrische Wandabschnitt 205 hat einen reduzierten Durchmesser gleich dem Außendurchmesser des reduzierten Halses, der in dem ersten Einhalsvorgang geformt wird.
Die Übergangszone oder die Zwischenfläche 204 weist ein erstes bogenförmiges Flächensegment A1 an dem Ende des ersten zylindrischen Wandabschnitts 202, das einen Radius von ungefähr 5.588 mm (0.220 Zoll) aufweist, und ein zweites bogenförmiges Flächensegment R1 an dem Ende des zweiten zylindrischen Wandabschnitts 205 auf, das einen Radius von ungefähr 3.048 mm (0.120 Zoll) aufweist.
Wenn der Behälter 16 aufwärts in das Matrizenelement 130A, wie auf der rechten Seite der Fig. 6 dargestellt, bewegt wird, wird der Durchmesser des Behälterhalses reduziert und eine leichte Krümmung 211 wird an dem Behälterkörper zwischen dem reduzierten zylindrischen Hals 212 und der Behälterseitenwand 210 ausgeformt.
Im ersten Vorgang wird der Durchmesser des Halses nur um einen kleinen Betrag reduziert, z. B. um 0.762 mm (0.030 Zoll), während der Abschnitt des Behälter, der eingehalst werden soll, für nachfolgende Vorgänge konditioniert wird. Mit anderen Worten wird an dem elementaren Halsabschnitt ein Formsteuervorgang ausgeführt, um den Behälter für nachfolgende Vorgänge zu präparieren.
Dies wird erreicht durch ein strenges Kontrollieren der Dimensionen und Toleranzen der reduzierten zylindrischen Fläche 205 der Matrize 130A und des Außenflächendurchmessers der Formhülse oder des -elements 150A. Der Außendurchmesser der Hülse oder des Elements 150A ist gleich dem Innendurchmesser der Zylinderfläche 205 abzüglich zweimal der Stärke der Behälterseitenwand (t) mit einem Maximum von 10% Spiel der Wandstärke. Durch ein derartiges strenges Kontrollieren dieser Dimensionen, werden Dellen oder Fehlstellen in dem Behälter entfernt oder minimiert und ebenso werden jegliche Schwankungen in der Wandstärke um den Umfang des Halses reduziert, um eine Konzentrizität der Seitenwand des Behälters mit der Matrize zu liefern.
Ebenso kann, wie oben erwähnt, während der Bewegung des Behälters 16 von der Position, dargestellt auf der linken Seite der Fig. 6, zu der Position auf der rechten Seite der Fig. 6, Druckluft durch die Öffnung 141 (Fig. 4) in den Behälter eingeführt werden, um ihn, wenn für nötig erachtet, mit Druck zu beaufschlagen, und dadurch temporär den Behälter zu stärken. Diese Luft wird hauptsächlich zum Abstreifen des Behälters von der Einhalsmatrize 130A benutzt, nachdem der Einhalsvorgang vollendet ist. Wie oben erläutert, werden während der Aufwärtsbewegung des Behälters 16 das Formsteuerglied 140A und die Formhülse oder das -element 150A etwas schneller als der Behälter 16 aufwärts bewegt, um das Ziehen oder Zerren des Metalls der Behälterwand in die Matrize hinein zu unterstützen.
An der ersten Formstation formt das Matrizenelement 130A den Behälter 16 um einen einwärts verjüngten oder gehalsten Abschnitt 211 zwischen einer zylindrischen Seitenwand 210 und einem reduzierten zylindrischen Hals 212 aufzuweisen; wobei der verjüngte Abschnitt 211 jeweils einen ersten und zweiten bogenförmigen Abschnitt CA1 und CR1 umfaßt.
Nachdem der erste Einhalsvorgang vollendet ist, verläßt der teilweise gehalste Behälter 16 diesen und wird dem zweiten Formungsstationsmodul zugeführt. In dem zweiten Einhalsvorgang wird der eingehalste Abschnitt axial verlängert, während der reduzierte zylindrische Halsabschnitt 212 durch die Kompression des darin enthaltenen Metalls im Durchmesser weiter reduziert wird. Dies wird vollendet durch eine zweite Einhalsmatrize 130B (Fig. 7), die eine Übergangszone 222 zwischen einer zylindrischen ersten Fläche 202b, die den gleichen Innendurchmesser wie der Außendurchmesser des Behälters aufweist, und eine reduzierte zylindrische Fläche 226 an deren oberen Ende. Die Übergangszone 222 hat wiederum ein erstes bogenförmiges Flächensegment A2, das integral mit der zylindrischen Wandfläche 202b ausgebildet ist, und ein zweites bogenförmiges Flächensegment R2, das integral mit der durchmesserreduzierten zylindrischen Fläche 226 ausgebildet ist.
Unter Bezug auf Fig. 7 greift die Fläche 222 des Matrizenelements 130B der zweiten Einhalsstation zunächst in die obere Kante des Behälters 16 mit der bogenförmigen Matrizenfläche R2 unter einem kleinen spitzen Formwinkel ein.
Es wurde herausgefunden, daß die Krümmung oder der Radius an dem Punkt, den der Behälter 16 an der Matrize 130B kontaktiert, und der Formwinkel, der zwischen dem Kontaktpunkt und einer Ebene parallel zur Achse des Behälters, erzeugt wird, entscheidend sind, um einen eingehalsten Behälter herzustellen, der frei von Falten ist. Dieser Winkel, der auch als der Form- oder Verriegelungswinkel bezeichnet wird, muß klein gehalten werden, so daß eher Radialkräfte, bekannt als radiale Ringspannungen, als Axialkräfte entwickelt werden, um den Behälter zu halsen.
In Fig. 5 definiert die Tangentenlinie T zu der Matrizenwandoberfläche den Kontaktierungspunkt mit der oberen Kante des Behälters 16 und ergibt einen kleinen Auftreff- oder Formwinkel "F" mit einer Ebene "P", die sich parallel zu der Seitenwand des Behälters erstreckt. Es wurde herausgefunden, daß wenn der Winkel "F" in dem Bereich von ungefähr 15º bis 20º gehalten wird, die meisten Kräfte eher Radialkräfte zur Kompression des Halses des Behälters sein werden, als Axialkräfte. Axialkräfte werden dazu tendieren, mehr eine Biegewirkung bereitzustellen, wie in konventionellen Matrizeneinhalsvorgängen.
Es ist ebenso festgestellt worden, daß wenn ein Matrizenkontakt des Behälters 16 unter dem kleinen Formwinkel "F" vorhanden ist, dem eingehalsten Behälter-16-Abschnitt erlaubt wird, sich im wesentlichen "frei zu formen" oder sich in Richtung des Punktes, wo das obere Ende des Behälters 16 in die Außenfläche der Formhülse oder des -elements 150B eingreift, zu verjüngen. Dies erlaubt es dem Behälter eher sein eigenes Profil frei zu bilden oder anzunehmen, als mit einer Matrizeninnenwandoberfläche, die die Form des Profils diktiert, wie es akzeptierte Technologie in früheren Einhalsvorgängen war. Dies steht im Gegensatz zu frühe ren Einhalsverfahren, wie z. B. im US-Patent Nr. 3,995,572 offenbart, wo das Metall gezwungen ist, die Form der Innenfläche der Einhalsmatrize anzunehmen.
Der Krümmungsradius des bogenförmigen Flächensegments A2 in der zweiten Einhalsmatrize ist in der Größenordnung von ungefähr 7.112 mm (0.280 Zoll), während der Kurvenradius des zweiten bogenförmigen Flächensegements R2 ungefähr 4.572 mm (0.180 Zoll) beträgt. Somit wird, wenn der Behälter von der linken Position, gezeigt in Fig. 7, zu der rechten Position bewegt wird, der ursprüngliche verjüngte Abschnitt axial verlängert, um einen verjüngten Abschnitt 228 mit bogenförmigen Segmenten CA2, CR2 herzustellen, während der Zylinderabschnitt 212 reduzierten Durchmessers zu einem zusätzlichen reduzierten Durchmesser, wie bei 229 gezeigt, reduziert wird.
In dem zweiten Einhalsvorgang wird der Durchmesser des reduzierten zylindrischen Halses um ungefähr 1.778 mm (0.070 Zoll) reduziert, während das Metall darin zusätzlich radial zusammengedrückt wird. In der zweiten Einhalsmatrize 130B wird der oben beschriebene Formwinkel durch das bogenförmige Flächensegment R2 gebildet. Fig. 16(a) zeigt die Konfiguration des Halses vor dem zweiten Einhalsvorgang in punktierter Linie und nach dem zweiten Einhalsvorgang in durchgezogener Linie. Es wird bemerkt werden, daß das untere Segment des verjüngten Abschnitts, das benachbart zur zylindrischen Seitenwand ist, im wesentlichen unverändert bleibt, während das zweite bogenförmige Segment oder der obere Teil - des verjüngten Abschnitts nachgeformt und der verjüngte Abschnitt axial verlängert wird. Während des zweiten Vorganges wird ein zweiter verjüngter Abschnitt in dem reduzierten zylindrischen Hals im wesentlichen frei geformt, der matrizenfrei an seinem unteren Ende ist, und dieser zweite verjüngte Abschnitt wird entlang des reduzierten Halsabschnitts gedrückt, bis er sich in den bogenförmigen Abschnitt CR1 des ersten verjüngten Abschnitts integriert. Während dieses zweiten Vorganges verbleibt der untere Teil des ersten verjüngten Abschnitts im wesentlichen unverändert, während sich der zweite verjüngte Abschnitt mit dem ersten verjüngten Abschnitt vereinigt und in diesen einfügt, um daran eine Verlängerung zu erzeugen.
Es wird verstanden werden, daß der an jeder der verschiedenen Stationen ausgeführte Einhalsvorgang einigermaßen wiederholbar ist; jedoch wird zur Vervollständigung der Beschrei- bung jeder Einhalsvorgang an den verschiedenen Stationen und die entsprechenden Winkel und Krümmungen nachstehend beschrieben werden. Es sollte verstanden werden, daß tatsächlich jede Station einen Teil und nicht den gesamten eingehalsten Abschnitt ausführt, während der zylindrische Hals sequentiell und fortschreitend im Durchmesser reduziert wird. D. h., jede Station vermehrt den eingehalsten Abschnitt, der an dem Behälter durch den vorherigen Vorgang hergestellt wurde, und formt diesen zumindest teilweise nach und streckt ihn.
Der dritte, vierte und fünfte Einhalsvorgang ist in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt und ist im wesentliche identisch zu dem zweiten Einhalsvorgang. Die Matrizen und die Formsteuerglieder der dritten, vierten und fünften Station sind im wesentlichen identisch in der Konstruktion mit Ausnahme einer geringen Änderung in den Dimensionen.
An jeder nachfolgenden Station wird der zylindrische Hals zusammengedrückt und reduziert während der vorhandene verjüngte oder eingehalste Abschnitt teilweise nachgeformt und axial verlängert oder gestreckt wird, um einen kleinen ringförmigen nach Innen verjüngten Abschnitt zwischen den oben beschriebenen oberen und unteren bogenförmigen Segmenten herzustellen.
In der dritten Einhalsmatrize 130C (Fig. 8) ist die Übergangsfläche 230 über dem Zylinderglied 202c angeordnet und umfaßt ein oberes bogenförmiges Flächensegment R3 mit einem Radius von ungefähr 6.604 mm (0.260 Zoll) mit einer geraden, verjüngten Wandfläche T3, die einen Neigungswinkel von ungefähr 27º definiert. Das untere bogenförmige Flächensegment umfaßt eine Entlastungszone an dem Ende der zylindrischen Wandfläche und ein zweites bogenförmiges Flächensegment OR3 mit einem Außenradius von ungefähr 4.572 mm (0.180 Zoll). Der Nachformungsvorgang zwischen dem zweiten und dritten Vorgang ist in Fig. 16(b) dargestellt, in der der eingehalste Abschnitt 234 des Behälters ein erstes bogenförmiges Segment CA3, ein verjüngtes Segment CT3, einen zweiten bogenförmigen Abschnitt CR3 und einen reduzierten Hals 236 aufweist. Es wird bemerkt werden, daß das bogenförmige Segment CA2 im wesentlichen unverändert bleibt, da hier kein Kontakt mit der Matrize vorliegt, während das bogenförmige Segment CR2 nachgeformt wird und dessen Zentrum axial aufwärts bewegt wird, so daß der verjüngte Abschnitt gestreckt wird. Ebenso entspricht der verjüngte Abschnitt CT3 nicht der flachen verjüngten Wandfläche T3, sondern weist statt dessen nach dem dritten Einhalsvorgang eine zusammengesetzte Kurve auf.
In der vierten Einhalsmatrize 130D (Fig. 9) umfaßt die Übergangszone 240 oberhalb der Zylinderfläche 202d ein gerades, verjüngtes Wandsegment T4, das einen Winkel von ungefähr 25º bildet und die bogenförmige Fläche R4 weist einen Radius von ungefähr 7.569 mm (0.298 Zoll) auf, während der Außenradius OR4 sehr klein ist und ungefähr 1.4732 mm (0.058 Zoll) beträgt. Eine zylindrische Fläche 244 reduzierten Durchmessers erstreckt sich oberhalb der bogenförmigen Fläche R4. Folglich wird der zylindrische Hals 236 zusätzlich im Durchmesser um ungefähr 1.27 mm (0.050 Zoll) reduziert, während der einwärts verjüngte Abschnitt axial verlängert wird, und der Winkel des geraden, verjüngten Halsabschnitts zwischen den zwei bogenförmigen Segmenten nachgeformt wird, während das Metall in dem reduzierten zylindrischen Hals und der eingehalste Abschnitt zusätzlich zusammengedrückt werden. Die bogenförmige Schulter oder Beule wird in dem vierten Vorgang in Folge des kleinen Radius OR4 gesetzt, der in deren oberen Ende eingreift.
Der resultierende einwärts verjüngte Abschnitt 246 umfaßt ein oberes bogenförmiges Segment CR4, einen verjüngten Abschnitt CT4 und ein unteres bogenförmiges Segment CA4, mit einem oberen bogenförmigen Abschnitt COR4 zusammen mit dem reduzierten zylindrischen Halsabschnitt 248. Der vierte Vorgang ist in Fig. 16(c) dargestellt und es sollte wiederum bemerkt werden, daß sich der verjüngte Abschnitt CT4 nicht der Konfiguration der Matrizenfläche T4 anpaßt und eine zusammengesetzte Kurve in der axialen Richtung ist.
Die fünfte Einhalsmatrize 130E (Fig. 10) weist eine Fläche 250 reduzierten Durchmessers oberhalb einer Übergangszone 252 auf, die eine bogenförmige Fläche R5 beinhaltet, die einen Radius von ungefähr 5.842 mm (0.230 Zoll) aufweist. Die Übergangszone umfaßt ebenfalls eine verjüngte Fläche T5, die einen Winkel von 20º mit einer Fläche OR5 mit einem Außendurchmesser von ungefähr 4.572 mm (0.180 Zoll) oberhalb der Zylinderfläche 202e bildet. Der fünfte Vorgang ist in Fig. 16 (d) dargestellt, wo der Behälter einen verjüngten Abschnitt 256 aufweist, umfassend ein unteres Segment CA5, COR5, ein verjüngtes Segment CT5 und ein oberes bogenförmiges Segment CR5 mit einem Hals 254 reduzierten Durchmessers.
Die sechste und letzte Einhalsmatrize 130F ist in Fig. 11 gezeigt, wo die Übergangszone 260 oberhalb eines unteren zylindrischen Flächenabschnitts 202f ein erstes unteres bogenförmiges Flächensegment OR6, mit einem Außenradius von ungefähr 4.527 mm (0.180 Zoll), der in einen flachen verjüngten Abschnitt T6 übergeht, der einen Winkel von ungefähr 20º bildet und ein zweites bogenförmiges Flächensegment R6, das einen Außenradius von 5.588 mm (0.220 Zoll) aufweist, das in eine Fläche 264 reduzierten Durchmessers übergeht, umfaßt.
Im sechsten Einhalsvorgang reduziert der Abschnitt 264 reduzierten Durchmessers der Matrize den zylindrischen Hals um ungefähr 1.27 mm (0.050 Zoll), während der eingehalste Abschnitt zu seiner endgültigen Konfiguration nachgeformt wird, wie in Fig. 14 dargestellt und später beschrieben wird. Die endgültige Reduktion ist in Fig. 16 (e) dargestellt, worin der verjüngte Abschnitt 265 ein erstes bogenförmiges Segment CA6, COR6, einen verjüngten Abschnitt CT6 und ein zweites bogenförmiges Segment CR6 unterhalb eines reduzierten zylindrischen Halses 266 aufweist. Es wird bemerkt werden, daß das gesamte Segment CT6 von der Position, dargestellt in punktierter Linie, zu derjenigen, die in durchgezogener Linie dargestellt ist, nach Innen nachgeformt wird.
Folglich formt der Einhalsvorgang einen glatten, verjüngten, eingehalsten Abschnitt zwischen der Behälterseitenwand und dem zylindrischen Hals reduzierten Durchmessers. Dieser eingehalste Abschnitt oder Kegel umfaßt ein erstes bogenförmiges Segment, integral mit der Seitenwand ausgebildet, und ein zweites bogenförmiges Segment, integral mit dem reduzierten zylindrischen Hals ausgebildet. Während des Einhalsvorgangs wird der Hals, umfassend den zylindrischen Hals reduzierten Durchmessers und den eingehalsten Abschnitt, in Segmenten geformt, während die axiale Dimension erhöht und der zylindrische Hals zusätzlich im Durchmesser und in axialer Länge reduziert wird, während eine runde Schulter an dem Ende der Seitenwand ausgebildet wird. Zur gleichen Zeit wird in dem eingehalsten oder verjüngten Abschnitt eine gerade, verjüngte Wandsektion oder -segment kreiert.
In jedem der sechs Einhalsvorgänge sind die auf den Hals des Behälters, der den verjüngten oder eingehalsten Abschnitt umfaßt, angewendeten Hauptkräfte radial einwärts gerichtete Kräfte und daher wird das Metall im wesentlichen zusammengedrückt und ein lokales Biegen wird minimiert. Dem verjüngten Abschnitt wird erlaubt, sein Profil zu bestimmen, da er nicht durch die Matrize unterhalb des Kontaktbereiches gezwängt wird und folglich nicht von der Konfiguration des unteren Abschnitts der Übergangszone der Matrize abhängt. Natürlich wird die Formhülse oder das -element 150 die Oberkante des Behälters 16 in den ringförmigen Schlitz, der zwischen der Formhülse oder dem -element und dem reduzierten zylindrischen Abschnitt der Matrize 130 gebildet wird, führen. Anders ausgedrückt, liefert das Formelement 150, das in die Innenfläche des Behälters 16 eingreift, eine Führungsfunktion oder Formsteuerfunktion.
Wie oben dargestellt, wird der eingehalste Abschnitt zwischen dem zylindrischen Halsabschnitt reduzierten Durchmessers und der zylindrischen Seitenwand frei geformt und seine Konfiguration paßt sich nicht der Übergangszone der Matrize an. Die folgenden Tabellen erläutern die Matrizendimensionen und den Formanteil, der in jedem Einhalsvorgang stattfindet. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wo ein 211er-Aluminiumbehälter in sechs Vorgängen zu einem 206er-Hals reduziert wird, wurden die folgenden Matrizendimensionen verwendet: Tabelle I
Diese Dimensionen sind die tatsächlichen Dimensionen in mm (Zoll) und Grade, die in der Übergangszone der Matrize benutzt wurden, wobei A der Innenradius der ersten unteren bogenförmigen Segmentfläche, R der Radius der zweiten oberen bogenförmigen Segmentfläche und T der Winkel der dazwischenliegenden verjüngten Fläche ist, während OR der Außenradius des oberen Abschnitts der ersten bogenförmigen Segmentfläche ist. Diese Matrizen erzeugten einen Hals mit den folgenden Dimensionen in mm (Zoll) und Graden: Tabelle II
wobei CA der Radius des ersten, unteren bogenförmigen Segments, CR der Radius des zweiten, oberen bogenförmigen Segments, COR der Außenradius des oberen Abschnitts des ersten bogenförmigen Segments und CT der Winkel des Kegels zwischen den bogenförmigen Segmenten ist.
Es kann verstanden werden, daß das zweite oder obere bogenförmige Segment CR, das den oberen Teil des eingehalsten Abschnitts darstellt, in jedem nachfolgenden Einhalsvorgang nachgeformt wird, während der verjüngte Abschnitt verlängert wird. Zur gleichen Zeit wird das erste bogenförmige Segment CA, während es nicht zwangsläufig durch die Matrize nachgeformt wird, eine Änderung in seinem Krümmungsradius aufgrund des freien Formens aufweisen. Es sollte bemerkt werden, daß die Matrizen in dem dritten und vierten Vorgang flache, verjüngte Flächen T aufweisen, aber daß das verjüngte Wandsegment CT in dem Behälter nicht vor dem fünften und sechsten Einhalsvorgang geformt wird. Es wird vermutet, daß dies eher aufgrund des freien Formens des eingehalsten Abschnitts als aufgrund des Anpassens des eingehalsten Abschnitts an die Matrize resultiert. Der Einhalsvorgang bewirkt eine Verstärkung des Metalls, die am größten am oberen offenen Ende, wo ein Flansch ausgebildet wird, ist. Dies verstärkt den Flansch und minimiert Flanschrisse.
Der vollendete 206er [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]-Hals an dem oberen Ende einer 211er [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]-Zylinderseitenwand des Behälters ist in vergrößerter Ansicht in Fig. 14 gezeigt, worin ein erstes bogenförmiges Segment 280 an dem Ende der zylindrischen Seitenwand 282 ausgeformt wird, ein gerades, glattes, ebenes, nach Innen verjüngtes Segment 284 ist an dem Ende des bogenförmigen Segments 280 ausgebildet und ein zweites bogenförmiges Segment 286 geht in den reduzierten zylindrischen Halsabschnitt 288 des Behälters über. In der Endkonfiguration, gezeigt in Fig. 14, ist das erste oder untere bogenförmige Segment 280 im wesentlichen eine zusammengesetzte Kurve, die ein erstes bogenförmiges Segment mit einem Innenradius R7 und ein zweites bogenförmiges Segment mit einem Außenradius R8 aufweist. Der Endradius R7 in der beschriebenen Ausführungsform ist vorzugsweise in der Größenordnung von ungefähr 3.023 mm (0.119 Zoll), während der Außenradius R8 in der Größenordnung von ungefähr 6.426 mm (0.253 Zoll) liegt. Das verjüngte, ebene Segment 284 bildet einen Winkel A von ungefähr 20º ± 1º in Bezug auf die zentrale Achse des Behälters oder eine Ebene, die sich parallel zur Seitenwand 282 erstreckt, während der Außenradius R9 des zweiten bogenförmigen Segments ungefähr 9.423 mm (0.371 Zoll) beträgt.
Ein auswärtsgerichteter Flansch 290 wird dann an dem reduzierten Hals durch das Flanschmodul 36 ausgebildet, welches der gleiche Typ des im US-Patent Nr. 3,983,729 offenbarten sein kann.
Der Behälter, der durch das oben beschriebene Matrizeneinhalsverfahren hergestellt wurde, weist eine verbesserte Stoßwiderstandsfähigkeit und -stärke auf, da das Metall in dem Hals des Behälters dicker ist, aufgrund der radialen Kompression des darin enthaltenden Metalls.
Der Behälterhals, der gemäß der Erfindung hergestellt wurde, weist ebenso eine bessere symmetrische Geometrie auf, im Vergleich zu rollgehalsten Behältern, die durch gegenwärtig bekannte kommerzielle Rolleneinhalsvorgänge erzeugt wurden, da der Behälter ohne Grate ist, die in dem Hals während des Rollenformprozesses erzeugt werden. Der matrizengehalste Behälter weist ebenfalls eine geringere symmetrische Verformung und Flansche einheitlicher Breite auf. Die matrizengehalste, glatte, verjüngte Wand und ihr Neigungswinkel verleihen dem Behälter größere Stoßwiderstandsfähigkeit und Knickfestigkeit im Vergleich zu rollengehalsten Behältern.
Das Matrizeneinhalsverfahren der Erfindung eliminiert zudem eine Verschlechterung des Überzugs oder der Beschriftung, die gewöhnlich vor dem auszuführenden Einhalsvorgang aufgebracht wird. Der eingehalste Behälter ist im Vergleich zu einem rollengehalsten Behälter ohne Kratzer. Der glatte, verjüngte, eingehalste Abschnitt kann ebenfalls als Teil der Beschriftung verwendet werden.
Ein leicht modifiziertes Halsprofil ist in den Fig. 19 bis 21 dargestellt, wobei der eingehalste Abschnitt des Halses von unterschiedlicher Konfiguration gegenüber der in den Fig. 16 bis 18 dargestellten ist, um einen kürzeren Hals an einem 211er [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]-Behälter herzustellen, wodurch die Füllkapazität erhöht wird. In dieser Ausfilbrungsform wird ein 211er [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]-Behälter auf einen 206er [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]-Durchmesser in sechs Einhalsvorgängen heruntergehalst, wobei im wesentlichen gleiche Reduktionen unter Verwendung von Einhalsmatrizen und Formsteuergliedern, ähnlich den oben beschriebenen, aber unterschiedliche Konfigurationen aufweisend, hergestellt werden.
Die folgende Tabelle zeigt die Matrizendimensionen der sechs Matrizen, die in der Formung eines 206er [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]-Halses, gezeigt in Fig. 21, an einem 211er [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]-Aluminiumbehälter verwendet werden, wobei FSR der Radius des unteren bogenförmigen Flächensegments der Matrize, SSR der Radius des oberen bogenförmigen Flächensegments, NSD der Durchmesser der Halsfläche reduzierten Durchmessers und T ein Referenzwinkel der verjüngten Fläche zwischen den beiden Segmenten ist, während S der Abstand zwischen den Zentren der beiden Radien ist. Tabelle III
Die Fig. 19(a) bis 19(e) zeigen die radiale Kompression des Halses in jedem Einhalsvorgang, wobei das erste oder untere bogenförmige Segment durch das Bezugszeichen CFSR gekennzeichnet ist, das obere oder zweite bogenförmige Segment durch das Bezugszeichen CSSR gekennzeichnet ist, sämtlich in Zoll ausgedrückt, während der Kegelwinkel zwischep den bogenförmigen Segmenten durch das Bezugszeichen CT in Grad gekennzeichnet ist.
Demnach ist die Konfiguration des Halses nach dem ersten Einhalsvorgang in Fig. 19(a) durch die punktierte Linie dargestellt, während die darin durchgezogene Linie die Halskonfiguration nach dem zweiten Einhalsvorgang zeigt. Die Fig. 19(b), 19(c), 19(d) und 19(e) zeigen die gleiche Abfolge für die nächsten vier aufeinanderfolgenden Einhalsvorgänge, während die folgende Tabelle die entsprechenden Behälterdimensionen in mm (Zoll) darstellt: Tabelle IV
Der fertig gehalste und geflanschte Behälter ist in Fig. 21 dargestellt und umfaßt eine zylindrische Seitenwand 300 mit einem ersten oder unteren bogenförmigen Abschnitt 302, der einen Radius CFSR von ungefähr 5.842 mm (0.23 Zoll) aufweist, der in einen glatten nach Innen verjüngten Abschnitt 304 übergeht, der einen Winkel von ungefähr 26º ± 2º bildet. Das obere oder zweite bogenförmige Segment 306 weist einen Radius von CSSR von ungefähr 7.62 mm (0.30 Zoll) auf, das in den reduzierten zylindrischen Hals 307 übergeht, der den an seinem oberen freien Ende ausgebildeten Flansch 308 aufweist. Der Abstand CS zwischen den Zentren der Radien der zwei bogenförmigen Segmente beträgt ungefähr 10.922 mm (0.43 Zoll).
Das untere bogenförmige Segment wird, wie in der vorherigen Ausführungsform, in den sechs Einhalsvorgänge minimal frei nachgeformt, während der obere Teil des eingehalsten Abschnitts, umfassend das zweite bogenförmige Segment, wiederholt nachgeformt wird und sich in einen zuvor geformten Abschnitt integriert, um das glatte, nach Innen verjüngte, ebene Segment zwischen den bogenförmigen Segmenten des eingehalsten Abschnitts zu erzeugen.
Ferner ist der Hals des Behälters frei von jeglichen Markierungen oder Kratzern und der verjüngte Abschnitt ist für die Verwendung als Teil der Beschriftung, die gewöhnlich an dem Behälter vor dem Einhalsvorgang aufgebracht wird, geeignet.
In der in den Fig. 19 bis 21 dargestellten Ausführungsform wird das Einhalsen in gleichen Inkrementen in den sechs Einhalsvorgängen bewirkt und die Anfangsformung des Abschnitts des Behälters, in dem der Hals ausgebildet wurde, wurde ausgelassen. Jedoch kann in gewissen Fällen der anfängliche Formungsvorgang, beschrieben in Verbindung mit Fig. 6, verwendet werden. Dies wird gewissermaßen von dem Zustand der Behälter, die von dem Einhalssystem empfangen werden, abhängen. Natürlich kann die spezifische Konfiguration des verjüngten Abschnitts des Halses durch eine passende Wahl der Matrizendimension und der Vorgänge in jegliche gewünschte Profil geändert werden.
Das System weist eine große Flexibilität auf, da ein "211er" [68.26 mm (2-11/16 Zoll)]- Behälter zu einem "209er" [65.09 mm (2-9/16 Zoll)]-Durchmesser, einem "207.5er" [62.71 mm (2-(7.5)/16 Zoll)]-Durchmesser und zu einem "206er" [60.34 mm (2-6/16 Zoll)]- Durchmesser, lediglich durch die Eliminierung von Stationen, gehalst werden kann. Beispielsweise kann ein "209er"-Durchmesserhals an einem "211er"-Durchmesserbehälter durch die Verwendung nur des ersten und zweiten Einhalsvorganges erzeugt werden, dargestellt in den Fig. 6 und 7. Ein gehalster "207.Ser"-Behälter kann mit den vier Eintalsmatrizen, dargestellt in den Fig. 6 bis 9, hergestellt werden und ein gehalster "206er"-Behälter kann mit den sechs Matrizen, dargestellt in den Fig. 6 bis 11, hergestellt werden. Dies kann in dem offenbarten Matrizeneinhalssystem durch die Ersetzung der geeigneten Einhalsnockensegmente mit konzentrischen Nockensegmenten, wie in dem US-Patent Nr. 4,519,232 erklärt, ausgeführt werden. Alternativ können ausgewählte Einhalsstationsmodule, wenn gewünscht, überbrückt werden.
Die Verwendung zweier zusätzlicher Module kann unter Verwendung zweier zusätzlicher Einhalsmatrizen ein "204er"-Durchmesserhals erzeugen. Weitere Reduktionen zu einem "202er"- oder einem "200er"-Durchmesser oder weniger können durch die Verwendung zusätzlicher Einhalsmatrizen hergestellt werden. Zusätzlich kann das System verwendet werden, um dreifach oder vierfach eingehalste Abschnitte, wie im US-Patent Nr. 4,519,232 offenbart, herzustellen.
Wie oben erwähnt, kann die Anzahl der Einhalsmatrizen variiert werden und der Grad der Reduktion in jedem Vorgang verändert werden, ohne den Erfindungsgedanken zu verlassen. Beispielsweise ist es möglich eine "211er"-Dose zu einem "206er"-Durchmesserhals unter Verwendung von z. B. fünf Matrizeneinhalsvorgängen hinunter zu reduzieren. Die Behälter, die gehalst werden, können anfänglich auch kleiner im Durchmesser sein, wie z. B. ein "209er"- oder kleinerer Durchmesser. Wenn ein "209er"- oder kleinerer Durchmesserbehälter eingehalst wird, werden die Matrizen in den Einhalsmodulen ausgetauscht, um den unterschiedlichen Größen der Behälter angepaßt zu werden und die gewünschten Reduktionen in jedem Einhalsmodul zu erzeugen.
Obwohl die Erfindung mittels einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, wird offensichtlich sein, daß verschiedene Modifikationen erzeugt werden können, ohne ihren Umfang zu verlassen, wie in den folgenden Ansprüchen dargelegt.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines verjüngten Halses rund um ein offenes Ende eines gezogenen und gestreckten Behälters (16), um einen Abschnitt (212) reduzierten Durchmessers oberhalb einer Seitenwand (210) über einem glatten, geformten abschnitt (211) durch Einhalsen eines eingehalsten Abschnitts an dem Ende der Seitenwand (210) und einem Abschnitt (212) reduzierten Durchmessers nahe dem offenen Ende der Seitenwand (210) zu erzeugen, wobei der eingehalste Teil ein erstes an die Seitenwand (210) angrenzendes Segment (CA1) und ein zweites, an den Abschnitt (212) reduzierten Durchmessers angrenzendes Segment (CR1) aufweist; dadurch gekennzeichnet, dass nur ein oberer Teil des eingehalsten Abschnitts, der aus dem zweiten Segment (CR1) und dem Abschnitt (212) verringerten Durchmessers mittels einer Matrize, durch Einhalsen positiv nachgeformt wird, um den Durchmesser und die Länge des Abschnittes (212) verringerten Durchmessers zu verkleinern und die axiale Länge des eingehalsten Abschnitts zu vergrößern, um ein einziges, glattes Halsprofil am Behälter zu formen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein oberer Abschnitt des eingehalsten Abschnitts und der Abschnitt (212) verringerten Durchmessers in einem nachfolgenden Einhalsvorgang nachverformt werden, um einen glatten, kegelstumpfförmig verjüngten Abschnitt (228) zu formen, der sich unter einem vorbestimmten Winkel (F) von der Seitenwand (210) nach innen erstreckt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch ein erstes Segment (CA1) mit einer gerundeten, und dem glatten, kegelstumpfförmig verjüngten Abschnitt (228).

4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt des eingehalsten Abschnitts und der Abschnitt (212) verringerten Durchmessers weiterhin verformt wird, um die axiale Länge des eingehalsten Abschnitts zu erhöhen, während der Durchmesser und die Länge des Abschnitts (212) verringerten Durchmessers verringert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel kleiner als 30º ist.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Winkel etwa 21º beträgt.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Winkel etwa 26º beträgt.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Abschnitt (CR2) des eingehalsten Abschnitts (228) und der Hals (229) verringerten Durchmessers in drei weiteren Nachformschritten verformt werden, um einen eingehalsten Abschnitt mit einem ersten, bogenförmigen Segment (CA6) am Ende der Seitenwand (210), einen glatten, kegelstumpfförmig verjüngten Abschnitt (CT6), der den vorbestimmten Winkel festlegt, und ein zweites bogenförmiges Segment (CR6) an dem Hals verringerten Durchmessers zu erzeugen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hals (266) verringerten Durchmessers in jedem der drei weiteren Nachformschritte in im wesentlichen gleichen Inkrementen reduziert wird.