DE3785765T2

DE3785765T2 - Verfahren und vorrichtung zum einhalsen von dosen.

Info

Publication number: DE3785765T2
Application number: DE87904482T
Authority: DE
Inventors: T Ames; Antonio Caleffi; Dietrich Naggert; Edward Traczyk
Original assignee: American National Can Co
Current assignee: Rexam Beverage Can Co
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1993-11-25
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

Diese Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen eines Halses und Flansches an Behältern sowie auf Behälter, die nach dem genannten Verfahren und der Vorrichtung hergestellt sind sowie insbesondere auf ein anpassungsfähiges Hochgeschwindigkeitssystem zur Herstellung dieser Behälter.

Hintergrund der Erfindung

Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zum Formen eines verjüngten Halses um ein offenes Ende eines dünnwandigen, zylindrischen Behälters zur Herstellung eines reduzierten, zylindrischen Halses, dessen zylindrische Seitenwand in einen eingehalsten Abschnitt durch Einwirken auf eine äußere Oberfläche des Behälters mit einem ersten Halsform-Preßring übergeht, der eine erste zylindrische Wandfläche, deren Durchmesser im wesentlichen demjenigen der genannten zylindrischen Seitenwand entspricht, und eine zweite, zylindrische Wandfläche geringeren Durchmessers als der ersten, zylindrischen Wandfläche sowie eine Zwischenwandfläche zwischen den erwähnten ersten und zweiten, zylindrischen Wandflächen aufweist, um den genannten eingehalsten Abschnitt herzustellen, wobei die genannte Zwischenwandfläche ein erstes, gekrümmtes ringförmiges Flächensegment an dem Ende der ersten zylindrischen Wandfläche und ein zweites gekrümmtes, ringförmiges Flächensegment an dem Ende der genannten zweiten zylindrischen Wandfläche aufweist.
Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Halsformmaschine zur Herstellung eines reduzierten, zylindrischen Halsabschnitts und eines glatten, nach innen verjüngten, eingehalsten Abschnitts nahe eines offenen Endes eines dünnwandigen Metallbehälters, mit einer Mehrzahl von im wesentlichen identischen Halsformmodulen, die jeweils um feststehende Achsen drehbar sind, wobei jeder Modul eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen, Halsform-Substationen auf einem Umfang derselben aufweist, jede Halsform-Substation ein ringförmiges Halsformwerkzeug, ein Formsteuerorgan, eine Behältertragvorrichtung im Abstand von und in Ausrichtung zu dem genannten Halsform-Preßring zum Abstützen eines Behälters und Vorrichtungen auf entsprechenden Modulen zur Erzeugung einer Relativbewegung zwischen den genannten Halsform-Preßringen, den genannten Formsteuerorganen und den genannten Plattformen umfaßt, wobei die Halsform-Preßringe in einem ersten Revolverkopf einen ersten zylindrischen Flächenabschnitt, der einen Durchmesser hat, der dem Durchmesser des Behälters im wesentlichen entspricht, und einen zweiten zylindrischen Flächenabschnitt reduzierten Durchmessers sowie eine dazwischenliegende Übergangsfläche aufweisen, um das genannte Metall in der Nähe des genannten offenen Endes radial zu komprimieren und einen reduzierten, zylindrischen Hals sowie einen eingehalsten Abschnitt herzustellen, der ein erstes, gekrümmtes Segment an dem Ende der genannten Seitenwand und ein zweites gekrümmtes Segment an dem Ende des genannten reduzierten, zylindrischen Halses hat, und bei welcher die Halsform-Preßringe in jedem der aufeinanderfolgenden Module mit Übergangsflächen, die so gestaltet sind, daß der eingehalste Abschnitt erneut verformt wird und die axiale Abmessung desselben vergrößert wird, sowie mit zweiten zylindrischen Flächen mit zunehmend reduziertem Durchmesser versehen sind, um den Durchmesser und die Länge des Halses reduzierten Durchmessers zunehmend zu vermindern, während das Metall darin weiter komprimiert wird.
Zweiteilige Dosen stellen die üblichste Bauart von Metallbehältern dar, die in der Bier- und Getränkeindustrie und auch für Aerosol- und Nahrungsmittel-Verpackungszwecke verwendet werden. Sie werden gewöhnlich aus Aluminium oder zinnplattiertem Stahl geformt. Die zweiteiligen Dosen bestehen aus einem ersten zylindrischen Dosenkörperteil mit einer integralen, ein Ende darstellenden Bodenwand und einem zweiten, getrennt hergestellten Deckel am Kopfende, der, nachdem die Dose gefüllt worden ist, auf diese doppelgefalzt wird, um das offene, obere Ende des Behälters zu schließen.
Ein wichtiges, umstrittenes Ziel besteht darin, das Gesamtgewicht der Dose so stark wie möglich zu reduzieren und dabei ihre Festigkeit und ihre Funktionsfähigkeit entsprechend den Anforderungen der Industrie aufrechtzuerhalten. Für unter Druck stehende Behälterinhalte, wie zum Beispiel Limonaden oder Bier, muß der Deckel in einer Metalldicke hergestellt werden, die mindestens der zweifachen Dicke der Seitenwand entspricht. Demgemäß sollte zur Verringerung des Gesamtgewichtes des Behälters auf ein Minimum die zweite Endwand im Durchmesser so klein wie möglich sein und dennoch die strukturelle Integrität des Behälters, die Funktionsfähigkeit des Endes und auch das ästhetisch gefällige Aussehen der Dose aufrechterhalten werden.
In den meisten Fällen haben Behälter, die für Bier und karbonisierte Getränke verwendet werden, einen Außendurchmesser von 68,26 mm (2-11/16 Zoll) (bezogen auf einen 211-Behälter) und werden auf einen Durchmesser des offenen Endes von (a) 65,09 mm (2-9/16 Zoll) (bezogen auf einen 209- Hals) typischerweise in einem einzigen Einhalsvorgang für ein 209-Ende reduziert; oder (b) 62,71 mm (2-(7.5)/16) (bezogen auf einen 207½-Hals) typischerweise in einem doppelten Einhalsvorgang für ein 207½- Ende; oder (c) 60,43 mm (2-6/16) (bezogen auf einen 206-Hals) in einem drei oder vierfachen Einhalsvorgang für ein 206-Ende. Es wird erwartet, daß in Zukunft sogar Enden mit kleineren Durchmessern verwendet werden, z. B. 57,16 mm (204), 53,98 mm (202), 50,8 mm (200) oder kleiner. Ferner werden von verschiedenen Dosenabfüllern Dosen verwendet, deren Halsgröße variiert. Daher ist es für den Dosenhersteller wichtig, daß er seine Einhalsmaschine und Arbeitsvorgänge schnell von einer Halsgröße auf eine andere umstellen kann.
Bis vor kurzem umfaßte das angewandte Verfahren, den Durchmesser des offenen Endes zweiteiliger Behälter an kleinere Durchmesser der zweiten Endwand anzupassen, typischerweise einen preßring-Einhalsvorgang, bei dem das offene Ende aufeinanderfolgend durch eine, zwei, drei oder vier Werkzeuggruppen geformt wird, um jeweils eine einfach, zweifach, dreifach oder vierfach eingehalste Konstruktion herzustellen. Beispiele solcher Vorschläge sind in den U.S.-Patenten Nr. 3,687,098; 3,812,896; 3,983,729; 3,995,572; 4,070,888 und 4,519,232 beschrieben. Für diese Beispiele ist anzumerken, daß für jeden preßring-Einhalsvorgang eine sehr ausgeprägte Umfangsstufe oder -rippe geformt wird. Diese abgestufte Rippenanordnung wurde von verschiedenen Bier- und Getränkeherstellern wegen der Beschränkungen des Platzes für die Anbringung von Etiketten und der Füllkapazität als nicht befriedigend angesehen.
In dem Bestreben, den sich aus der abgestuften Rippenanordnung des Behälters ergebenden Verlust an Volumen oder Füllkapazität zu beseitigen, wurden Anstrengungen auf eine Beseitigung einiger der Stufen oder Rippen bei einem Behälterhals gerichtet. So beschreibt das U.S. Patent Nr. 4,403,493 ein Verfahren zum Herstellen eines Halses bei einem Behälter, bei dem eine Verjüngung in einem ersten Einhalsvorgang geformt und dieser verjüngte Teil erneut verformt und vergrößert wird, während der Winkel der Verjüngung vergrößert wird. Eine zweite Stufe oder Rippe des Halses wird dann zwischen dem Ende des verjüngten Abschnitts und dem reduzierten zylindrischen Hals geformt.
Auch das U.S. Patent Nr. 4,578,007 beschreibt ein Verfahren zum Einhalsen eines Behälters in einem mehrstufigen Einhalsvorgang, um eine Mehrzahl von Rippen zu erzeugen. Der eingehalste Teil wird dann mit einer äußeren Formwalze wieder verformt, um mindestens einige der Rippen zu beseitigen und einen kegelstumpfförmigen Teil mit einem im wesentlichen gleichmäßigen, nach innen gekrümmten Wandabschnitt zu erzeugen, der den eingehalsten Teil bildet.
Seit kurzem haben Bier- und Getränkehersteller eine Halsausführung bevorzugt, die eine verhältnismäßig glatte Halsform zwischen z. B. der 206 Öffnung [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] und der Dose mit einem 211-Durchmesser [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] hat. Diese Dosenausführung mit einem glatten Hals wird mittels eines Rotationseinhalsverfahrens und einer Vorrichtung hergestellt, wie sie z. B. in den U.S. Patenten Nr. 4,058,998 und 4,512,172 dargestellt sind.
Aus verschiedenen Gründen wird in der Dosenherstellungs-Industrie angenommen, daß das Rotationseinhalsen das einzige Verfahren zur Herstellung einer glatten Halsausführung darstellt. Die Patentinhaberin hat jedoch festgestellt, daß gegenwärtig erhältliche Rotationseinhalsvorrichtungen und deren Arbeitsweise nicht vollständig zufriedenstellen. Es wurde festgestellt, daß das Rotationseinhalsen das Halsmaterial streckt und dadurch dazu neigt, den Hals zu schwächen. Erfahrungen der Patentinhaberin haben gezeigt, daß bei wirtschaftlichen Herstellungsgeschwindigkeiten die gegenwärtig bekannte Rotationsformvorrichtung und das Rotationsformverfahren eine oftmalige Wartung und Überwachung erfordern und dennoch beträchtliche Kratzer und Rillen in der Halsoberfläche erzeugen, die immer unerwünscht sind. Darüber hinaus entsprachen die im Rotationsverfahren eingehalsten Behälter nicht der Ausführungsnorm, die durch den mittels eines Preßringes eingehalsten Behälter gleicher Größe gesetzt war. Beispielsweise stellte die Patentinhaberin Formänderungen in der Symmetrie von mittels des Rotations-Einhalsverfahrens hergestellten Behältern, Bruchprobleme und unebene Ränder fest, aus denen sich Veränderungen der Flanschbreite ergaben.
Während gegenwärtig zur Verfügung stehende Rotationseinhalsausrüstungen und -arbeitsvorgänge verschiedene Nachteile haben, ist es, soweit dies der Patentinhaberin bekannt ist, nicht unternommen worden, glattwandige, eingehalste Hochleistungsdosen mittels einer Preßring-Einhalsung, wie hierin gelehrt, herzustellen. Offensichtlich glaubte die Industrie, daß das Preßring-Einhalsverfahren für die Herstellung einer vollständig glattwandigen Halsausführung auf eine schnelle, ökonomische, wirksame und zuverlässige Weise nicht zu verwirklichen sei.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung hat die Patentinhaberin ein Preßring- Einhalsverfahren zur Herstellung einer glattwandigen Hochleistungs- Halskonstruktion bei metallischen, zweiteiligen, dünnwandigen Behältern entwickelt, mit welchem mindestens 1500 Behälter pro Minute hergestellt werden können, das gekennzeichnet ist durch das Erfassen einer Innenfläche des Behälters mit einem schwimmenden Formsteuerorgan, das ein Formelement umfaßt, das auf einem Körper radial schwimmend beweglich ist, der für eine radiale, schwimmende Bewegung auf einer Stütze angeordnet ist, um einen reduzierten, zylindrischen Hals zu erzeugen, der zwischen dem ersten Einhals-Preßring und dem erwähnten Formsteuerelement eingeschlossen ist, um irgendwelche Unregelmäßigkeiten in der Wanddicke und Konzentrizität in dem erwähnten reduzierten, zylindrischen Hals auf ein Minimum zu reduzieren, während ein eingehalster Abschnitt zwischen der Seitenwand und dem reduzierten, zylindrischen Hals geformt wird und erste und zweite Segmente zwischen der genannten Seitenwand und dem genannten reduzierten, zylindrischen Hals aufweist.
Die Patentinhaberin hat auch eine vielseitige und sofort austauschbare Hochgeschwindigkeitsmaschine zum Einhalsen mittels einer Form entwickelt, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die genannten Formsteuerorgane in mindestens einem ersten der genannten Module einen Hauptkörper, der im Sinne einer radialen schwimmenden Bewegung auf einer Stütze angeordnet ist, und ein Formelement aufweisen, das für die radiale, schwimmende Bewegung auf dem genannten Hauptkörper unter Berührung einer Innenfläche des genannten Behälters angeordnet ist.
Darüber hinaus bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Einhalsmaschine zur Herstellung eines reduzierten, zylindrischen Halsabschnitts und eines glattwandigen, nach innen verjüngten, eingehalsten Abschnitts in der Nähe eines offenen Endes eines dünnwandigen Behälters, bestehend aus einer Einhals-Substation, umfassend einen ringförmigen Halsform-Preßring und ein Formsteuerorgan, das mit dem genannten Halsform-Preßring zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Formsteuerorgan einen Plunger mit einem Hauptkörper umfaßt, der auf diesem radial schwimmend beweglich abgestützt ist, und dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptkörper einen kreisförmigen Teil reduzierten Durchmessers an einem Ende mit einem Außendurchmesser daran, ein Formelement, das von dem genannten Teil reduzierten Durchmessers aufgenommen ist und einen Innendurchmesser hat, der größer als der Außendurchmesser des Teils mit reduziertem Durchmesser ist, aufweist, um sich an die radiale, schwimmende Bewegung des genannten Formelements auf dem genannten Hauptkörper anzupassen, und der genannte Hauptkörper und das Formelement radial auf dem genannten Plunger radial bewegt werden können, um eine doppelte, schwimmende Wirkung für das genannte Formelement auf dem Plunger hervorzurufen.
Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Behälter, der durch das Verfahren gemäß Anspruch 1 geformt ist.
Die Ansprüche 2 bis 12 und 4 bis 25 beschreiben zusätzliche Verbesserungen der vorliegenden Erfindung.
Die Erfindung kann zur Ausbildung eines Halses an Behältern mittels eines Preßringes verschiedener Größen verwendet werden. Zum besseren Verständnis wird die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf das Halsformen des weit verbreiteten, zweiteiligen Behälters von 68,26 mm (211) Durchmesser herunter auf einen 60,34 mm (206) Durchmesser beschrieben. Es wird eine Anzahl von Preßring-Einhalssequenzen durchgeführt, um schnell und wirksam einen glatten, verjüngten Hals an dem Ende der zylindrischen Seitenwand des Behälters herzustellen. Bei der dargestellten Ausführungsform werden sechs Einhalsformvorgänge angewandt, um den Hals des "68,26 mm" ("211") Behälters auf den "60,34 mm" ("206") Hals in aufeinanderfolgenden Arbeitsvorgängen zu reduzieren.
Im Betrieb, wenn die Dose durch die Maschine nach dem ersten Arbeitsvorgang hindurchbewegt wird, überlappt und verformt erneut jeder der Preßring-Einhalsvorgänge nur einen Teil eines vorhergehend geformten Abschnitts, um einen eingehalsten Abschnitt an dem Ende der zylindrischen Seitenwand hervorzurufen, bis sich der eingehalste Abschnitt über die gewünschte Länge erstreckt. Dieses Verfahren erzeugt einen glatten, verjüngten, ringförmigen Wandteil zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem zylindrischen Halsteil reduzierten Durchmessers. Der verjüngte, ringförmige Wandteil, der gekrümmte Teile an beiden Enden aufweist, kann als der eingehalste Abschnitt oder die Verjüngung zwischen der zylindrischen Seitenwand und dem im Durchmesser reduzierten Hals charakterisiert werden.
Es wurde ferner festgestellt, daß bei der Anwendung dieses Verfahrens das Metall in dem Hals, das der eingehalste Teil und der im Durchmesser reduzierte Halsteil enthält, dicker wird und daher eine größere Druckfestigkeit der Dose unabhängig von dem Profil und der größeren Füllkapazität bietet.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung sieht das Formen eines zylindrischen Halsteils in der Nähe des zylindrischen, offenen Endes eines Behälters vor, so daß der zylindrische Hals in die zylindrische Seitenwand durch einen im allgemeinen glatt verjüngten Halsteil übergeht. Der verjüngte Halsteil zwischen dem zylindrischen Halsteil und der zylindrischen Behälterseitenwand wird zunächst durch ein unteres, im allgemeinen gekrümmtes Segment mit einer verhältnismäßig großen, inneren Krümmung am oberen Ende der zylindrischen Seitenwand und einem oberen, im allgemeinen gekrümmten Segment mit einer verhältnismäßig großen, äußeren Krümmung am unteren Ende des reduzierten zylindrischen Halses bestimmt.
Ein weiterer, verjüngter Teil wird dann an dem offenen Ende geformt und wird nach unten gepreßt, während der zylindrische Hals weiter reduziert wird. Der weiter verjüngte Teil wird frei mit dem zweiten, gekrümmten Segment integriert, der erneut verformt wird, und der verjüngte Teil wird gestreckt. Dieses Verfahren wird aufeinanderfolgend wiederholt, bis der zylindrische Hals bis auf den gewünschten Durchmesser reduziert und ein glatt verjüngter, eingehalster Teil an dem Ende der Seitenwand geformt wird. Bei jedem Halsformvorgang wird der verjüngte Teil nicht durch den Preßring eingeschnürt und wird frei, ohne Rücksicht auf die spezifischen Abmessungen der Übergangszone des Preßringes, verformt.
Der Behälter, der durch das obige Preßring-Einhals-Verfahren geformt wird, hat ein ästhetisch gefälliges Aussehen, eine größere Festigkeit und Druckwiderstandsfähigkeit und ist frei von Kratzern oder Knitterfalten in dem Hals, die bei dem Rotationseinhalsvorgang hervorgerufen werden.
Jeder Behälter-Halsformvorgang wird bevorzugt in einem Einhalsmodul durchgeführt, das aus einem Revolverkopf besteht, der um eine feststehende, senkrechte Achse drehbar ist. Jeder Revolverkopf hat eine Mehrzahl von identischen, freiliegenden Halsform-Substationen auf dem Umfang desselben, wobei jede Halsform-Substation mit einem ortsfesten Einhals-Preßring, einem Formsteuerorgan, das entlang einer Achse parallel zu der feststehenden Achse für den Revolverkopf hin- und herbewegbar ist, und einer Plattform versehen ist, die mittels Steuerkurven und Steuerkurvenabtastern bewegbar ist, wie es auch in dem oben erwähnten U.S.Patent 4,519,232 beschrieben ist, die eine continuationin-part-Anmeldung bildet und auf die hier ausdrücklich Bezug genommen wird.
Das Formsteuerorgan des erfindungsgemäßen Systems hat eine doppelte oder zweifache, schwimmende Eigenschaft, umfassend eine schwimmende Hülse, die an der Innenseite des Behälters in der Nähe des offenen Endes während des Halsformvorganges angreift. Ebenso ist das gesamte Formsteuerorgan zum Zwecke der schwimmenden, radialen Bewegung auf seiner Tragwelle angeordnet. Das zweifache, schwimmende Formsteuerelement in den Halsformmodulen wird eine Formsteuerung des mit einem Hals zu versehenden Bereichs des Behälters hervorrufen. Eine derartige Formsteuerung unterstützt die Vermeidung irgendeiner Deformation längs des offenen Endes durch Hineinbewegen in den eingehalsten Teil des Behälters. Es wurde festgestellt, daß das schwimmende Formsteuerorgan Ausschuß in erheblichem Umfang reduziert.
Im Hinblick auf die meisten Aspekte sind die Halsformmodule im wesentlichen identisch, was eine maximale Flexibilität hinsichtlich der Installierung und der Wartung des Systems bei geringsten Kosten ermöglicht.

Kurzbeschreibung der verschiedenen Ansichten der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Hals- und Flanschformvorrichtung, in welche die modulare Eigenschaft der vorliegenden Erfindung eingearbeitet ist;
Fig. 2 einen Querschnitt eines Moduls, in dem zwei Halsform- Substationen entlang Linie 2-2 in Fig. 1 gezeigt sind;
Fig. 3 einen Querschnitt einer der Substationen zum Formen des Halses;
Fig. 4 einen vergrößerten, weggebrochenen Querschnitt des Formsteuerorgans;
Fig. 5 einen vergrößerten, weggebrochenen Querschnitt, der die Beziehung zwischen einem Behälterrand und einer Preßring- Formfläche zeigt;
Fig. 6-11 jeweils in Aufeinanderfolge die sechs Bearbeitungsstufen, die beim Halsformen verwendet werden;
Fig. 12 einen fertigen, eingehalsten und geflanschten Behälter;
Fig. 13 einen weggebrochenen Querschnitt des oberen Endes des Behälters vor dem Formen des Halses;
Fig. 14 einen weggebrochenen, vergrößerten Querschnitt des fertigen, eingehalsten und geflanschten Behälters;
Fig. 15 (a) und (b) die Gestaltung eines Teils der Steuerkurven, die den Behälter und das Formsteuerorgan bewegen;
Fig. 16 (a-e) die fortschreitende Entwicklung des Halsprofils des Behälters während der verschiedenen Halsformvorgänge;
Fig. 17 eine im wesentlichen der tatsächlichen Größe entsprechende Ansicht eines Halsprofils nach jedem der sechs Halsformvorgänge;
Fig. 18 eine vergrößerte Schnittansicht, die den Hals des Behälters nach jedem Halsformvorgang zeigt;
Fig. 19 (a-e) die fortschreitende Entwicklung eines modifizierten Halsprofiles eines Behälters während der verschiedenen Halsformvorgänge;
Fig. 20 eine im wesentlichen der tatsächlichen Größe entsprechende Ansicht des modifizierten Halsprofils nach jedem der sechs Halsformvorgänge; und
Fig. 21 einen vergrößerten Querschnitt des fertiggestellten, modifizierten Halsprofils.
Während diese Erfindung in zahlreichen unterschiedlichen Ausführungsformen ausgeführt werden kann, sind in den Zeichnungen und nachstehend im einzelnen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung in dem Verständnis beschrieben, daß die vorliegende Beschreibung als ein Ausführungsbeispiel der Grundsätze der Erfindung zu verstehen und nicht beabsichtigt ist, den Schutzumfang der Erfindung auf die dargestellten Ausführungsformen zu beschränken.

Detaillierte Beschreibung

Fig. 1 der Zeichnungen stellt in Draufsicht ein allgemein mit 18 bezeichnetes System oder eine Maschine zum Formen eines Halses und Flansches zur Herstellung von Behältern gemäß der Erfindung dar, wobei die Behälter ein glatt geformtes Halsprofil und einen nach außen gerichteten Flansch haben.
Wie unten genauer beschrieben ist, schließt die Hals- und Flanschformmaschine 18 eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen Modulen ein, umfassend die Halsformstationen, die, wie in Fig. 1 gezeigt, in einem im allgemeinen C-förmigen Muster positioniert sind. Eine einzelne Bedienungsperson kann den Betrieb aller Module von einem zentralen Ort aus visuell beobachten und steuern. Die Mehrzahl der einzelnen Module sind miteinander verbunden, damit ein vollständiges System oder eine Maschine zum Formen des Halses und Flansches zur Verfügung steht, wie nachstehend erklärt wird.
Fig. 1 zeigt Behälter 16 aus Metall, die entlang einer Bewegungsbahn 20 zum Formen eines Halses der Maschine 18 zugeführt werden. Wie oben erwähnt ist, hat die Ausführungsform in Fig. 1 sechs Behälterhalsform- Stationsmodule, die jeweils mit dem Bezugszeichen 22, 24, 26, 27, 32, 34 versehen sind, sowie einen Stationsmodul 36 zum Formen eines Flansches. Neun Überführungsräder 21, 23, 25, 28, 29, 31, 33, 35 und 38 bewegen die Behälter reihenweise und auf einer serpentinenförmigen Bewegungsbahn durch die verschiedenen Halsform-Stationen.
Jeder der Halsform-Stationsmodule 22, 24, 26, 27, 32 und 34 ist im wesentlichen identisch konstruiert, um austauschbar zu sein, und kann in Abhängigkeit von der Bauart des zu formenden Behälters dem System hinzugefügt oder von diesem weggenommen werden. Jeder der Halsform- Stationsmodule hat eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten, einzelnen, im wesentlichen identischen Halsform- Substationen (Fig. 3). Die Zahl der Stationen und Substationen kann vergrößert oder verringert werden, um die gewünschten Halsformvorgänge für verschiedene Dosengrößen zu ermöglichen. Die Einzelheiten der Halsform-Substationen werden später im einzelnen näher beschrieben.
Ein zusätzlicher Vorteil der Verwendung im wesentlichen identischer Module besteht darin, daß viele der Komponenten der Module identisch konstruiert sind und daher eine Verringerung der Lagerhaltung von Teilen ermöglichen.
Die Anordnung gemäß Fig. 1 zeigt zylindrische Behälter 16 aus Metall, die aus üblichen Materialien in irgendeiner üblichen Weise hergestellt sind und aufeinanderfolgend durch geeignete Transportmittel (nicht gezeigt) der Hals- und Flanschform-Maschine 18 zugeführt werden. Die Transportmittel führen die Behälter einem ersten Überführungsrad 21 zu, wie es in der Technik bekannt ist. Die Behälter werden dann reihenweise durch die Halsformmodule mittels der zwischengeschalteten Überführungsräder geführt.
Genauer gesagt, liefert das erste Überführungsrad 21 die Behälter 16 an dem ersten Halsformmodul ab, der allgemein mit der Bezugsziffer 22 bezeichnet ist, wo ein erster Halsformvorgang an dem Behälter durchgeführt wird, wie später beschrieben wird. Die Behälter 16 werden dann an ein zweites Überführungsrad 23 abgeliefert, das die Behälter einem zweiten Halsformmodul 24 zuführt, wo ein zweiter Halsformvorgang an dem Behälter durchgeführt wird. Der Behälter wird dann von dem zweiten Modul durch ein drittes Überführungsrad 25 entfernt und einem dritten Halsformmodul 26 zugeführt, wo ein dritter Halsformvorgang durchgeführt wird.
Wie nachstehend näher erklärt wird, wird gleichzeitig an jeder Station eine Anzahl von Behältern bearbeitet oder geformt, wobei sich jeder Behälter in einem unterschiedlichen Zustand der Halsbildung befindet, wenn er von der Eintrittstelle zu der Austrittstelle jedes Halsform- Stationsmoduls bearbeitet wird.
Die Behälter werden dann aufeinanderfolgend durch die vierten, fünften und sechsten Halsformmodule 27, 32 und 34 bewegt, um den Halsformvorgang zu vervollständigen. Die eingehalsten Behälter 16 werden danach durch das Überführungsrad 35 zu einem Flanschformmodul 36 bewegt, wo ein nach außen gerichteter Flansch an dem Behälter hergestellt wird, wie es in der Technik bekannt ist, und an ein Überführungsrad 38 zur Ablieferung an einen Ausgangsförderer (nicht gezeigt), abgegeben.
Alle sich bewegenden Organe in der Hals- und Flanschformmaschine werden durch eine einzige Antriebsvorrichtung 44 angetrieben, die einen drehzahlveränderlichen Motor umfaßt, der an ein Ausgangsgetriebe 46 angeschlossen ist. Jedes der Überführungsräder ebenso wie die Halsformmodule und Flanschformmodule haben miteinanderkämmende Zahnräder, damit eine synchronisierter, kontinuierlicher Antrieb für sämtliche Komponenten geschaffen wird.
Die Eigenschaft des Antriebs mit veränderlicher Drehzahl der Antriebsvorrichtung 44 ermöglicht eine automatische Steigerung und Verringerung der Drehzahl des Moduls, um die Menge der sich durch das Modul bewegenden Behälter an den Fluß im übrigen Teil der Behälterlinie anpassen. Der Antrieb mit unterschiedlicher Drehzahl erlaubt es auch der Bedienungsperson, die Bestandteile des Systems genau aufeinander einzustellen. Die Hals- und Flanschformmaschine weist auch geeignete Behälter- Führungselemente 48 auf, die jedem der Module zugeordnet und auf jedem der Überführungsräder angeordnet sind, um zu gewährleisten, daß die Behälter auf der Transportbahn bleiben.
Ein geeignetes Verbindungs- und Traggestell, das allgemein mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist, ist zur Abstützung drehbarer Revolverköpfe 70 vorgesehen, die Teil der Module sind. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird das feststehende oder ortsfeste Gestell 50 auf einer Plattform oder Basis 51 abgestützt und umfaßt einen unteren Gestellteil 52 und einen oberen Gestellteil 54, die durch Säulen 56 miteinander verbunden sind. Ringkragen 58 verbinden in geeigneter Weise die Säulen 56 mit den Gestellteilen 52, 54 durch nicht gezeigte Bolzen, so daß eine starre Konstruktion vorhanden ist, um die Genauigkeit der Ausrichtung verschiedener, beweglicher Bestandteile sicherzustellen, wie später beschrieben wird.
Die Gestellkonstruktion 50 stellt eine feststehende Stütze oberhalb der Plattform 51 für eine drehbare Revolverkopfanordnung 70 dar, die eine Mehrzahl identischer Halsform-Substationen, die, allgemein mit 72 bezeichnet, rund um den Umfang derselben und in fester Beziehung zueinander gehalten sind. Fig. 2, die eine Ansicht ist, welche teilweise einen Querschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1 darstellt, zeigt zwei der Substationen 72a und 72b. Die Revolverkopfanordnung 70 umfaßt, wie Fig. 2 zeigt, einen unteren Revolverkopfteil 74 und einen oberen Revolverkopfteil 76, die auf einer mittleren Antriebswelle 78 abgestützt sind, die sich durch Öffnungen 80 und 82 in den Gestellteilen 52 und 54 erstreckt. Die Revolverkopfanordnung 70 ist auf den Gestellteilen durch geeignete Lagerteile 84a und 84b abgestützt. Es ist anzumerken, daß die Substationen 72a und 72b ebenso wie sämtliche anderen Substationen 72 sich mit der Welle 78 drehen, während die Säulen 56 im wesentlichen ortsfest bleiben. Der obere Revolverkopfteil 76 hat eine hohle, zylindrische Form und ist auf der Welle 78 verschiebbar positionierbar sowie in einer eingestellten Position durch einen Keilvorrichtung 86 und einen Spannring 88 befestigt. Der untere Revolverkopfteil 74 ist mit dem unteren Teil der Welle 78 fest verbunden. Die verschiebbar positionierbare Eigenschaft des oberen Revolverkopfteils 76 erlaubt es, den Revolverkopfteil 76 längs der Welle 78 in bezug auf den Revolverkopfteil 74 ohne Änderung der Ausrichtung der Halsform-Substationen neu zu positionieren; dadurch können die Revolverkopfanordnungen 70 an Behälter unterschiedlicher Höhe angepaßt werden.
Eine sich radial erstreckende, obere Nabenanordnung 90 bildet einen Teil des oberen Revolverkopfteils 76 und stellt eine Stützvorrichtung für den oberen Teil der Halsform-Substationen 72 dar, wie zu beschreiben ist. In ähnlicher Weise erstreckt sich eine untere Nabenanordnung 92 radial nach außen, um einen Teil des unteren Revolverkopfteils 74 zu bilden und den unteren Teil der Halsform-Substationen 72 abzustützen, wie zu beschreiben ist. Die Nabenanordnungen 90, 92 haben zueinander ausgerichtete Taschen 94 an dem äußeren Umfang derselben, die als zusammenpassende Paare zur Aufnahme der Bestandteile der Substationen 72 und zur Gewährleistung einer genauen Ausrichtung der oberen und unteren Teile der Halsform-Substationen 72 bearbeitet sind. Auch die obere Nabenanordnung 90 weist Taschen 96 auf, die mit Führungselementen 48 zusammenwirken, um die Lage der Behälter zu steuern, wenn sie durch den Halsform-Stationsmodul bewegt werden.
Wie oben festgestellt und in Fig. 2 gezeigt ist, sind die Substationen im wesentlichen identisch, und eine Beschreibung einer Substation 72 erläutert die Konstruktion der anderen Substationen in jedem der Stationsmodule.
Fig. 3 zeigt genauer die Halsform-Substation 72, die einen unteren Behälter-Hubteil, allgemein mit 100 bezeichnet, und einen oberen Form- oder Halsformteil, allgemein mit 102 bezeichnet, umfaßt. Unter Bezugnahme auf Fig. 2 und 3 umfaßt der Behälter-Hubteil 100 ein äußeres, zylindrisches Organ oder eine Hülse 108, die eine im allgemeinen kreisförmige Öffnung 110 mit einem Plunger oder Tauchkolben 112 aufweist, der in der Öffnung 110 hin- und herbewegbar ist. Das untere Ende des Tauchkolbens 112 weist eine Kurvenrolle 116 auf (siehe Fig. 2), die auf einer oberen, freiliegenden Kurvenfläche einer Plankurve 118 abrollt, welche auf dem unteren Gestellteil 52 abgestützt ist. Das obere Ende des Tauchkolbens 112 hat eine Behälter-Tragplattform 120, die mit dem Tauchkolben durch eine Befestigungsvorrichtung 122 fest verbunden ist. Die Tragplattform oder Behälter-Tragvorrichtung hat eine innere, nach oben gekrümmte Verlängerung 124 zum Erfassen der inneren Unterseite des Behälters. Der Tauchkolben 112 wirkt mit der Hülse 108 zusammen, um sowohl eine Flüssigkeits-Zentriervorrichtung vorzusehen als auch die Kurvenrollen 116 in Berührung mit der Plankurve 118 vorzuspannen, wie es genauer in der U.S. Patentschrift Nr. 4,519,232 beschrieben ist, auf die hier Bezug genommen wird.
Die Plankurve 118 besteht im wesentlichen aus einem fest montierten Ring, der in Umfangsrichtung auf dem unteren Gestellteil 52 sitzt. Die Plankurve hat eine ausgewählte Höhe und Form und ist gegenüber dem unteren Ende der Substationen 72 ausgerichtet, um die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Tauchkolbens 112 und daher des Behälters 16 zu steuern, wenn der Revolverkopf auf dem feststehenden Gestell 50 gedreht wird. Da die Kurvenrollen 116 gegen die Plankurve 118 vorgespannt sind, bestimmt die Form der Steuerkurvenfläche der Plankurve die Position des Behälters 16, wie später beschrieben wird.
Der obere Halsformteil 102 umfaßt ein feststehendes Halsform-Preßringelement 130, das an einem hohlen Zylinder 132 mittels einer Schraubkappe 134 befestigt ist. Der Zylinder 132 hat eine axiale Öffnung 136, in der ein hohler Plunger oder Schaft 137 hin- und herbewegbar angeordnet ist. Eine Kurvenrolle 138 (siehe Fig. 2) ist an dem oberen Ende des Schaftes 137 angeordnet und liegt abrollbar an einer freiliegenden Steuerkurvenfläche einer feststehenden, oberen Plankurve 139 an, die an dem oberen Gestellteil 54 befestigt ist.
Der Plunger 137 und die Kurvenrolle 138 werden an der Plankurve 139 mittels Druckflüssigkeit gehalten, die auch den Schaft 137 in der Öffnung 136 zentriert, wie es im U.S. Patent 4,519,232 erläutert ist. Der untere Rand des Plungers 137 trägt ein Formsteuerorgan 140, wie erklärt wird. Auch der Plunger 137 und das Formsteuerorgan 140 haben eine Öffnung 141 zum Einführen von Druckluft in den Behälter während des Halsformvorgangs, wie später erklärt wird.
Wenn der Modul in Betrieb ist, wird die Welle 78 um eine feststehende Achse auf dem stationären Gestell 30 in Drehung versetzt. Die Behälter 16 werden auf die Plattform 120 und in Anlage an der Verlängerung 124 bewegt, wenn der untere Hubteil sich in der untersten Stellung befindet, wie es in der Substation 72a auf der linken Seite der Fig. 2 gezeigt ist. Die Konfiguration der unteren Plankurve 118 ist derart, daß der Behälter in den Preßring 130 nach oben bewegt wird, wenn die Welle 78 gedreht und daher das obere, offene Ende des Behälters schrittweise umgeformt werden. Etwa zu der Zeit, in welcher der obere Rand des Behälters den Preßring 130 berührt, wird Druckluft in den Behälter aus einer nicht gezeigten Quelle durch die Öffnung 141 zugeführt. Wenn die Revolveranordnung 70 um etwa 120º der Revolverkopfdrehung gedreht wird, ist die obere Plankurve 139 so gestaltet, daß sie eine Bewegung des Formsteuerorgans 140 nach oben aufgrund der Konfiguration der Plankurve ermöglicht. Wie oben erwähnt, ist der Schaft 137 einschließlich des Formsteuerorgans 140 durch Druckflüssigkeit nach oben vorgespannt und wird sich nach oben in die Position bewegen, die an der Substation 72b gezeigt ist, wenn die Revolverkopfanordnung sich dreht. Danach, während des Restes der 360º-Drehung, sind die Plankurven 118 und 139 so konfiguriert, daß die Plattform 120 und das Formsteuerorgan 140 in ihre tiefsten Stellungen bei im wesentlichen gleichen Geschwindigkeiten zurückkehren, während der mit einem Hals versehene Behälter von dem Preßring entfernt wird. Während dieser Abwärtsbewegung wird die Druckluft in dem Behälter den Behälter von dem Preßring auf die Plattform 120 drücken. Die Behälter 16 werden kontinuierlich der Plattform 120 zugeführt, bearbeitet und entfernt, wie es in Fig. 1 angedeutet ist.
Die relative, senkrechte Bewegung der Behälter 16 und des Formsteuerorgans 140 ist wichtig, um die Reibkräfte zwischen dem Behälter und dem Halsform-Preßring während des Halsformvorgangs auf ein Minimum zu reduzieren. So ist die senkrechte oder aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Formsteuerorgans größer als die senkrechte oder aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Behälters während desjenigen Abschnitts des Umdrehungszyklus, in dem das Formen des Halses stattfindet, und sie ist vorzugsweise etwa 5 % größer. Diese Relativbewegung wird durch die Konfiguration der Plankurven 118 und 139 gesteuert und ist in Fig. 15 dargestellt.
Die Plankurven sind vorzugsweise in drei gleiche Segmente von etwa 120º unterteilt, und es ist ein Segment in Fig. 15 gezeigt. Das Steuerkurvensegment 118a der Plankurve 118 in Fig. 15 (a) bewegt den Behälter 16 nach oben, bis der obere Rand des Behälters den Preßring 130 berührt. Die aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Behälters wird dann durch das abgeflachte Steuerkurvensegment 118b zwischen der Zeit, in der der Rand des Behälters 16 den Preßring 130 berührt und der Zeit, in der der Behälterrand an dem Formsteuerorgan 140 anliegt, reduziert. Dies ermöglicht eine Zentrierung des Behälters in dem Preßring und des Formsteuerorgans 140 in dem Behälter. Die aufwärts gerichtete Geschwindigkeit des Behälters wird dann durch das Steuerkurvensegment 118c während des Restes des Halsformzyklus, erhöht. Gleichzeitig ist die Kurvenfläche 137a der oberen Plankurve 137 so konfiguriert, daß eine aufwärts gerichtete Bewegung des Formsteuerorgans bei konstanter Geschwindigkeit beginnt, wenn der Behälterrand sich an den Preßring 130 legt.
Der Behälter und das Formsteuerorgan werden dann mit der etwa gleichen Geschwindigkeit abgesenkt, während die Druckluft den Behälter aus dem Preßring herausdrückt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 und auch auf Fig. 2 und 3, hat das Formsteuerorgan 140 gemäß einem Aspekt der Erfindung eine innere Formhülse oder ein inneres Formelement 150, das für eine radiale, schwimmende Bewegung abgestützt ist, um sich an die Relativbewegung des Formelements in bezug auf einen feststehenden Halsform-Preßring 130 anzupassen.
Genauer gesagt, das Formsteuerorgan 140 besteht aus einem hohlen, zylindrischen Organ 142, das einen abgestuften, unteren Endteil 144 von reduziertem Außendurchmesser 146 hat. Eine Formhülse 150 ist an dem Endteil 144 angeordnet. Die Hülse 150 hat einen Durchmesser 152, der geringfügig größer als der Außendurchmesser 146 des Endteils 144 ist und auf dem Organ 142 durch eine Kappe 160 gehalten ist, die einen integralen, sich längs erstreckenden Abschnitt oder eine Stange 162 aufweist, die sich durch die axiale Öffnung 164 in dem Organ 142 erstreckt. Durch die Stange 162 erstreckt sich eine Öffnung 166, die einen hohlen Bolzen 168 aufnimmt, um die Kappe 160 mit dem Plunger 137 fest zu verbinden, und der hohle Bolzen 168 bildet einen Teil der axialen Öffnung 141. Der untere Rand der Hülse 150 hat eine verjüngte Außenkante 170, die im Sinne einer Zentrierung der Formhülse 150 in bezug auf den Behälter 16 wirksam ist, wenn dieser in das offene Ende eintritt.
So ist der Durchmesser der axialen Öffnung 164 geringfügig größer als der Außendurchmesser der Stange 162 und die axiale Länge des Organs 142 ist geringfügig kleiner als die Länge der Stange. Hierdurch wird ein geringfügiger, senkrechter Abstand 165 zwischen dem oberen Ende des Organs 142 und der Unterkante des Schaftes 137 geschaffen, um ein radiales Spiel oder eine radiale Bewegung des Organs 142 auf der Stange 162 zu ermöglichen.
Somit ist die Formhülse 150 auf dem zylindrischen Organ 142 schwimmend radial bewegbar, während das zylindrische Organ 142 auf dem Plunger- oder schaft 137 radial schwimmend bewegbar ist, so daß das Formelement oder die Formhülse 150 mit einer zweifachen Schwimmeigenschaft oder -bewegung ausgestattet ist.
Es ist verständlich, daß bei der gezeigten Ausführungsform die Freiräume in Fig. 4 vergrößert wurden und daß der Freiraum zwischen dem Organ 142 und dem Formelement 150 etwa 0,0762 +/- 0,0254 mm (0,003 +/- 0,001 Zoll) beträgt. Auch ist es erwünscht, keinen Zwischenraum zwischen der Außenseite des Organs 142 und der Innenseite des oberen Abschnitts 130U des Preßrings 130 zu haben. Der Zwischenraum zwischen dem Organ 142 und der Tragstange 162 beträgt etwa 0,1270 mm (0,005 Zoll).
Wie oben erwähnt, ermöglicht die doppelte Schwimmeigenschaft der Formhülse oder des Formelements 150 eine Ausrichtung des Hauptkörpers 142 des Formsteuerorgans 140 gegenüber dem feststehenden Halsform-Preßring 130, während das schwimmende oder radial bewegliche Formelement 150 sich in bezug auf den feststehenden Halsform-Preßring 130 bewegen wird und damit das zylindrische Organ 142 in dem Behälter zentriert wird. Die innere Öffnung in dem oberen Teil 130U des Halsform-Preßrings 130 und der Außendurchmesser der Formhülse oder des Formelementes 150 sind so dimensioniert, daß ein minimaler Zwischenraum von vorzugsweise weniger als 0,00508 mm (0,0002 Zoll) zwischen den beiden vorhanden ist, wenn der Rand des Behälters 16 darin aufgenommen wird. Somit wird das Metall des Behälters 16 und zwischen der Formhülse oder dem Formelement 150 und dem oberen Teil 130U des Preßrings 130 eingefangen oder eingeschlossen, und das zweifach schwimmende Formelement ergibt eine "Formsteuerung", um die Konzentrizität des Behälters für den gesamten Bereich aufrechtzuerhalten, der mit einem Hals versehen werden soll. Dies trifft insbesondere für den ersten Halsformvorgang zu, in dem der obere Teil des Behälters mit der gewünschten Konzentrizität in Übereinstimmung gebracht wird und wobei Abweichungen in der Wand auf ein Minimum reduziert werden und irgendwelche Behälterdefekte, insbesondere Knicke oder Vertiefungen in der Nähe des Randes, auf ein Minimum reduziert oder eliminiert werden. Die vorliegende Erfindung sieht ein Verfahren vor, durch das ein Behälter mit einem Hals versehen werden kann, um eine kleinere Öffnung durch Verwendung einer Mehrzahl von Halsformmodulen zu erzielen. Bei der dargestellten Ausführungsform in Fig. 1 werden an dem Hals des Behälters sechs unterschiedliche Halsformvorgänge und ein Flanschformvorgang ausgeführt. Ein oberer Teil des eingehalsten oder nach innen verjüngten Teils wird während jedes der Halsformvorgänge umgeformt. Bei jedem Halsformvorgang wird eine kleine Überlappung mit einem vorhergehend eingehalsten Teil hervorgerufen, während der gesamte, eingehalste Teil gestreckt und axial verlängert wird und kleine Reduktionssegmente geschaffen werden, so daß die verschiedenen Arbeitsvorgänge glatt ineinander übergehen und zu dem endgültigen, eingehalsten Teil führen. Der endgültige, eingehalste Teil hat eine abgerundete Schulter an dem Ende der zylindrischen Seitenwand, die in ein nach innen verjüngtes, ringförmiges, gerades Segment über einen gekrümmten Teil ausläuft. Das gegenüberliegende Ende des ringförmigen, geraden Segmentes geht in den reduzierten, zylindrischen Hals mittels eines zweiten, gekrümmten Segmentes über.
Der Halsformvorgang wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6-11 beschrieben. Bei der beschriebenen Ausführungsform wird ein "211" [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] Aluminiumbehälter mit einem Hals versehen, der in sechs Arbeitsvorgängen zu einem "206" [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] Hals hervorgeht. Es sei angenommen, daß ein von einem Förderer gemäß Fig. 1 mitgeführter Behälter 16 in eine Position bewegt worden ist, wie sie in der Substation 72a in Fig. 2 gezeigt ist, und der Halsformvorgang eingeleitet wird. Fig. 6-11 zeigen den Halsformvorgang, der in den sechs Halsform- Stationsmodulen durchgeführt wird.
Unter kurzem Hinweis auf Fig. 13 hat der Behälter 16 typischerweise einen verdickten Teil nahe seines oberen, offenen Endes, bevor die Halsform-Arbeitsvorgänge durchgeführt werden. Bei der dargestellten Ausführungsform hat der Behälter 16 eine Seitenwand, die eine Dicke (W) hat, die im Bereich von etwa 0,1016-0,1270 mm (0,0040-0,0050 Zoll) liegt, während ein oberer Halsbereich (N) eine Dicke (t) hat, die im Bereich von etwa 0,1905 mm (0,0075 Zoll) herunter bis etwa 0,1270 mm (0,0050 Zoll) beträgt, während die Länge (L) im Bereich von etwa 9,398-22,86 mm (0,37-0,90 Zoll) liegt.
Der linksseitige Teil in Fig. 6 zeigt einen Behälter 16, der in einen Halsform-Preßring 130A nach oben bewegt worden ist. Wenn das offene Ende des Behälters 16 mit dem Preßring in Berührung gebracht wird, resultieren aus dem Formwinkel in dem Preßring große radiale Kräfte auf die Behälterwand und geringe axiale Kräfte, so daß eine radiale Kompression der Wand des Behälters stattfindet, wie hieraus deutlich wird.
Fig. 6 zeigt einen Halsform-Preßring 130A, der einen ersten, zylindrischen Wandteil 202a, eine Übergangszonenfläche 204 und einen zweiten, zylindrischen Wandteil 205 hat. Der erste, zylindrische Wandteil 202a hat einen Durchmesser, der annähernd dem Außendurchmesser des Behälters 16 mit einem Spiel von etwa 0,1524 mm (0,006 Zoll) entspricht. Der zweite, zylindrische Wandteil 205 hat einen reduzierten Durchmesser, der gleich dem Außendurchmesser des reduzierten Halses ist, der bei dem ersten Halsformvorgang geformt wird.
Die Übergangszone oder Zwischenfläche 204 hat ein erstes, gekrümmtes Flächensegment A1 am Ende des ersten, zylindrischen Wandteils 202, das einen Radius von etwa 5,588 mm (0,220 Zoll), und ein zweites, gekrümmtes Flächensegment R1 am Ende des zweiten, zylindrischen Wandteils 205 hat, das einen Radius von etwa 3,048 mm (0,0120 Zoll) hat. Wenn der Behälter 16 in das Preßringelement 130A nach oben bewegt wird,
wie es auf der rechten Seite der Fig. 6 abgebildet ist, werden der Durchmesser des Behälterhalses verringert und eine geringe Krümmung 211 an dem Behälterkörper zwischen dem reduzierten, zylindrischen Hals 212 und der Behälterseitenwand 210 geformt.
Bei dem ersten Arbeitsvorgang wird der Durchmesser des Halses nur um ein sehr geringes Maß reduziert, z. B. um etwa 0,762 mm (0,030 Zoll), während der mit dem Hals zu versehende Teil des Behälters für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge vorbereitet wird. Mit anderen Worten, ein Formsteuervorgang wird an dem äußersten Halsteil vorgenommen, um den Behälter für die nachfolgenden Arbeitsvorgänge vorzubereiten.
Dies wird erreicht durch eine strenge Kontrolle der Abmessungen und Toleranzen der reduzierten, zylindrischen Fläche 205 des Preßrings 130A und des Durchmessers der Außenfläche der Formhülse oder des Formelements 150A. Der Außendurchmesser der Hülse oder des Elements 150A entspricht dem Innendurchmesser der zylindrischen Fläche 205 um weniger als dem Zweifachen der Dicke der Behälterseitenwand (t) mit einem maximalen Spiel von 10 % der Wanddicke. Durch eine derart strenge Kontrolle dieser Abmessungen werden Vertiefungen oder Ungenauigkeiten in dem Behälter entfernt oder auf ein Minimum reduziert, und es werden auch irgendwelche Unterschiede der Wanddicke über den Umfang des Halses verringert, um eine Konzentrizität der Seitenwand des Behälters gegenüber dem Preßring zu erreichen.
Wie oben erwähnt, kann auch während der Bewegung des Behälters 16 aus der auf der linken Seite in Fig. 6 dargestellten Lage in die auf der rechten Seite der Fig. 6 dargestellten Lage Druckluft in den Behälter durch die Öffnung 141 (Fig. 4) zum Unterdrucksetzen desselben eingeleitet werden, falls dies als nötig erachtet wird, um dadurch dem Behälter vorübergehend eine höhere Festigkeit zu verleihen. Diese Luft wird hauptsächlich benutzt, um den Behälter von dem Halsform-Preßring 130A abzustreifen, nachdem der Halsformvorgang beendet ist. Wie oben in Verbindung mit der Aufwärtsbewegung des Behälters 16 erläutert wurde, werden das Formsteuerorgan 140A und die Formhülse oder das Element 150A nach oben geringfügig schneller bewegt als der Behälter 16, um das Hereinziehen des Metalls der Behälterwand in den Preßring zu unterstützen.
In der ersten Formstation formt das Preßringelement 130A den Behälter 16 derart, daß dieser mit dem nach innen verjüngten oder eingehalsten Abschnitt 211 zwischen einer zylindrischen Seitenwand 210 und einem reduzierten, zylindrischen Hals 212 versehen wird; der verjüngte Abschnitt 211 umfaßt erste und zweite, gekrümmte Segmente CA1 bzw. CR1. Nachdem der erste Halsformvorgang beendet ist, wird der teilweise eingehalste Behälter 16 von dort ausgestoßen und dem zweiten Formstationsmodul zugeführt. Bei dem zweiten Halsformvorgang wird der eingehalste Teil axial verlängert, während der reduzierte, zylindrische Halsteil 212 im Durchmesser weiter durch die Kompression des darin enthaltenen Metalls reduziert wird. Dies wird durch einen zweiten Halsform-Preßring 130B (Fig. 7) erreicht, der eine Übergangszone 222 zwischen einer zylindrischen, ersten Fläche 202b, deren Innendurchmesser dem Außendurchmesser des Behälters entspricht, und einer reduzierten, zylindrischen Oberfläche 226 am oberen Ende derselben aufweist. Die Übergangszone 222 hat wiederum ein erstes, gekrümmtes Flächensegment A2, das mit der zylindrischen Wandfläche 202b eine Einheit bildet, sowie ein zweites, gekrümmtes Flächensegment R2, das mit der zylindrischen Fläche 226 reduzierten Durchmessers eine Einheit bildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 legt sich die Fläche 222 des Preßringelementes 130B der zweiten Halsformstation zunächst an den oberen Rand des Behälters 16 mit der gekrümmten Preßringfläche R2 in einem kleinen, spitzen, formenden Winkel an.
Es wurde festgestellt, daß die Krümmung oder der Radius an der Stelle, an welcher der Behälter von dem Preßring 130B erfaßt und der Formwinkel zwischen der Berührungsstelle und einer zur Behälterachse parallelen Ebene gebildet werden, kritisch sind, wenn ein eingehalster Behälter erzeugt werden soll, der frei von Falten ist. Dieser Winkel, der auch als der Form- oder Sperrwinkel bezeichnet wird, muß so klein gehalten werden, daß eher radiale Kräfte, die als radiale Schrumpfbeanspruchungen bekannt sind, als axiale Kräfte entwickelt werden, um den Behälter mit einem Hals zu versehen.
In Fig. 5 bildet eine Tangente T an die Wandfläche des Preßringes die Berührungsstelle mit dem oberen Rand des Behälters 16 und führt zu einem geringfügigen Aufprall- oder Formwinkel "F" mit einer Ebene "P", die sich parallel zu der Seitenwand des Behälters erstreckt. Es wurde festgestellt, daß, wenn dieser Winkel "F" im Bereich von etwa 15º bis 20º gehalten wird, die meisten dieser Kräfte radiale und nicht axiale Kräfte sein werden, um den Hals des Behälters zu komprimieren. Axiale Kräfte neigen dazu, eher eine Biegewirkung wie bei gewöhnlichen Preßring- Einhalsformvorgängen auszuüben.
Es wurde außerdem festgestellt, daß bei einem vorhandenen Preßringkontakt der Behälter 16 bei dem kleinen Formwinkel "F" es ermöglicht, den eingehalsten Teil des Behälters 16 im wesentlichen "frei zu formen" oder zu der Stelle hin zu verjüngen, wo das obere Ende des Behälters 16 an der Außenseite der Formhülse oder des Elements 150B angreift. Dies erlaubt dem Behälter, sein eigenes Profil frei zu bestimmen oder anzunehmen, als daß eine innere Wandfläche des Preßringes die Profilform diktiert, wie es bei der bisher akzeptierten Technologie bei bisherigen Halsformvorgängen der Fall war. Dies steht im Gegensatz zu bisherigen Halsformverfahren mittels eines Preßringes, wie es zum Beispiel im U.S. Patent 3,959,572 beschrieben ist, worin das Metall Kräften ausgesetzt wird, um die Form der Innenfläche des Halsform-Preßrings anzunehmen. Der Krümmungsradius des gekrümmten Flächensegments A2 in dem zweiten Halsform-Preßring liegt im Bereich von etwa 7,112 mm (0,280 Zoll), während der Krümmungsradius des zweiten, gekrümmten Flächensegments R2 etwa 4,572 mm (0,180 Zoll) beträgt. Wenn daher der Behälter aus der linken Stellung, die in Fig. 7 gezeigt ist, in die rechte Position bewegt wird, wird der ursprüngliche, verjüngte Teil axial verlängert, um einen verjüngten Teil 228 mit gekrümmten Segmenten CA2, CR2 zu bilden, während der zylindrische Teil 212 reduzierten Durchmessers bis auf einen weiter reduzierten Durchmesser verringert wird, wie bei 229 gezeigt ist. Bei dem zweiten Halsformvorgang wird der Durchmesser des reduzierten, zylindrischen Halses um etwa 1,778 mm (0,070 Zoll) verringert, während das Metall darin weiter radial komprimiert wird. In dem zweiten Halsform-Preßring 130B wird der oben beschriebene Formwinkel durch das gekrümmte Flächensegment R2 bestimmt. Fig. 16(a) zeigt die Konfiguration des Halses in gestrichelter Linie vor dem zweiten Halsformvorgang und in ausgezogener Linie nach dem zweiten Halsformvorgang. Es ist zu bemerken, daß das untere Segment des verjüngten Teils nahe der zylindrischen Seitenwand im wesentlichen unverändert bleibt, während das zweite, gekrümmte Segment oder der obere Teil des verjüngten Teils erneut verformt und der verjüngte Teil axial verlängert werden.
Während des zweiten Arbeitsvorgangs wird ein zweiter, verjüngter Teil im wesentlichen zu dem reduzierten, zylindrischen Hals frei verformt, der an seinem unteren Ende von dem Preßring freiliegt, und dieser zweite, verjüngte Teil wird längs des reduzierten Halsabschnitts Kräften ausgesetzt, bis er mit dem gekrümmten Segment CR1 des ersten, verjüngten Teils integriert ist. Während dieses zweiten Arbeitsvorgangs bleibt der untere Teil des ersten, verjüngten Teils im wesentlichen unverändert, während der zweite, verjüngte Teil mit dem ersten, verjüngten Teil kombiniert wird und in diesen übergeht, um eine Verlängerung desselben zu erzeugen.
Es ist verständlich, daß der Halsformvorgang, der in jeder der verschiedenen Stationen durchgeführt wird, in gewisser Weise wiederholt wird; indessen werden zur Vervollständigung der Beschreibung jeder der Halsformvorgänge in den verschiedenen Stationen und die sachdienlichen Winkel und Krümmungen nachstehend beschrieben. Es ist anzumerken, daß tatsächlich jede Station nur einen Teil des Einhalsens, aber nicht das gesamte Einhalsen ausführt, während der zylindrische Hals aufeinanderfolgend und progressiv im Durchmesser verringert wird. Das bedeutet, daß jede Station an dem Einhalsen beteiligt ist und mindestens teilweise denjenigen eingehalsten Teil erneut umformt und streckt, der an dem Behälter durch den vorhergehenden Arbeitsvorgang hervorgerufen wurde.
Die dritten, vierten und fünften Halsform-Arbeitsvorgänge sind in den Fig. 8, 9 und 10 dargestellt und sind im wesentlichen identisch mit dem zweiten Halsformvorgang. Die Preßringe und die Formsteuerorgane der dritten, vierten und fünften Stationen sind im wesentlichen in ihrer Konstruktion identisch, mit Ausnahme der geringfügigen Änderung in den Abmessungen des Preßringes.
In jeder nachfolgenden Station wird der zylindrische Hals komprimiert und reduziert, während der vorhandene, verjüngte oder eingehalste Teil teilweise erneut umgeformt und axial verlängert oder gestreckt wird, so daß ein kleiner, ringförmiger, nach innen verjüngter Teil zwischen den oberen und unteren, gekrümmten Segmenten hervorgerufen wird, wie oben beschrieben wurde.
Bei dem dritten Halsform-Preßring 130C (Fig. 8) befindet sich eine Übergangsfläche 230 oberhalb des zylindrischen Organs 202c und umfaßt ein oberes, gekrümmtes Flächensegment R3 mit einem Radius von etwa 6,604 mm (0,0260 Zoll) mit einer geraden, verjüngten Wandfläche T3, die einen Neigungswinkel von etwa 27º bildet. Das untere, gekrümmte Flächensegment umfaßt einen Entlastungsbereich an dem Ende der zylindrischen Wandfläche, und ein zweites, gekrümmtes Flächensegment OR3 hat einen Außenradius von etwa 4,572 mm (0,180 Zoll). Der Umformvorgang zwischen den zweiten und dritten Arbeitsvorgängen ist in Fig. 16(b) dargestellt, wo ein eingehalster Teil 234 des Behälters ein erstes, gekrümmtes Segment CA3, ein verjüngtes Segment CT3, einen zweiten, gekrümmten Teil CR3 und einen reduzierten Hals 236 hat. Es ist zu bemerken, daß das gekrümmte Segment CA2 im wesentlichen unverändert bleibt, weil der Preßring nicht berührt wird, während das gekrümmte Segment CA2 umgeformt und die Mitte desselben axial nach oben bewegt werden, so daß der verjüngte Teil gestreckt wird. Außerdem entspricht der verjüngte Teil CT3 nicht der flachen, verjüngten Wandfläche T3 und weist anstelle dessen nach dem dritten Halsformvorgang eine zusammengesetzte Krümmung auf.
Bei einem vierten Halsform-Preßring 130D (Fig. 9) umfaßt die Übergangszone oberhalb einer zylindrischen Fläche 202d ein gerades, verjüngtes Wandsegment T4, das einen Winkel von etwa 25º bildet, und eine gekrümmte Fläche R4 hat einen Radius von etwa 7,569 mm (0,0298 Zoll), während ein Außenradius OR4 sehr klein ist und etwa 1,4732 mm (0,058 Zoll) beträgt. Eine im Durchmesser reduzierte, zylindrische Fläche 244 erstreckt sich oberhalb der gekrümmten Fläche R4. So ist der zylindrische Hals 236 im Durchmesser weiter um etwa 1,27 mm (0,050 Zoll) reduziert, während der nach innen verjüngte Teil in axialer Richtung vergrößert wird und der Winkel des geraden, verjüngten Halsteils zwischen den beiden gekrümmten Segmenten erneut umgeformt wird, während das Metall in dem reduzierten, zylindrischen Hals und in dem eingehalsten Teil weiter komprimiert wird. Die gekrümmte Schulter oder Abweichung entsteht bei dem vierten Arbeitsvorgang im Hinblick auf den kleinen Radius OR4, wobei das obere Ende derselben erfaßt wird.
Ein resultierender, nach innen verjüngter Teil 246 umfaßt ein oberes, gekrümmtes Segment CR4, einen verjüngten Teil CT4 und ein unteres, gekrümmtes Segment CA4 mit einem oberen, gekrümmten Teil COR4, zusammen mit einem reduzierten, zylindrischen Halsabschnitt 248. Der vierte Arbeitsvorgang ist in Fig. 16(c) dargestellt, und es ist erneut anzumerken, daß der verjüngte Teil CT4 nicht der Konfiguration der Preßringfläche T4 entspricht und eine zusammengesetzte Krümmung in axialer Richtung ist.
Ein fünfter Halsform-Preßring 130E (Fig. 10) hat eine Fläche 250 reduzierten Durchmessers oberhalb einer Übergangszone 252, die eine gekrümmte Fläche R5 umfaßt, die einen Radius von etwa 5,842 mm (0,230 Zoll) hat. Die Übergangszone umfaßt auch eine verjüngte Fläche T5 und bildet einen Winkel von 20º mit einer Fläche OR5 mit einem Außenradius von etwa 4,572 mm (0,180 Zoll) oberhalb einer zylindrischen Fläche 202e. Der fünfte Arbeitsvorgang ist in Fig. 16(d) dargestellt, wo der Behälter ein verjüngtes Teil 256 hat, welches ein unteres Segment CA5, COR5, ein verjüngtes Segment CT5 und ein oberes, gekrümmtes Segment CR5 mit einem Hals 254 reduzierten Durchmessers umfaßt.
In einem letzten und sechsten Halsform-Preßring 130F in Fig. 11 umfaßt eine Übergangszone 260 oberhalb eines unteren, zylindrischen Flächenabschnitts 202f ein erstes, unteres, gekrümmtes Flächensegment OR6 mit einem Außenradius von etwa 4,527 mm (0,180 Zoll), das in einen flachen, verjüngten Abschnitt T6 übergeht, der einen Winkel von etwa 20º bildet sowie ein zweites gekrümmtes Flächensegment R6 umfaßt, das einen Außenradius von etwa 5,588 mm (0,220 Zoll) hat und in eine Fläche 264 verringerten Durchmessers übergeht.
Bei dem sechsten Halsformvorgang verringert der Abschnitt 264 reduzierten Durchmessers des Preßringes den zylindrischen Hals um etwa 1,27 mm (0,050 Zoll), während der eingehalste Teil auf seine endgültige Form umgeformt wird, die in Fig. 14 gezeigt ist und später beschrieben werden soll. Die endgültige Reduktion ist in Fig. 16(e) dargestellt, bei der ein verjüngter Teil 265 ein erstes, gekrümmtes Segment CA6, COR6, einen verjüngten Teil CT6 und ein zweites, gekrümmtes Segment CR6 unterhalb eines reduzierten, zylindrischen Halses 266 aufweist. Es ist ersichtlich, daß das gesamte, verjüngte Segment CT6 aus der in strichpunktierter Linie dargestellten Lage in die in ausgezogener Linie dargestellte Lage nach innen umgeformt wird.
So wird bei dem Halsformvorgang ein glatter, verjüngter, eingehalster Abschnitt zwischen der Behälterseitenwand und dem zylindrischen Hals verringerten Durchmessers geformt. Dieser eingehalste Abschnitt oder diese Verjüngung umfaßt ein erstes, gekrümmtes, mit der Seitenwand integrales Segment und ein zweites, gekrümmtes, mit dem reduzierten, zylindrischen Hals integrales Segment. Während des Halsformvorgangs wird der aus dem zylindrischen Hals reduzierten Durchmessers und dem eingehalsten Abschnitt bestehende Hals zu Segmenten geformt, während die axiale Abmessung vergrößert wird und der zylindrische Hals im Durchmesser und in der axialen Länge weiter verringert und eine abgerundete Schulter am Ende der Seitenwand geformt werden. Gleichzeitig wird ein gerader, verjüngter Wandabschnitt oder ein Segment in dem eingehalsten oder verjüngten Teil geschaffen.
Bei jedem der sechs, einen Hals formenden Arbeitsvorgänge sind die Kräfte, die auf den Hals des Behälters einwirken, der den verjüngten oder eingehalsten Teil umfaßt, radial nach innen gerichtete Kräfte, und es wird deshalb das Metall hauptsächlich komprimiert, und es wird eine örtliche Biegung auf ein Minimum reduziert. Der verjüngte Abschnitt bestimmt aus sich selbst heraus sein Profil, weil er durch den Preßring unterhalb des Berührungsbereichs nicht eingeschnürt wird und daher nicht von der Konfiguration des unteren Abschnitts der Übergangszone des Preßringes abhängig ist. Natürlich wird die Formhülse oder das Element 150 den oberen Rand des Behälters 16 in den ringförmigen Schlitz richten, der zwischen der Formhülse oder dem Formelement und dem reduzierten, zylindrischen Abschnitt des Preßringes 130 vorhanden ist. Mit anderen Worten, das Formelement 150, das an der Innenfläche des Behälters 16 anliegt, erfüllt eine Führungsfunktion oder eine Formkontrollfunktion.
Wie oben festgestellt wurde, wird der eingehalste Teil zwischen dem zylindrischen Halsabschnitt reduzierten Durchmessers und der zylindrischen Seitenwand frei geformt und seine Konfiguration entspricht nicht der Übergangszone des Preßringes. Die nachfolgenden Tabellen geben die Preßringabmessungen und das Maß der Umformung an, die bei jedem der Formvorgänge stattfinden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der ein 211-Aluminiumbehälter auf einen 206-Hals in sechs Arbeitsgängen reduziert wird, wurden die folgenden Preßring-Abmessungen verwendet: TABELLE I Preßring-Abmessungen Arbeitsgang A OR R T
Diese Abmessungen sind die tatsächlichen Abmessungen in mm (Zoll) und Geraden, die in der Übergangszone des Preßringes verwendet werden, wo A der Innenradius der ersten, unteren, gekrümmten Segmentfläche, R der Radius der zweiten, oberen, gekrümmten Segmentfläche und T der Winkel der dazwischen liegenden, verjüngten Fläche sind, während OR der Außenradius des oberen Teils der ersten, gekrümmten Segmentfläche ist. Diese Preßringe stellten einen Hals mit den folgenden Abmessungen in mm (Zoll) und Geraden her: TABELLE II Dosenabmessungen Arbeitsgang CA CR COR CT
wobei CA der Radius des ersten, unteren, gekrümmten Segmentes, CR der Radius des zweiten, oberen, gekrümmten Segmentes, COR der Außenradius des oberen Teils des ersten, gekrümmten Segmentes und CT der Winkel der Verjüngung zwischen den gekrümmten Segmenten sind.
Es ist ersichtlich, daß das zweite oder obere, gekrümmte Segment CR, das den oberen Teil des eingehalsten Teils darstellt, bei jedem aufeinanderfolgenden Halsformvorgang umgeformt wird, während der verjüngte Teil vergrößert wird. Gleichzeitig wird das erste, bogenförmige Segment CA, während es nicht positiv durch den Preßring verformt wird, eine Änderung seines Krümmungsradius im Hinblick auf eine freie Verformung aufweist, die sich aus den natürlichen Rückfederungseigenschaften des Metalls ergeben. Es ist darauf hinzuweisen, daß die Preßringe in dem dritten und vierten Arbeitsvorgang flache, verjüngte Flächen T aufweisen, daß aber das verjüngte Wandsegment CT in dem Behälter nicht bis zu den fünften und sechsten Halsformvorgängen verformt wird. Es wird angenommen, daß dies von der freien Verformung des eingehalsten Teils und nicht von der Anpassung des eingehalsten Teils an den Preßring herrührt. Der Halsformvorgang bewirkt eine Verdickung des Metalls, die in der Nähe des oberen, offenen Endes, wo ein Flansch geformt wird, am größten ist. Hierdurch werden der Flansch verstärkt und Flanschbrüche auf ein Minimum reduziert.
Der fertiggestellte 206 [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] Hals am oberen Ende eines 211 [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] zylindrischen Seitenwand des Behälters ist in vergrößerter Ansicht in Fig. 14 gezeigt, wobei ein erstes, gekrümmtes Segment 280 am Ende einer zylindrischen Seitenwand 282 geformt wird, ein gerades, glattes, flaches, nach innen verjüngtes Segment 284 am Ende des gekrümmten Segmentes 280 geformt wird und ein zweites, gekrümmtes Segment 286 in einen reduzierten, zylindrischen Halsabschnitt 288 des Behälters übergeht. Bei der endgültigen Konfiguration gemäß Fig. 14 stellt das erste oder untere, gekrümmte Segment 280 im wesentlichen eine zusammengesetzte Kurve dar, die ein erstes, gekrümmtes Segment mit einem Innenradius R7 und ein zweites, gekrümmtes Segment mit einem Außenradius R8 hat. Der endgültige Radius R7 bei der beschriebenen Ausführungsform liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 3,023 mm (0,119 Zoll), während der Außenradius R8 in einem Bereich von etwa 6,426 mm (0,253 Zoll) liegt. Das verjüngte, flache Segment 284 bildet einen Winkel A von etwa 200 +/- 1º in bezug auf die Mittelachse des Behälters oder einer Ebene, die sich parallel zu der Seitenwand 282 erstreckt, während der Außenradius R9 des zweiten, gekrümmten Segmentes etwa 9,423 mm (0,371 Zoll) beträgt.
Ein nach außen gerichteter Flansch 290 wird dann auf dem reduzierten Hals durch den Flanschmodul 36 geformt, das von der im U.S. Patent Nr. 3,983,729 beschriebenen Bauart sein kann.
Der durch das oben beschriebene Preßring-Halsform-Verfahren hergestellte Behälter hat eine verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber Brüchen und Festigkeit, weil das Metall in dem Hals des Behälters aufgrund der radialen Kompression des darin vorhandenen Metalls dicker ist.
Der gemäß der Erfindung hergestellte Behälterhals weist auch eine bessere symmetrische Geometrie im Vergleich zu dem im Rotationsverfahren hergestellten Hals bei Behältern auf, wie sie in derzeit bekannten, mittels Rotation hergestellten Hälsen bekannt sind, weil der Behälter frei von Knitterfalten ist, die in dem Hals während eines Rotationsformverfahrens hervorgerufen werden. Der mittels Preßring mit einem Hals versehene Behälter weist auch eine geringere symmetrische Abweichung auf und hat Flanschen von konstanter Breite. Die glatte, verjüngte Wandung eines mittels Preßring hergestellten Halses und ihre Neigung vermitteln dem Behälter einen größeren Brechwiderstand gegenüber Behältern, deren Hals im Rotationsverfahren hergestellt wurde.
Das Preßring-Halsformverfahren gemäß der Erfindung eliminiert auch eine Zerstörung der Beschichtung oder Etikettierung, die gewöhnlich aufgebracht wird, bevor der Halsformvorgang durchgeführt wird. Der eingehalste Behälter ist auch frei von irgendwelchen Kratzern im Vergleich zu einem Behälter, dessen Hals im Rotationsverfahren hergestellt wurde. Der glatte, verjüngte, nach innen eingehalste Teil kann auch als Bestandteil des Etiketts verwendet werden.
Ein geringfügig modifiziertes Halsprofil ist in den Fig. 19-21 dargestellt, in denen der eingehalste Teil eine gegenüber dem in den Fig. 16-18 gezeigten Profil unterschiedliche Konfiguration aufweist, um einen kürzeren Hals auf einem 211 [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] Behälter hervorzurufen, wodurch die Füllkapazität erhöht wird. Bei dieser Ausführungsform wird ein 211 [68,26 mm (2-11/16 Zoll)) Behälter in sechs Halsformvorgängen eingehalst, wobei im wesentlichen gleiche Reduktionen unter Verwendung von Halsform-Preßringen und Formsteuerorganen ähnlich den oben beschriebenen, jedoch mit unterschiedlichen Formen auf einen Hals mit einem 206 [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] Durchmesser hervorgerufen werden.
In der nachfolgenden Tafel sind die Preßring-Abmessungen der sechs Preßringe aufgeführt, die beim Formen eines 206 [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] Halses, der in Fig. 21 gezeigt ist, auf einem 211 [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] Aluminiumbehälter verwendet werden, wobei FSR der Radius des unteren, gekrümmten Flächensegmentes des Preßringes, SSR der Radius des oberen, gekrümmten Flächensegmentes, NSD der Durchmesser der Halsfläche reduzierten Durchmessers und T ein Bezugswinkel der verjüngten Fläche zwischen den beiden Segmenten sind, während S der Abstand zwischen den Mitten der beiden Radien ist. TABELLE III Preßringabmessungen OP FSR SSR S T NSD
Fig. 19 (a)-19 (e) zeigen die radiale Kompression des Halses bei jedem der Halsformvorgänge, wobei das erste oder untere gekrümmte Segment durch das Bezugszeichen CFSR identifiziert ist, das obere oder zweite gekrümmte Segment durch das Bezugszeichen CSSR identifiziert ist und alle Angaben in Zoll ausgedrückt sind, während der Neigungswinkel zwischen den gekrümmten Segmenten durch das Bezugszeichen CT in Graden angegeben ist.
So ist die Konfiguration des Halses nach dem ersten Halsformvorgang in strichpunktierter Linie in Fig. 19 (a) dargestellt, während die ausgezogene Linie darin die Form des Halses nach dem zweiten Halsformvorgang zeigt. Die Fig. 19 (b), 19 (c), 19 (d) und 19 (e) zeigen die gleiche Reihenfolge der nächsten vier aufeinanderfolgenden Halsformvorgänge, während die nachstehende Tabelle die entsprechenden Behälterabmessungen in mm (Zoll) angibt: TABELLE IV Dosen-Abmessungen Arbeitsvorgang CFSR CSSR CS CT
Der fertiggestellte, mit einem Hals und einem Flansch versehene Behälter ist in Fig. 21 dargestellt und umfaßt eine zylindrische Seitenwand 300 mit einem ersten oder unteren gekrümmten Abschnitt 302, der einen Radius CFSR von etwa 5,842 mm (0,23 Zoll) hat, der in einen nach innen gerichteten, glatten, verjüngten Abschnitt 304 übergeht, welcher einen Winkel von etwa 26º +/- 2º bildet. Ein oberes oder zweites, gekrümmtes Segment 306 hat einen Radius CSSR von etwa 7,62 mm (0,30 Zoll), der in einen reduzierten, zylindrischen Hals 307 übergeht, welcher einen Flansch 308 aufweist, der am oberen freien Ende desselben angeformt ist. Eine Aussparung CS zwischen den Mitten der Radien der beiden gekrümmten Segmente beträgt etwa 10,922 mm (0,43 Zoll).
Wie bei der vorhergehenden Ausführungsform wird das untere, gekrümmte Segment in den sechs Halsformvorgängen minimal frei verformt, während der obere Teil des eingehalsten Abschnitts, der das zweite, gekrümmte Segment umfaßt, wiederholt verformt wird und in den vorhergehend geformten Abschnitt integriert wird, damit das glatte, nach innen verjüngte, flache Segment zwischen den gekrümmten Segmenten des eingehalsten Abschnitts hervorgerufen wird.
Der Hals des Behälters ist wiederum frei von irgendwelchen Markierungen oder Falten und der verjüngte Abschnitt ist zur Verwendung als Teil des Etiketts geeignet, das gewöhnlich auf den Behälter vor dem Halsformvorgang aufgebracht wird.
Bei der in den Fig. 19-21 dargestellten Ausführungsform wird der Hals in gleichen Schritten während der sechs Halsformvorgänge hergestellt und es ist das anfängliche Formen des Behälterabschnitts weggelassen, auf dem der Hals geformt werden soll. Indessen kann unter gewissen Umständen der anfängliche Formvorgang weggelassen werden, der in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben wurde. Dies wird im gewissen Ausmaß von dem Zustand der in dem Halsformsystem zu verarbeitenden Behälter abhängen. Natürlich kann die spezifische Form des verjüngten Abschnitts des Halses an irgendein gewünschtes Profil durch zweckentsprechende Auswahl der Preßring-Abmessungen und Arbeitsvorgänge angepaßt werden.
Das System ist sehr flexibel insofern, als ein "211" [68,26 mm (2-11/16 Zoll)] Behälter auf einen [65,09 mm (2-9/16 Zoll)] Durchmesser, einen "207,5" [62,71 mm (2-(7.5)/16 Zoll)] Durchmesser oder einen "206" [60,34 mm (2-6/16 Zoll)] Durchmesser lediglich durch die Eliminierung von Stationen eingehalst werden kann. Beispielsweise kann ein Hals mit einem "209" Durchmesser eines Behälters mit einem Durchmesser von "211" unter Verwendung nur der ersten und zweiten Halsformvorgänge hergestellt werden, wie in Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Ein mit einem Hals von "207,5" versehener Behälter kann mit den vier Halsform-Preßringen hergestellt werden, die in den Fig. 6-9 dargestellt sind, und es kann ein mit einem Hals von "206" versehener Behälter mit den sechs Preßringen in Fig. 6-11 hergestellt werden. Dies kann in dem beschriebenen Preßring- Halsform-System durch Ersatz der entsprechenden Halsform-Plankurvensegmente durch Verweil-Plankurvensegmente durchgeführt werden, wie es im U.S. Patent Nr. 4,519,232 erklärt ist. Wahlweise können die ausgewählten Halsform-Stationsmodule umgangen werden, falls dies gewünscht wird.
Mittels der Verwendung von zwei zusätzlichen Modulen kann ein Hals von "204" Durchmesser unter Benutzung von zwei zusätzlichen Halsform-Preßringen hergestellt werden. Weitere Reduktionen bis auf einen "202" oder einen "200" Durchmesser oder weniger können durch Verwendung zusätzlicher Halsform-Preßringe hergestellt werden. Auch kann das System verwendet werden, um dreifach oder vierfach eingehalste Abschnitte zu erzeugen, wie im U.S. Patent Nr. 4,519,232 beschrieben ist.
Wie oben erwähnt wurde, können die Zahl der Halsform-Preßringe und das Reduktionsmaß bei jedem Arbeitsvorgang ohne Abweichung von der Erfindung verändert werden. Beispielsweise ist es möglich, eine "211"-Dose auf einen "206" Halsdurchmesser unter Anwendung von z. B. fünf Preßring- Halsformvorgängen zu verringern. Die Behälter, die mit einem Hals versehen werden, könnten auch anfänglich im Durchmesser kleiner sein, wie z. B. einen "209" oder kleineren Durchmesser haben. Wenn ein Behälter mit einem Durchmesser von "209" oder kleiner mit einem Hals versehen werden soll, werden die Preßringe in den Halsform-Modulen ausgewechselt, um sie an die verschiedenen Größen des Behälters anzupassen und die gewünschten Reduktionen in jedem der Halsform-Module hervorzurufen.
Obwohl die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform beschrieben wurde, ist es verständlich, daß verschiedenartige Abänderungen ohne Abweichung von dem Schutzumfang der nachfolgenden Patentansprüche vorgenommen werden können.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines verjüngten Halses rund um ein offenes Ende eines dünnwandigen, zylindrischen Behälters (16) zur Erzeugung eines reduzierten, zylindrischen Halses (212), der in eine zylindrische Seitenwand (210) über einen eingehalsten Abschnitt (211) übergeht, durch Einwirken auf eine äußere Oberfläche des Behälters (16) mit einem ersten Halsform-Preßring (130A), der eine erste zylindrische Wandfläche (202a), deren Durchmesser im wesentlichen demjenigen der genannten zylindrischen Seitenwand (210) entspricht, und eine zweite, zylindrische Wandfläche (205) mit einem kleineren Durchmesser als demjenigen der ersten, zylindrischen Wandfläche (202a) aufweist, sowie mit einer Zwischenwandfläche (204) zwischen den genannten ersten und zweiten, zylindrischen Wandflächen (202a, 205), um den genannten eingehalsten Abschnitt (211) zu erzeugen, wobei die genannte Zwischenwandfläche (204) mit einem ersten, gekrümmten, ringförmigen Flächensegment (CA1) an dem Ende der genannten ersten zylindrischen Wandfläche (202a) und einem zweiten, gekrümmten, ringförmigen Flächensegment (CR1) an dem Ende der zweiten, zylindrischen Wandfläche (205) versehen ist, gekennzeichnet durch das Einwirken auf eine Innenfläche des genannten Behälters (16) mit einem schwimmenden Formsteuerorgan (140), das ein Formelement (150) umfaßt, welches auf einem Körper (142) schwimmend radial bewegbar angebracht ist, der auf einem Träger (137) schwimmend radial bewegbar angeordnet ist, um einen reduzierten, zylindrischen Hals (212) zu erzeugen, der zwischen dem genannten ersten Halsform- Preßring (130A) und dem genannten Formelement (150) eingeschlossen ist, um irgendwelche Unregelmäßigkeiten der Wanddicke und Konzentrizität in dem genannten reduzierten, zylindrischen Hals (212) auf ein Minimum zu verringern, während ein eingehalster Abschnitt (211) zwischen der Seitenwand (210) und dem reduzierten, zylindrischen Hals (212) geformt wird und erste und zweite Segmente (CA1, CR1) zwischen der genannten Seitenwand (210) und dem genannten reduzierten, zylindrischen Hals (212) aufweist.

2. Halsformverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte äußere Oberfläche mit einem zweiten Halsform-Preßring (130B) zum erneuten Verformen mindestens eines oberen Teils (CR2) des genannten eingehalsten Abschnitts (228) und zum Vergrößern von dessen axialer Länge sowie zum Reduzieren des Durchmessers und der Länge des genannten reduzierten, zylindrischen Halses (229).

3. Halsformverfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte Innenfläche mit einem zweiten, schwimmenden Formsteuerorgan (142) zum Einschließen des genannten reduzierten, zylindrischen Halses (229) zwischen dem genannten Formsteuerorgan (142) und dem genannten zweiten Halsform-Preßring (130B).

4. Halsformverfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte äußere Fläche mit einem dritten Halsform-Preßring (130C), der ein glattes, stumpfkegeliges, verjüngtes Ringflächensegment (T3) mit einem vorbestimmten, eingeschlossenen Winkel (F) in bezug auf eine Ebene (P) aufweist, die sich durch die genannte Seitenwand zwischen den genannten ersten und zweiten, gekrümmten Flächensegmenten (OR3, R3) und einer zylindrischen Halsfläche (232) reduzierten Durchmessers erstreckt, um einen verjüngten, eingehalsten Abschnitt (234) mit einem ersten, gekrümmten Segment (CA3) an dem Ende der genannten ersten Seitenwand (202c) und ein zweites, gekrümmtes Segment (CR3) an dem Ende des genannten zylindrischen Halses (236) sowie einen geneigten Abschnitt (CT3) dazwischen zu erzeugen.

5. Halsformverfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die freie, erneute Verformung des genannten ersten Segmentes (CA3) des genannten eingehalsten Abschnitts (234) ohne irgendeine Berührung mit dem genannten dritten Halsform-Preßring (130C) zum Erzeugen einer abgerundeten Schulter an dem Ende der genannten Seitenwand (202c).

6. Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, ferner gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte äußere Fläche mit einem vierten Halsform-Preßring (130D) zum erneuten Verformen eines oberen Abschnitts (CR4) des genannten schrägen Abschnitts (CT4) und des genannten zweiten, gekrümmten Segmentes (CA4) des genannten schrägen Abschnitts (CT4), während dessen axiale Länge vergrößert und die axiale Länge und der Durchmesser des genannten zylindrischen Halses (248) verringert werden.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 4 bis 6, gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte äußere Fläche mit einem fünften Halsform-Preßring (130E) zum erneuten Verformen mindestens des genannten zweiten, gekrümmten Segmentes (CR5), während die axiale Länge des genannten schrägen Abschnitts (256) vergrößert sowie die axiale Länge und der Durchmesser des genannten zylindrischen Halses (254) reduziert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch das Einwirken auf die genannte äußere Fläche mit einem sechsten Halsform-Preßring (130F) zum erneuten Verformen und Vergrößern des genannten zweiten, gekrümmten Segmentes (CR6) und des genannten schrägen Abschnitts (265), während die axiale Länge desselben vergrößert und die axiale Länge und der Durchmesser des genannten zylindrischen Halses (266) reduziert werden.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (16), der durch das genannte Verfahren geformt wird, ein erstes, gekrümmtes Segment (280) aufweist, das einen ersten, gekrümmten Abschnitt (R7) und einen zweiten, gekrümmten Abschnitt (R8) an dem Ende der genannten Seitenwand (282) aufweist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge Abschnitt (256; 265) ein kegelstumpfförmiges, schräges, ringförmiges, flaches Segment (CT5; CT6) mit einer nach innen gerichteten Verjüngung von etwa 21º bildet.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der schräge Abschnitt (265) ein kegelstumpfförmiges, verjüngtes, ringförmiges, flaches Segment (T6) mit einer nach innen gerichteten Verjüngung von etwa 26º bildet.

12. Halsformverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Halsform- Preßring (130) feststehend ist und daß das genannte schwimmende Formsteuerorgan (140) in dem genannten Preßring schwimmend radial bewegbar angeordnet ist und ein Formelement (150) aufweist, das auf diesem schwimmend radial bewegbar angeordnet ist, um die Zentrierung des genannten Behälters (16) zu ermöglichen.

13. Halsformmaschine zum Herstellen eines reduzierten, zylindrischen Halsabschnitts und eines glatten, nach innen verjüngten, eingehalsten Abschnitts nahe eines offenen Endes eines dünnwandigen Metallbehälters (16), mit einer Mehrzahl von im wesentlichen identischen Halsformmodulen (22, 24, 26, 27, 32, 34), die jeweils um feststehende Achsen drehbar sind, wobei jeder Modul eine Mehrzahl von im wesentlichen identischen Halsform-Substationen (72) auf einem Umfang derselben aufweist, jede Halsform-Substation (72) einen ringförmigen Halsform-Preßring (130), ein Formsteuerorgan (140), eine Behälter-Tragvorrichtung (100) im Abstand von dem Halsform-Preßring (130) und in Ausrichtung zu diesem zum Tragen eines Behälters (16), sowie Mittel (118, 139) auf den entsprechenden Modulen zum Hervorrufen einer Relativbewegung zwischen den Halsform-Preßringen (130), den genannten Formsteuerorganen (140) und den genannten Plattformen (120) aufweist, wobei die Halsform-Preßringe (130A) in einem ersten Revolverkopf (70) einen ersten, zylindrischen Flächenabschnitt (202a) mit einem Durchmesser, der im wesentlichen dem Durchmesser des Behälters (16) entspricht, sowie einen zweiten, zylindrischen Flächenabschnitt (205) reduzierten Durchmessers und eine Übergangsfläche (204) dazwischen aufweisen, um das genannte Metall in der Nähe des genannten offenen Endes zu komprimieren und einen reduzierten, zylindrischen Hals (212) und einen eingehalsten Abschnitt (211) mit einem ersten gekrümmten Segment (CA1) an dem Ende der genannten Seitenwand (210) und ein zweites gekrümmtes Segment (CR1) an dem Ende des genannten reduzierten, zylindrischen Halses (212) zu erzeugen, und wobei die Halsform-Preßringe (130B, 130C, 130D, 130E, 130F) in jedem der aufeinanderfolgenden Module (22, 24, 26, 27, 32, 34) mit Übergangsflächen (222, 230, 240, 252, 260) versehen sind, deren Form dazu dient, den eingehalsten Teil (228, 234, 246) erneut zu verformen und die axiale Abmessung derselben zu vergrößern, sowie zweite, zylindrische Flächen (226, 232, 244, 250, 264) von zunehmend reduziertem Durchmesser aufweisen, um den Durchmesser und die Länge des Halses (229, 236, 248, 254, 266) reduzierten Durchmessers progressiv zu vermindern, während das Metall darin weiter komprimiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Formsteuerorgan (140) in mindestens einem ersten der genannten Module (22, 24, 26, 27, 32, 34) einen Hauptkörper (142) aufweist, der auf einem Träger (137) schwimmend radial bewegbar angeordnet ist und ein Formelement (150) auf dem genannten, auf eine innere Fläche des genannten Behälters (16) einwirkenden Hauptkörper (142) schwimmend radial bewegbar angeordnet ist.

14. Halsformmaschine nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch Preßringe (130C, 130D, 130E) in einem dritten und nachfolgenden Modulen (26, 27, 32, 34) mit einer geradlinigen, verjüngten, ringförmigen Fläche (T3, T4, T5, T6) zwischen einem ersten, zylindrischen Flächenabschnitt (202c, 202d, 202e, 202f) und einer zweiten, reduzierten, zylindrischen Fläche (232, 244, 250, 264), um einen schrägen Abschnitt (234, 246, CT5, CT6) in dem genannten eingehalsten Abschnitt (CT3, CT4, CT5, CT6) zwischen den genannten gekrümmten Segmenten (CA3, CR3; CA4, CR4; CA5, CR5; CA6, CR6) zu erzeugen.

15. Halsformmaschine nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch sechs Module (22, 24, 26, 27, 32, 34) mit Überführungsrädern (21, 23, 25, 28, 33, 35) zwischen jedem benachbarten Paar von Modulen und synchronisierten Antriebsmitteln (44) für sämtliche genannten Module und Überführungsräder.

16. Halsformmaschine nach den Ansprüchen 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Formsteuerorgane (140) in einem zweiten (24) der genannten Module mit schwimmenden Formelementen (142, 150) versehen sind.

17. Halsformmaschine nach den Ansprüchen 13 bis 16, gekennzeichnet durch die Formsteuerorgane (140) in sämtlichen der genannten Module mit schwimmenden Formelementen (150), die auf die innere Fläche des genannten Behälters (16) einwirken.

18. Halsformmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Formsteuerorgan (140) einen Hauptkörper (142) mit einem Abschnitt (144) reduzierten Durchmessers an einem Ende aufweist, wobei das genannte Formelement (150) auf dem Abschnitt (144) reduzierten Durchmessers schwimmend radial bewegbar angeordnet ist.

19. Halsformmaschine nach den Ansprüchen 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halsform-Substation (72a, 72b) einen hin- und hergehenden Plunger (137) umfaßt, wobei der genannte Hauptkörper (142) auf dem genannten Plunger (137) schwimmend radial bewegbar ist, um dadurch eine doppelte Schwimmwirkung für das genannte Formelement (140) zu ermöglichen.

20. Halsformmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Halsform-Preßringe (130A, 130B, 130C, 130D, 130E) auf den genannten Modulen (22, 24, 26, 27, 32, 34) fest angeordnet sind und wobei die genannten Formsteuerorgane (140) und die genannte Behälter-Tragvorrichtung (100) in bezug auf die genannten Halsform-Preßringe bewegbar sind, damit das Metall der Behälter (16) in dem Halsform-Preßring frei verformbar ist.

21. Halsformmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Formsteuerorgane (140) mit einer Geschwindigkeit bewegbar sind, die größer als die Geschwindigkeit der genannten Behälter-Tragvorrichtung (100) ist.

22. Halsformmaschine nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Hervorrufen einer Relativbewegung Plankurven (118, 139) umfassen, die zur Erleichtung ihrer Demontage und ihres Ersatz es segmentiert sind.

23. Halsformmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Plankurven eine erste Steuerkurve (118) zum Bewegen der Behälter-Tragvorrichtung (100) und eine zweite Steuerkurve (139) zum Bewegen der genannten Formsteuerorgane (140) umfassen, und wobei die ersten und zweiten Steuerkurven (118; 139) segmentiert sind.

24. Halsformmaschine nach Anspruch 21, gekennzeichnet durch die Verringerung der Geschwindigkeit der genannten Behälter-Tragvorrichtung (100), wenn die Behälterränder mit den Halsform-Preßringen (130) in Berührung kommen, damit der Behälter (16) in dem Halsform- Preßring (130) und das Formsteuerorgan (140) in dem Behälter (16) zentriert werden können.

25. Halsformmaschine nach den Ansprüchen 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Halsform-Preßringe (130A, 130B, 130C, 130D, 130E, 130F) von aufeinanderfolgenden Modulen (22, 24, 26, 27, 32, 34) mit Übergangsflächen (222, 230, 240, 252, 260) versehen sind, die eine Berührung mit mindestens dem genannten ersten, gekrümmten Segment (CA1; CA2; CA3; CA4; CA5) verhindern, damit das erste, gekrümmte Segment ohne eine Beanspruchung durch die Preßringfläche sich unabhängig frei verformen kann.

26. Halsformmaschine zum Erzeugen eines reduzierten, zylindrischen Halsabschnitts und eines glatten, nach innen verjüngten, eingehalsten Abschnitts nahe eines offenen Endes eines dünnwandigen Behälters (16), bestehend aus einer Halsform-Substation (72), umfassend einen ringförmigen Halsform-Preßring (130) und ein Formsteuerorgan (140), das mit dem genannten Halsform-Preßring (130) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Formsteuerorgan (140) einen Plunger (137) mit einem Hauptkörper (142) umfaßt, der auf diesem schwimmend radial bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Hauptkörper (142) einen kreisförmigen Abschnitt (144) reduzierten Durchmessers an einem Ende mit einem Außendurchmesser, ein Formelement (150), das von dem Abschnitt (144) reduzierten Durchmessers aufgenommen wird und einen Innendurchmesser aufweist, der größer als der Außendurchmesser des Abschnitts (144) reduzierten Durchmessers ist, um eine Anpassung an die schwimmende Radialbewegung des ersten Formelements (150) auf dem genannten Hauptkörper (142) zu ermöglichen, und daß der genannte Hauptkörper und das Formelement (150) auf dem Plunger (137) radial bewegt werden können, um eine doppelte Schwimmbewegung des genannten Formelements (150) auf dem genannten Plunger zu ermöglichen.