DE4313871C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Dosenrümpfen aus kunststoffbeschichtetem Blech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Dosenrümpfen aus kunststoffbeschichtetem Blech und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. 4.

Es ist bekannt, Dosenrümpfe durch Tiefziehen aus kunststoffbeschichtetem Blech herzustellen, bei denen die Seitenwand und der Boden einstückig aus­ gebildet sind. Es ist weiter bekannt, solche Dosenrümpfe durch Abstreckzie­ hen weiterzubilden, wodurch die Seitenwand unter gleichzeitiger Reduzierung ihrer Wanddicke länger wird.

Kunststoffbeschichtete Bleche haben auch für Dosen entscheidende Vorteile. So weisen sie eine höhere Korrosionsbeständigkeit auf als lackierte Bleche. Beim Beschichten von Blech fallen keine flüchtigen Lösungsmittel an. Außer­ dem ist kontinuierliches Beschichten eines Endlosbandes kostengünstiger als der Tafeldruck von Blech. Bei ausreichend großer Beschichtungsstärke kann die zum Abdichten des Deckel- und Bodenfalzes verwendete Gummierung unter bestimmten Randbedingungen entfallen.

Das Tief- und Abstreckziehen ist mit hohen Werkzeugkosten in bezug auf den hergestellten Dosenrumpf verbunden. Wesentlich geringere Werkzeugkosten je Dosenrumpf ergeben sich bei der Herstellung von sog. Dreiteildosen, deren Dosenrumpf aus einer mit einer Längsnaht versehenen, zylindrisch geboge­ nen Dosenzarge mit angefalztem, separat hergestellten Boden besteht.

Es ist weiter bekannt, flache Dosenzargen aus lackiertem Blech auf Schweiß­ bodymakern zu biegen und mit einer Längsnaht zu versehen. Dabei kann die Längsnaht entweder - als Stumpfnaht ausgebilet - mit einem Laserstrahl (vgl. DE 38 10 611 A1) oder - als Überlappnaht ausgebildet - durch Rollen-Wi­ derstands-Preßschweißen (vgl. z. B. US 2 047 964) erzeugt werden. Im Falle der Überlapptnaht sind die Randbereiche von Lacken bzw. Druckfarben freigehalten. Beim Bedrucken des zu verarbeitenden Blechs in Form von Ta­ feln werden dazu die Randbereiche - auch der aus der Tafel zu schneidenden Zuschnitte - einfach ausgespart, d. h. nicht gedruckt. Dieses Herstellverfahren ist aber auf die Herstellung von Dosen beschränkt, deren Zuschnitte aus Ta­ feln geschnitten sind.

Kunststoffbeschichtete Bleche werden beim Blechhersteller durch kontinuierli­ che Verfahren fertig hergestellt. Dabei können keine partiellen Aussparungen vorweggenommmen werden. Die Kunststoffbeschichtung ist somit einer schweißtechnischen Verbindung nicht ohne weiteres zugänglich.

Schließlich ist aus der EP 0 027 707 A1 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem bzw. mit der das Blech in einzelne Zuschnitte zerschnitten wird und die Kunststoffbeschichtung der Zuschnitte im Bereich ihrer Seiten­ kanten unter Einwirkung eines Laserstrahls entfernt und die Zuschnitte nach dem Rundbiegen unter Bildung eines Längsnaht verschweißt werden, wobei die Zuschnitte während des Entfernens der Kunststoffbeschichtung im flachen Zustand mechanisch geführt werden. Als nachteilig ist an diesem Verfahren anzusehen, daß die Zuschnitte, nach dem sie geschnitten worden sind, wie üblich zunächst zu einzelnen Stapeln angesammelt werden und anschließend vereinzelt einer Vorrichtung zum Entfernen des Kunststoffs an den Kantenbe­ reichen zugeführt werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit dem bzw. mit der der Aufwand zur Herstellung von Dosen­ rümpfen für Dreiteildosen aus kunststoffbeschichtetem Blech, insbesondere auch mit einer Überlapptnaht, erheblich reduziert werden kann.

Diese Aufgabe wird, soweit sie das Verfahren betrifft, dadurch gelöst, daß das Entfernen der Kunststoffbeschichtung unmittelbar vor dem Schneiden des Blechs in Streifen bzw. in Zuschnitte. "Unmittelbar vor dem Schneiden" soll dabei so verstanden werden, daß z. B. Rundmesser das Blech an bereits von der Kunststoffbeschichtung befreiten Stellen schneiden, während gleichzeitig - an dem gleichen Blech - das Entfernen der Kunststoffbeschichtung an noch zu schneidenden Abschnitten erfolgt. Das Entfernen der Kunststoffbeschichtung und das Schneiden stehen hier also über das betreffende Stück Blech in ei­ nem unmittelbaren Zusammenhang, so daß die für das Schneiden des Blechs ohnehin vorhandene mechanische Führung für das Entfernen der Kunststoff­ beschichtung ausgenutzt werden und das erneute Einführen der Zuschnitte in eine Führung einer Vorrichtung entfallen kann.

Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird der Laserstrahl auf die Flucht der zu schneidenden Blechkanten gerichtet. Mit dieser Maßnahme kann der Kunststoff an zwei einander benachbarten Kantenbereichen zu schneidender Streifen bzw. Zuschnitte mit einem einzigen Laserstrahl entfernt werden, wodurch man mit einer verhältnismäßig geringen Anzahl von Laser­ sendern auskommt.

Soweit das Blech unter Bildung einer mechanisch vorbereiteten Stumpfnaht durch Einwirkung eines Laserstrahls verschweißt wird, kann das Entfernen eines sehr schmalen Kunststoffbereichs in den Rand- oder Kantenbereichen des Blechs und das Verschweißen der Dosenzarge bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung durch eine einzige Lagerquelle erfolgen.

Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens mit mindestens einem La­ sersender zum partiellen Entfernen der Kunststoffbeschichtung des Blechs und einer Führung für das Blech ist dadurch gekennzeichnet, daß der Laser­ sender unmittelbar vor einem Messerwellenpaar mit Rollenmessern zum Be­ schneiden des Bleches in Streifen oder in Zuschnitte angeordnet ist. Die Be­ zeichnung "Lasersender" soll dabei sowohl aktive Laserquellen als auch opti­ sche Einrichtungen, die einen ankommenden Laserstrahl umlenken, umfas­ sen. "Unmittelbar vor" bedeutet hier wieder, daß der Abstand des Lasersen­ ders von der Achse der Messerwellen - in Vorschubrichtung gesehen - kürzer ist als die Länge der Streifen bzw. die der Dosenzargenhöhe entsprechende Länge der Zuschnitte.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung sind mindestens zwei Lasersender quer zur Vorschubrichtung des Bleches einstellbar geführt, um ein Blech im flachen Zustand in Abhängigkeit von den Abmessungen der für den Dosenrumpf vorgesehenen Blechzuschnitte an den Seitenkanten und ggf. dazwischen zu erreichen.

Daneben kann die Vorrichtung auch eine Formstrecke zum Bilden einer Stumpfnaht aufweisen, wobei ein einzelner Lasersender gleichzeitig zum Entfernen der Kunststoffbeschichtung im Randbereich und zum Verschweißen der Stumpfnaht herangezogen wird.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Entfernen der Kunststoffbeschich­ tung eines Blechs zum Herstellen einer Dosenzarge dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Vorrichtung in der Draufsicht und

Fig. 2 einen in Zuschnitte zu zerschneidenden Blechstreifen mit Kunst­ stoffaussparungen.

Zwischen zwei Konstruktionsteilen 1a, 1b eines Maschinengestells 1 sind zwei übereinander angeordnete Messerwellen 2 mit Rundmessern 3 und Transportringen 3a gelagert, von denen lediglich die obere sichtbar ist. Die Rundmesser 3 sind auf der Welle 2 in bekannter Weise in axialer Richtung der Welle verstellbar.

In Vorschubrichtung V einer Blechtafel T gesehen, vor den Messerwellen 2 ist eine parallel zu diesen ausgerichtete Traverse 4 angeordnet, die über Halte­ winkel 5 lösbar an den Konstruktionsteilen 1a, 1b befestigt ist. Auf dieser Tra­ verse sind Halter 6 gleitbar geführt und feststellbar, an denen wiederum La­ sersender 7 befestigt sind.

Beim Durchschieben der kunststoffbeschichteten Blechtafel T durch die Messerwellen 2 wird diese in einzelne Streifen S mit der Breite B zerschnitten. An den jeweils - im Hinblick auf die ursprüngliche Blechtafel T - "äußeren" Kanten 8 der äußeren Streifen fallen zusätzlich noch Abfallstreifen 9 an.

Die optische Achse 10 der Lasersender 7 wird dabei auf die Flucht der Schneidlinie oder -kante 11 der Rundmesser 3 der Messerwellen 2 ausgerichtet. Die Traverse 4 hat zu den Messerwellen 2 einen möglichst geringen Abstand, damit der Lasersender 7 möglichst dicht an die Messerwelle 2 herankommt, um eine hohe Genauigkeit in bezug auf die Schneidkante 11 der Messerwellen 2 bzw. der von den Schnittkanten 12 ausgehenden Rand- oder Kantenbereiche der von den Messerwellen aus der Blechtafel T geschnittenen Streifen S zu erreichen (in der Zeichnung sind die Blechtafel T und die Streifen S jeweils nur über eine Teillänge von den Messern 3 geschnitten dargestellt). Beim Vorschub der Tafel T zu den Messerwellen 2 liegt das Blech auf der Transportebene 14 der Vorrichtung auf, so daß das Blech immer einen konstanten Abstand zu den Lasersendern 7 hat. Zur seitlichen Führung des Blechs sind seitliche Führungsrollen 15 vorgesehen. In der Zeichnung sind schließlich noch die Mitnehmerklinken 16 an Vorschubketten 17 angedeutet, an denen das Blech jedoch nur bis zum Erfassen durch die Rundmesser 3 anliegt.

Durch die Einwirkung der von den Lasersendern 7 ausgesandten Laserstrahlen in der optischen Achse 10 wird in einer Breite b um die Schnittlinien, d. h. in einer Breite von b/2 von jeder Kante 12 der Streifen S. der als Beschichtung auf der Blechtafel T befindliche Kunststoff unter Bildung von Kunststoffaussparungen 13 verdampft.

Dabei ist die Intensität des Laserstrahls der Lasersender 7 derart bemessen, daß die Kunststoffbeschichtung auf beiden Seiten des Blechs verdampft wird, ohne daß das metallische Trägermaterial des Blechs wesentlich angegriffen wird. Je nach Art der Beschichtung und der Blechdicke können auf die auszusparenden Bereiche 13 im Bedarfsfall und auf die Unterseite des Blechs gerichtete Lasersender vorgesehen werden. Die so behandelten und geschnittenen Blechstreifen S werden in der Regel von einem zweiten Messerwellenpaar in Zuschnitte Z zerschnitten. Dabei werden die Längskanten 12 der Streifen S mit den Kunststoffaussparungen 13 zu den Seitenkanten der Zuschnitte Z, während die neuen Schneidkanten 18 die Höhe h der Zuschnitte ergeben. Die so gewonnenen Zuschnitte Z können anschließend in bekannter Weise unter Bildung einer vorbereiteten Überlapptnaht rundgebogen und durch eine Rollen-Anordnung zum Widerstands-Preßschweißen, wie dies beispielsweise in der EP 0 147 370 A2 (Fig. 7 bis 12) offenbart ist, zu fertigen Dosen verarbeitet werden.

Alternativ kann ein aus beschichtetem Blech geschnittener Zuschnitt auch unter Bildung einer Stumpfnaht rundgebogen und einer Schweißstelle mit einem Lasers zugeführt werden, wie dies in der DE 38 10 611 A1 offenbart ist. In diesem Fall können die Rand- oder Kantenbereiche des Zuschnitts durch den Laserstrahl an der Schweißstelle verdampft werden, so daß auf eine separate Lasereinrichtung zum Entfernen der Kunststoffbeschichtung in den Randbereichen des Zuschnitts vor dem Umformen verzichtet werden kann.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen von geschweißten Dosenrümpfen aus kunst­ stoffbeschichtetem Blech,
bei dem die Kunststoffbeschichtung im Bereich der Seitenkanten (8, 12) unter Einwirkung eines Laserstrahls entfernt und das Blech nach dem Rundbiegen unter Bildung einer Überlapptlängsnaht durch Preß­ schweißen erzeugt oder unter Bildung einer vorbereiteten Stumpflängs­ naht ebenfalls durch Einwirkung eines Laserstrahls verschweißt wird, wobei das Blech während des Entfernens der Kunststoffbeschichtung im flachen Zustand mechanisch geführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Entfernen der Kunststoffbeschichtung unmittelbar vor dem Schneiden einer Blechtafel (T) in Streifen (S) oder eines Blechstreifens (S) in Zuschnitte (Z) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser­ strahl auf die Flucht der zu schneidenden Kante des Blechs gerichtet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Entfernen der Kunststoffbeschichtung in den Randbereichen des Blechs und das Verschweißen der Dosenzarge durch eine einzige Laserquelle erfolgt.

4. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, mit mindestens einem Lasersender (7) zum partiellen Entfernen der Kunststoffbeschichtung des Blechs und einer Führung (15) für das Blech, dadurch gekennzeichnet, daß der Lasersender (7) unmittelbar vor einem Messerwellenpaar (2) mit Rollenmessern (3) zum Zerschnei­ den des Blechs (T) in Streifen (S) oder Zuschnitte (Z) angeordet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß minde­ stens zwei Lasersender (7) vorgesehen sind, die quer zur Vorschubrich­ tung (V) des Blechs (T) einstellbar geführt sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser­ sender (7) zum partiellen Entfernen der Kunststoffbeschichtung gleich­ zeitig zum Schweißen der Dosenzarge verwendet wird.