DE4405223C2 - Vorrichtung zum Beschneiden von runden Hohlkörpern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beschneiden von runden Hohlkörpern wie Dosenrohlingen, Tuben oder dergleichen auf Länge und Zertrennen des abgeschnittenen ringförmigen Randes mit einer längsverschiebbaren Zu- und Wegführung für die Hohlkörper mit einem Anschlag für dessen eines Ende zu einer aus einem inneren Schneidwerkzeug und einem äußeren drehbar gelagerten Gegenschneidwerkzeug bestehenden Längenbeschneidevorrichtung und zu einer aus einem inneren Zertrennwerkzeug und aus einem äußeren drehbar gelagerten Gegenzertrennwerkzeug bestehenden Zertrennvorrichtung für den abgetrennten ringförmigen Rand.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 16 27 161 B2 bekannt; sie dient zum Zuschneiden von zylindrischen Dosenrohlingen. Hierbei wird der einseitig offene Dosenrohling auf einen sich drehenden Dosenhalter mittels eines Kolbens oder auch mit Luftdruck aufgeschoben. Der Dosenhalter weist ein inneres Messer auf, dem ein äußeres drehbares Messer zustellbar ist. Neben dem inneren Messer ist ein Zahnrad angeordnet, das mit einem äußeren angetriebenen Zahnrad kämmt und die Drehbewegung des Dosenhalters bewirkt, wobei auch durch die Zähne des eingreifenden Zahnrads das vom Dosenrohling abgeschnittene Metall mitgenommen wird, d. h. die Zahnradpaarung dient auch als Zertrennvorrichtung. Bei dieser Vorrichtung wird der Boden des Rohlings auf einem Anschlag des Dosenhalters abgestützt, wodurch die Abschneidlänge der Dose fixiert wird. Bei unterschiedlichen Dicken des Bodens führt das auch zu Dosen mit unterschiedlich langen Außenlängen. Da die Dosenrohlinge mit einer Temperatur von ca. 120°C zugeführt werden, erwärmt und dehnt sich der Dosenhalter aus, was wiederum zu immer längeren Dosen führt. Probleme entstehen auch dadurch, daß der Dosenrohling vollständig auf den Dosenhalter aufgeschoben werden muß, was einerseits Zeit erfordert und somit die Taktzeiten begrenzt, und andererseits, da der Dosenhalter sich beim Auf- und Abschieben in Rotation befindet, der Dosenrohling von Null auf die Rotationsgeschwindigkeit beschleunigt werden muß, was Schleifspuren im Innern der Dose hervorrufen kann, die beim späteren Lackieren Schwach- oder Fehlstellen bilden und somit die Qualität der Lackierung beeinträchtigen. Die beschnittene Dose muß dann über die gesamte Länge des Dosenhalters abgezogen werden, was ebenfalls die Taktgeschwindigkeit herabsetzt. Da die Dosenrohlinge über die Länge als auch über den Querschnitt Ungleichmäßigkeiten aufweisen, man spricht auch von "Bananen", muß der Dosenhalter gewisse Abweichungen von der Idealform tolerieren können, d. h. es muß etwas Spiel bestehen. Je geringer das Spiel zwischen dem Innendurchmesser des Rohlings und dem äußeren Durchmesser des Innenschneidmessers ist, desto höher ist die Qualität des Schneidvorgangs. Das äußere Messer wird als umlaufendes Segmentmesser gestaltet, da es nur beim Schnitt in Kontakt mit dem Gegenmesser treten muß, hingegen beim Ab- und Aufschieben der Dose auf den Dosenhalter außer Kontakt bleiben muß. Diese Anordnung erfordert einen erheblichen Platzbedarf und erschwert das Auffangen und Entfernen der zertrennten Metallspäne.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dahingehend zu verbessern, daß ein schneller, sauberer Schnitt auf konstant gleiche Außenlängen schnell mit hohen Taktgeschwindigkeiten und einfach durchführbar ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 die Gesamtansicht einer Vorrichtung zum Beschneiden von Dosenrohlingen;

Fig. 2 einen Blick auf das schrittgeschaltete Transportmittel und die Zu- und Wegführung für die Dosenrohlinge bzw. abgeschnittenen Dosen;

Fig. 3 die Beschneide- und Zertrennvorrichtung der Vorrichtung in teilweisem Schnitt;

Fig. 4 die Draufsicht auf die Beschneide- und Zertrennvorrichtung in Richtung Pfeil F in Fig. 3 gesehen;

Fig. 5 einen Schnitt V-V gemäß Fig. 3.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellte Vorrichtung zum Beschneiden von Dosenrohlingen weist ein Rahmengestell 1 auf, auf dem ein schrittgeschalteter Antrieb 2 für eine Transporttrommel 3 angeordnet ist. Die Transporttrommel 3 weist über den Umfang verteilt schalenartige Aufnahmen 4 zur Aufnahme von Dosenrohlingen 5 auf. In den Aufnahmen 4 sind eine oder mehrere, in einer Reihe angeordnete Austrittsöffnungen 6 vorgesehen, die an eine Leitung 7 für Saugluft angeschlossen sind.

Oberhalb der Transporttrommel 3 ist eine Zu- und Wegführung 8 am Rahmengestell 1 angeordnet. Die Zu- und Wegführung 8 dient zum Aufnehmen und Zuführen eines Dosenrohlings 5 zum Beschneiden und zum Wegführen des beschnittenen Dosenrohlings 5 auf die Transporttrommel 3, wozu beliebige bekannte Transportmittel einsetzbar sind. Im Ausführungsbeispiel weist die Zu- und Wegführung 8 eine vorzugsweise auswechselbare Klemmschale 9 auf, deren Schalenform dem jeweils zu bearbeitenden Hohlkörper angepaßt sein kann. Die Klemmschale 9 ist mittels Führungen 10, eines Schwenkhebels 11 (Fig. 2) sowie einer Steuerwelle 12 durch einen nicht gezeigten Antrieb auf- und abbewegbar (s. Pfeil a in Fig. 1). Zur Begrenzung der Klemmkraft auf den Dosenrohling 5 in Richtung auf die Transporttrommel 3 ist die Klemmschale 9 durch eine - gegebenenfalls einstellbare - Druckfeder 13 beaufschlagt.

Mit den Führungen 10 ist ein Schieber 14 mit einem verstellbaren Anschlag 15 verbunden. Die Zu- und Wegführung 8 ist auf einer im Rahmengestell 1 gelagerten Führungswelle 16 angeordnet und mittels einer Zugstange 16a und eines nicht dargestellten Antriebs in Richtung auf eine Beschneidevorrichtung 17 hin und weg von ihr hin- und herbewegbar (s. Pfeil b in Fig. 1).

Die Beschneidevorrichtung 17 ist zusammen mit einer Zertrennvorrichtung 18 an einem um eine feststehende Achse 19, die am Rahmengestell 1 befestigt ist, rotierbaren Werkzeugträger 20 angeordnet. Am freien zur Transporttrommel 3 weisenden Ende der feststehenden Achse 19 ist auswechselbar ein Beschneidekopf 21 angeordnet, der ein inneres Zertrennwerkzeug 22 in Form eines Zertrennrads und ein inneres Schneidwerkzeug 23 in Form eines Ringmessers mit einem Zuführkonus 24 zum zentrierten Zuführen des Dosenrohlings 5 über das Ringmesser aufweist.

Auf der Achse 19 ist ein Antriebsrad 25 gelagert, das zwei Steuerkurven 26, 27 trägt. Der rotierende Werkzeugträger 20 ist einerseits auf der Achse 19 und andererseits auf dem Antriebsrad 25 gelagert. Im Werkzeugträger 20 sind diametral einander gegenüber zwei Pendelachsen 28 angeordnet, auf denen je ein Kipphebel 29 mit Rollen 30 (Fig. 5) an den freien Enden angeordnet ist. Jeweils eine der Rollen 30 steht mit einer der Steuerkurven 26 bzw. 27 in Kontakt, während die jeweils andere Rolle 30 durch einen Federmechanismus 31 beaufschlagt ist, um ein spielfreies Anliegen der jeweils anderen Rolle 30 an der jeweiligen Steuerkurve 26 bzw. 27 zu ermöglichen. Die Pendelachsen 28 sind aus dem Werkzeugträger 20 im Bereich des Beschneidekopfs 21 herausgeführt und tragen jeweils einen Schwenkhebel 32, 33 (Fig. 4). An dem einen Schwenkhebel 32 ist ein äußeres Schneidwerkzeug 34 in Form eines drehbar gelagerten Rollschermessers und am anderen Schwenkhebel 33 ein äußeres Zertrennwerkzeug 35 in Form eines drehbar gelagerten Zertrennrades befestigt.

Zwischen dem äußeren Zertrennwerkzeug 35 und dem Schwenkhebel 33 kann ein federndes Element, z. B. in Form einer Blattfeder 36 (siehe Fig. 4) vorgesehen sein, damit das derart federnd angeordnete Zertrennrad, wenn zertrennte Metallteile in den Eingriffsbereich der beiden Zertrennräder gelangen, ausweichen kann. Zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und/oder zur Herabsetzung der Haftung und Reibung ist vorteilhafterweise die Oberfläche, insbesondere der Zertrennwerkzeuge, behandelt, beispielsweise durch das PVD (Plasma Vapor Disposition)- Verfahren oder durch Nitrieren oder durch das CVD (Chemical Vapor Disposition)-Verfahren.

Das Antriebsrad 25 ist über eine Übersetzung 37 (Fig. 3) mit einer Antriebsscheibe 38 und der Werkzeugträger 20 über eine Übersetzung 37′ mit einer Antriebsscheibe 38′ verbunden, die gemeinsam auf einer Achse angeordnet und durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben werden. Die Antriebsscheiben 38 und 38′ weisen einen unterschiedlichen Durchmesser auf, um ein gewünschtes Übersetzungsverhältnis zu erzielen. Hierbei ist zwischen dem rotierenden Werkzeugträger 20 und dem rotierenden Antriebsrad 25 eine Differenzdrehzahl von einer Umdrehung je Takt vorzusehen, z. B. 3 : 4, 4 : 5, 6 : 7 usw.

Innerhalb der festen Achse 19 ist ein Kanal 39 ausgeführt, der an eine nicht dargestellte Blasluftquelle anschließbar ist. Im Bereich des Beschneidkopfs 21 und des Werkzeugträgers 20 mit dem äußeren Schneidwerkzeug 34 und dem äußeren Zertrennwerkzeug 35 ist ein geschlossenes Gehäuse 40 (in Fig. 1 angedeutet) angeordnet, das im Bereich des Beschneidekopfs 21 eine Durchgangsöffnung zum Durchgang für die Dosenrohlinge 5 aufweist. Das Gehäuse 40 ist im unteren Teil an eine Absaugvorrichtung (nicht dargestellt) angeschlossen, um die durch die Zertrennvorrichtung 18 zertrennten Teile des vom Dosenrohling abgeschnittenen Randes sofort abzusaugen und aus dem Schneid- und Zertrennraum zu entfernen. Hierdurch kann die Entsorgung dieser Teile gezielt und störungsfrei erfolgen und es können keine zertrennten Teile unkontrolliert im Raum herumfliegen.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt. Durch ein beliebiges bekanntes Transportmittel werden von einer Presse die Dosenrohlinge 5 der Transporttrommel 3 zugeführt, in deren Aufnahmen 4 sie mittels durch die Austrittsöffnungen 6 zugeführter Saugluft beim schrittweisen Weitertransport gehalten werden. In ihrer obersten Stellung werden die Dosenrohlinge 5 durch die abgesenkte Klemmschale 9 erfaßt, wobei der Schieber 14 mit seinem Anschlag 15 durch die Bewegung der Zugstange 16a in die Position hinter den Dosenrohlinge 5 gelangt und ihn in Richtung auf den Beschneidekopf 21 zu bewegt. Der Anschlag 15 ist so eingestellt, daß das offene Ende des Dosenrohlings 5 über das innere Schneidwerkzeug 23 auf das innere Zertrennwerkzeug 22 gelangt, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wobei der Abstand zwischen dem Anschlag 15 und den Messern der Schneidvorrichtung die endgültige Länge des Dosenrohlings bestimmt.

Im Ausführungsbeispiel ist das Übersetzungsverhältnis der Antriebsscheiben 38, 38′ zum Antriebsrad 25 bzw. zum Werkzeugträger 20 mit 4 : 5 Umdrehungen pro Gesamtzyklus gewählt, wobei zum eigentlichen Beschneidevorgang nur ein Viertel eines Arbeitszyklus zur Verfügung steht, da die restliche Zeit für Handhabungsaufgaben benötigt wird. Während des Beschneidevorgangs macht der Werkzeugträger 20 1,25 Umdrehungen, d. h. 5 Umdrehungen (4mal 1,25) pro Gesamtzyklus. Hierbei werden das äußere Schneidwerkzeug 34 und das äußere Zertrennwerkzeug 35 über die entsprechenden Steuerkurven 26, 27 gesteuert, was voraussetzt, daß diese Steuerkurven 26, 27 eine Umdrehung relativ zum Werkzeugträger 20 pro Arbeitszyklus machen. Dies wird dadurch erreicht, daß man die Steuerkurven 26, 27 durch das Antriebsrad 25 mit einer Differenzdrehzahl von einer Umdrehung pro Arbeitszyklus zum Werkzeugträger 20 antreibt. Das Übersetzungsverhältnis der Antriebsscheibe 38 mit dem Antriebsrad 25 zur Antriebsscheibe 38′ mit dem Werkzeugträger 20 wurde mit 5 : 4 Umdrehungen pro Gesamtzyklus gewählt.

Hierdurch wird erreicht, daß das äußere Schneidwerkzeug 34 an den jeweils auf dem Beschneidekopf 21 befindlichen Dosenrohling 5 angestellt wird und eine genau auf die gewünschte Länge beschnittener Dosenrohling 5 abschneidet, wonach der abgeschnittene Ring durch das angestellte Zertrennwerkzeug 35 zertrennt und sofort mittels der oben erwähnten Absaugvorrichtung aus dem Gehäuse 40 abgesaugt und einer einfachen Entsorgung zugeführt werden kann. In dem Zyklus ist ausreichend Zeit gelassen, um den exakt beschnitten Dosenrohling 5 mittels der Klemmschale 9, gegebenenfalls unterstützt durch Zufuhr von Blasluft durch den Kanal 39 in der Achse 19, vom Beschneidekopf 21 zu entfernen. Hierbei ist darauf zu achten, daß die Blasluft- und Klemmwirkung der Klemmschale 9 auf den abgeschnittenen Dosenrohling 5 größer als die Reibung innerhalb der Aufnahme 4 sein muß ein störungsfreies Entfernen des abgeschnittenen Dosenrohlings 5 vom Beschneidekopf zurück auf die Transporttrommel 3 zu gewährleisten. Hierzu kann die Klemmschale 9 mit einer die Reibung erhöhenden Wirkfläche, z. B. mit einem derartigen Belag versehen sein. Zusätzlich oder auch alternativ kann die Klemmschale 9 auch an eine - vorzugsweise steuerbare - Saugluftquelle angeschlossen werden. Die abgeschnittenen Dosenrohlinge werden durch die Transporttrommel 3 einer nicht dargestellten Abnahmestelle und einer Weiterbearbeitung zugeführt.

Dadurch, daß der Anschlag 15 am Außenboden des Dosenrohlings 5 angreift, werden alle Dosenrohlinge 5 auch gleiche Außenlänge abgeschnitten, da die Dicke des Dosenbodens im Gegesatz zum Stand der Technik keinen Einfluß auf die Abschneidelänge hat. Dadurch, daß kein langer Aufschiebedorn vorgesehen ist, kann er sich auch nicht durch die mit Temperaturen bis 120°C aus der Presse kommenden Dosenrohlinge aufwärmen und durch Dehnung die Abschneidelänge verändern. Dadurch, daß der Schneidekopf 21 still steht, braucht auch der Dosenrohling 5 nicht mehr in Rotation versetzt zu werden, so daß auch keine dadurch bedingten Schleifspuren auftreten können.

Durch den verhältnismäßig kurzen Zentrierkonus 24 wird ein Dosenrohling 5 nur mit einem minimalen notwendigen Abschnitt auf das innere Schneidwerkzeug 23 und das innere Zertrennwerkzeug 22 aufgeschoben, so daß das innere Schneidwerkzeug 23 auch genauer an den inneren Dosendurchmesser anpaßbar ist, der in einem kleinen Bereich auch kleineren Schwankungen unterliegt, was im Effekt eine bessere Schnittqualität erlaubt. Durch den kurzen Aufschubweg ist die Leistung der Vorrichtung praktisch unabhängig von der Dosenlänge.

Dadurch, daß das äußere Schneidwerkzeug 34 und das äußere Zertrennwerkzeug 35 in einem rotierenden Werkzeugträger 20 angeordnet sind, ist dieser äußerst klein und leicht zugänglich, so daß auch bei Formatwechseln auf leichte Weise in kürzester Zeit nur wenige Teile auszuwechseln sind, die zudem voreingestellt werden können. Hierdurch wird auch ein Formatwechsel wesentlich erleichtert und ist viel schneller durchführbar. Durch das abdeckende Gehäuse 40 kann die Zertrennung praktisch gekapselt werden, was die Sicherheit erhöht und eine bessere Entsorgung ermöglicht.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, die Lage der Schnittkante zur Transportlage in einer Dosenfertigungsanlage auch bei unterschiedlichen Dosenlängen konstant zu halten.

Claims (16)

1. Vorrichtung zum Beschneiden von runden Hohlkörpern wie Dosenrohlingen, Tuben oder dergleichen auf Länge und Zertrennen des abgeschnittenen ringförmigen Randes, mit einer längsverschiebbaren Zu- und Wegführung für die Hohlkörper mit einem Anschlag (15) für dessen eines Ende zu einer aus einem inneren Schneidwerkzeug (23) und einem äußeren drehbar gelagerten Gegenschneidwerkzeug (34) bestehenden Längenbeschneidevorrichtung (17) und zu einer aus einem inneren Zertrennwerkzeug (22) und aus einem äußeren drehbar gelagerten Gegenzertrennwerkzeug (35) bestehenden Zertrennvorrichtung (18) für den abgetrennten ringförmigen Rand, dadurch gekennzeichnet, daß die Zu- und Wegführung (8) eine auf- und abbewegbare, außen am zylindrischen Körperumfang des Hohlkörpers angreifende Halterung aufweist, wobei der Anschlag (15) mit der Halterung verbunden ist, daß das innere Zertrennwerkzeug (22) und das innere Schneidwerkzeug (23) fest und das äußere Zertrennwerkzeug (35) und das äußere Schneidwerkzeug (34) jeweils um die Hohlkörperlängsachse rotierbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung eine dem Hohlkörper angepaßte auswechselbar angeordnete Klemmschale (9) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschale (9) durch eine Feder (13) beaufschlagt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschale (9) eine reibungserhöhende Wirkfläche aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmschale (9) an eine steuerbare Saugluftquelle angeschlossen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (15) verstell- und/oder auswechselbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Schneidwerkzeug (23) einen Zuführkonus (24) aufweist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Zertrennwerkzeug (35) und das äußere Schneidwerkzeug (34) jeweils schwenkbeweglich an einem rotierbaren Werkzeugträger (20) angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkbewegungen des äußeren Schneidwerkzeugs (34) und des äußeren Zertrennwerkzeugs (35) jeweils mittels eines Hebels, einer Schwenkachse (28), eines Kipphebels (29) mit Rollen (30) durch jeweils eine Steuerkurve (26 bzw. 27) steuerbar sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerkurven (26; 27) auf einem Antriebsrad (25) angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegungen des rotierenden Werkzeugträgers (20) und des Antriebsrads (25) über ein Übersetzungsgetriebe miteinander gekoppelt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem rotierenden Werkzeugträger (20) und dem rotierenden Antriebsrad (25) eine Differenzdrehzahl von einer Umdrehung je Takt besteht.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Zertrennwerkzeug (35) federnd angeordnet ist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschneide- und Zertrennvorrichtung (17, 18) in einem Gehäuse (40) mit einer Ausnehmung zum Durchgang des Hohlkörpers gekapselt angeordnet sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (40) an eine Absaugleitung angeschlossen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zertrennwerkzeuge (22, 35) zur Erhöhung der Verschleißfestigkeit und/oder Herabsetzung der Haftung und Reibung oberflächenbehandelt sind.