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Yorrichtung zum Einschlagen und Anpressen der Ränder bei runden Gefäßen
" aus Papier, Karton o. dgl. Die Erfindung erstreckt sich auf eine Vorrichtung zum
Einschlagen der Ränder von runden Gefäßen aus Papier, Karton o. dgl. Werkstoffen
und zum hakenförmigen Verpressen der Gefäßbodenränder. Derartige Gefäße dienen vorwiegend
zur Aufnahme von Flüssigkeiten, Marmelade, Honig, Speiseeis u. a. Lebens- und Genußmitteln
und werden je nach dem Verwendungszweck als _Kge-elstum@f ,-oder Zylinder ausgebildet
und aus flüssigkeitsundurchlässigem Material hergestellt oder zweckmäßiger nach
ihrer Herstellung mit einer dünnen Paraffinschicht versehen. Die Gefäßränder sind
meistens abgestumpft, und zwar bei Gefäßen für Flüssigkeiten, wie Trinkbecher o.
dgl., durch Ein-oder Umrollen und bei solchen zur Aufnahme von Marmelade, Honig,
Fett o. dgl. durch Einschlagen. Letztgenannte Gefäßsorte wird gewöhnlich noch mit
einer Scheibe aus Pappe, Glas o. dgl., die durch eine kurz unter dem Öffnungsrand
des Gefäßmantels eingedrückte Rille (auch Sicke. genannt) gehalten wird, nach erfolgter
Füllung verschlossen. Das Einschlagen der Gefäßränder und das Anbringen der Rille
für die Verschlußscheibe erfolgte bisher gewöhnlich in mehreren getrennten Arbeitsgängen,
von denen der für das Einschlagen der schwierigste war, da durch die Steifheit oder
Härte des zur Verwendung kommenden Papiers, Kartons o. dgl. die Kanten brüchig wurden,
Falten aufwiesen und sich mangelhaft an den Gefäßmantel anlegten. In Erkenntnis
der Schwierigkeiten für das Abstumpfen der Ränder wurde vorgeschlagen, die Gefäßränder
auf der Bodenseite durch lose gelagerte Rollen, die an ihrem Umfang dachförmige
Profileinkerbung besitzen und an senkrecht bewegliche Pressenstößel an Drehtischmaschinen
o. dgl. angebracht sind, einzuschlagen. Wenn auch mittels dieser Einschlagwerkzeuge
die Steifheit des zu bearbeitenden Werkstoffes unter Vermeidung der Gefahr der Faltenbildung
oder des Brüchigwerdens allmählich überwunden wird, bleibt doch immerhin der Mangel
bestehen, daß der Rand des Gefäßmantels mit dem Bodenrand nur leicht verdrückt wird,
so daß der Boden mühelos nach dem Gefäßinnern eingedrückt werden kann; ferner ist
die Möglichkeit gegeben, daß, nachdem diese Einschlagrollen wieder außer Tätigkeit
sind, der eingeschlagene Rand das Bestreben hat, wieder - in seine ursprüngliche
Lage zurückzutreten, wodurch der Halt des Bodens im Gefäß weiterhin vermindert wird.
Um die Bodenverbindung fester zu gestalten, wurden zylindrisch ausgebildete, lose
gelagerte Anpreßscheiben vorgeschlagen, die das Werkstück, nachdem in einem vorausgegangenen
Arbeitsgang mit Hilfe besonderer Werkzeuge die Bodenränder eingeschlagen wurden,
gegen einen umlaufenden kegelstumpfförmigen Dorn pressen. Auch mit diesen vorgeschlagenen
Mitteln
kann die erhoffte innige Verbindung des Bodens mit dem Gefäßmantel nicht erreicht
werden, da der Umfang des zylindrischen Preßteiles mit dem Mantel des Kegelstumpfgegendruckdornes
einen spitzen Winkel einschließt, so daß das dazwischenliegende Werkstück nur am
Scheitelpunkt dieses Winkels gepreßt wird; die vorher erwähnten Mängel bleiben demzufolge
.unverändert bestehen. Das Anbringen von Rillen unterhalb des Gefäßrandes wurde
bisher in einem besonderen Arbeitsgange bewerkstelligt; hierzu dienten in der Regel
senkrecht oder waagerecht angeordnete Rillscheiben, die entweder besonders angetrieben
oder lose gelagert vom Werkstück in Drehbewegung versetzt wurden. Schließlich bildete
man bei zylindrischen Gefäßen, insbesondere sogenannten Papierfässern, das Bodenstück
derart aus, daß am Außenmantel des Gefäßes ein Stulpdeckel, dessen hochstehender
Rand einerseits und Bodenteil andererseits miteinander hakenförmig verpreßt sind,
durch Heften o. dgl. mit der Gefäßwand fest verbunden wurde. Die Nachteile dieser
Art Bodenbefestigung bestehen darin, daß die hochstehende Kante des Bodens um die
Gefäßwand ein gutes Angriffsmittel für die Beschädigung des Gefäßes bietet und dadurch
das gesamte Bodenstück vom Gefäß gelöst werden kann; außerdem ist der Herstellungspreis
des Behälters, da dieser aus mindestens drei Teilen hergestellt werden muß, wodurch
der Schnittabfall gegenüber zweiteiligen Gefäßen erheblich vermehrt wird, unverhältnismäßig
hoch.
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Erfindungsgemäß erfolgt unter Beseitigung der aufgeführten Mängel
in einfacher Weise das maschinelle Einschlagen der Ränder auf der Bodenseite mit
hakenförmigem Verpressen oder Verprägen miteinander und das Einschlagen des Öffnungsrandes
mit Anbringung von Rillen durch eine Presse bekannter Art mit auf und ab gehendem
Oberwerkzeughalter getrennt in einem Arbeitsgang für den Boden-und für den Öffnungsrand
mit teils dauernd umlaufenden und teils feststehend angeordneten Werkzeugsätzen,
wobei der einzuschlagende Gefäßrand während der Abwärtsbewegung des Oberwerkzeughalters
durch mit diesem in Verbindung stehende konkave Rollen vorbereitet wird. Durch die
Erfindung wird erreicht, daß die Gefäßränder faltenfrei abgestumpft werden, die
eingeschlagenen Ränder fest am Gefäßmantel anliegen, der Gefäßboden durch hakenförmiges
Verpressen in seiner Lage unverrückbar festgehalten wird, so daß er gegen Eindrücken,
Verschieben, Herausrutschen o. dgl. .gesichert ist und das Gefäß am Boden ohne Zuhilfenahme
besonderer Mittel flüssigkeitsundurchlässig abgedichtet wird. In den Zeichnungen
ist die Vorrichtung in beispielsweiser Ausführung einmal für das Einschlagen von
Bodenrändern und einmal von Öffnungsrändern für konische Papiergefäße und zum hakenförmigen
Verpressen der Gefäßbodenränder dargestellt. Es veranschaulichen Abb. i einen Querschnitt
vom Aufriß des Oberwerkzeuges der Vorrichtung zum Einschlagen der Bodenränder, Abb.2
einen Querschnitt vom Aufriß des Unterwerkzeuges der Vorrichtung zum Einschlagen
der Bodenränder, Abb. 3 die Vorbereitungsrollen mit Haltern zum Umlegen der Ränder
im Aufriß, Abb. 4 den Grundriß von Abb. 3, Abb. 5 den Querschnitt des Aufrisses
vom Oberwerkzeug zum Einschlagen des Gefäßöffnungsrandes und Erzeugen der Deckelrille,
Abb. 6 den Querschnitt des Unterwerkzeuges zum Einschlagen des Gefäßöffnungsrandes
und Erzeugen der Deckelrille, Abb.7 als Beispiel ein konisches Papiergefäß vor der
Bearbeitung im Schnitt, Abb. ä ein Gefäß nach erfolgtem Einschlagen der Ränder und
eingedrückter Rille im Schnitt, Abb. g das hakenförmige Verpressen des Bodenrandes
während des Arbeitsvorganges, Abb. io den fertiggestellten Bodenrand im Querschnitt.
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Der Arbeitsvorgang spielt sich wie folgt ab Auf einem Maschinentisch
sind in bekannter Weise mehrere gleichartige und in den Abmessungen untereinander
übereinstimmende Unterwerkzeuge durch Spanneisen i, Schrauben o. dg1. (bei Drehtischpressen
im Kreise um 'den Drehpunkt des Tisches) befestigt, während am Maschinenstößel jeweils
ein Oberwerkzeug angebracht ist. Der Maschinentisch bei Drehtischpressen wird um
einen Winkel x, dessen Größe sich aus dem Winkel 36o° des Kreises und der Anzahl
der vorgesehenen Unterwerkzeuge errechnet, durch ein Schaltgetriebe absatzweise
gedreht, so daß die Unterwerkzeuge nacheinander. unter das Oberwerkzeug zu stehen
kommen; während der j edesmaligen Ruhestellung des Maschinentisches verrichtet der
Pressenstößel mit dem Oberwerkzeug seinen Arbeitshub. Mit dem Pressenstößel sind
Rollen, die den einzuschlagenden Gefäßrand vorbereiten, verbunden, so daß dessen
senkrechte Aufundabbewegung durch die Rollen mit verrichtet wird. Sobald ein Gefäßrand
vom Oberwerkzeug eingeschlagen wird, erfolgt gleichzeitig das Vorbereiten des Randes
vom nächstfolgenden Werkstück, ehe es unter das Oberwerkzeug gelangt. Die auf einem
Sockel 2 angebrachten Werkstückhalter 3 bzw. q. werden mit Hilfe eines 'auf einer
Welle des Maschinentisches ständig umlaufenden Zahnrades, das in die mit den
Werkstückhaltern
3 bzw. 4' fest verbundenen Zahnräder 5 -eingreift, in dauernde schnelle Umlaufbewegung
versetzt. Beim Niedergang des Pressenstäßels legen sich die auf Bolzen 6 lose gelagerten
und axial verstellbar angeordneten Rollen 7, die durch .eine mit dem Pressenstößel
verbundene Haltestange 8 vertikal einstellbar sind,. gegen den jeweils einzuschlagenden
Gefäßrand mit ihren äußeren Kanten 9 der konkaven Einkerbung zuerst auf, so daß
beim weiteren Abwärtsgang des Stößels die Gefäßrandkante in der konkaven Einkerbung
gleitet und auf diese Weise der Gefäßrand vorbereitend nach dem Gefäßinneren zu
leicht umgelegt wird. Das Umlegen selbst verrichtet nach erfolgter Tischschaltung
das Oberwerkzeug, dessen Schaft io im Pressenstößel befestigt ist. Die wesentlichen
Teile des Oberwerkzeuges, dessen Wirkungsweise nachfolgend beschrieben wird, sind
ein Halter io, Führungsstück i i, Federspannring i2, Rollenlagerring 13, Laufrollen
14, Gleitbolzen 15, Einschlag- und Anpreßscheibe 16 bzw. Formscheibe 17 und
Zentrierring 18 bzw. i9.
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Das auf dem Werkzeugunterteil s aufgesteckte, in Drehbewegung befindliche
Werkstück 2o nach Abb. z, dessen Bodenrand durch die Rollen 7 vorbereitend umgelegt
wurde, wird beim Abwärtsgang des Oberwerkzeuges durch den Zentrierring 18, der entsprechend
dem Werkstück geformt ist und bei Berührung mit dem Unterwerkzeug 3 bzw. dem Werkstück
:2o in Drehbewegung versetzt wird, an den über das Unterwerkzeug 3 hinausragenden
Bodenteil fest umschlossen. Beim weiteren Abwärtsgang des Werkzeugoberteiles wird
der bereits vorbereitete, nach innen umgelegte Rand 2i durch die Kante 22 der Einschlagscheibe
16 scharf um die hochstehende Kante 23 des Gefäßbodens 24 umgelegt. Während dieser
Arbeit, die von der auf dem Gleitbolzen_i5 lose gelagerten Scheibe 16 der. zwischen
ihr und dem Werkstück auftretenden Reibung zufolge rotierend ausgeführt wird, bewegt
sich die Anpreßscheibe 16 durch die weitere Stößelabwärtsbewegung, wobei der gegen
den Gleitstößel i5 wirkende Federdruck überwunden wird, zwangsläufig in Richtung
A gegen den Ring 18. Durch diese horizontale Bewegung A der Anpreßscheibe
16
wird ein seitlicher Preßdruck erzielt, der infolge nachgiebiger Lagerung
des Führungsstückes i i durch eine Feder 36 im Spannring 12 vom Führungsstück i
i federnd aufgenommen wird, wodurch die Gefahr der Beschädigung des Werkstückes
eines zu harten D@rukkes zufolge wegfällt. Die scharfkantige Einkerbung 34 und die
kegelstumpfförrnige Erhöhung 35 der Anpreßscheibe 16, die außerdem an ihrem Umfang
mit Erhöhungen und Vertiefungen versehen oder aufgerauht sein kann,' bewirken, daß
der Gefäßrand scharfkantig, hakenförmig mit dem Bodenrand 23 eingeschlagen wird,
der Gefäßboden ohne Zuhilfenahme von Klebstoff eine gute Befestigung erhält und
das Gefäß flüssigkeitsundurchlässig abgedichtet wird. Das auf diese Weise -am Boden
bearbeitete Werkstück 2o wird nach Hochgang des Pressenstößels, Rückgang aller Einschlagelemente
in ihre Ruhelage und erfolgter Weiter- oder Rückschaltung des Maschinentisches durch
eine an ihrer Aushebestange 25 befestigte Platte 26 mit Hilfe von Hebeln, Exzentern
o. dgl. Mitteln in bekannter Art mechanisch abgehoben, von der-es dann leicht von
Hand oder maschinell entnommen werden kann.
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Für das Einschlagen bzw. Abstumpfen des Gefäßöffnungsrandes z7 und
das Anbringen einer Rille 28 für den Halt einer Pappscheibe findet eine der inneren
Form des Werkstückes angepaßte, beide Arbeiten zugleich verrichtende Formscheibe
17 Anwendung. Beim Abwärtsgang des Oberwerkzeuges schlägt die Kante 29 der Formscheibe
17 den durch die Rolle 7 nach innen vorbereitend umgelegten Rand 297 ein,
wobei die Scheibe 17
ebenfalls wie beim Einschlagen des Bodenrandes umläuft.
Während der Stößelabwärtsbewegung wird die Formscheibe 17 nach Aufliegen
der Scheibenunterfläche 32 auf der Unterwerkzeugoberfläche 33 in Richtung A gegen
das Unterwerkzeug 4, wie vorher beschrieben, bewegt, so daß die konvexe Wulst 3o
der Formscheibe 17 gegen die konkave Einkerbung 31 drückt und auf diese Weise in
das zwischen beiden Teilen befindliche Werkstück 2o unter gleichzeitigem Anpressen
des eingeschlagenen Randes eine Rille 28 eingeprägt und damit die Bearbeitung beendet
wird. Das fertige Werkstück wird dann nach Aufwärtsgang des Pressenstäßels, Rückgang
aller Einschlagelemente in Ruhestellung und erfolgter Schaltung des Unterwerkzeuges
bzw. Maschinentisches in derselben Weise wie beim Einschlagen des Bodenrandes aus
dem Unterwerkzeug ausgehoben und abgelegt.