DE60022235T2

DE60022235T2 - Befestigung eines Bodens an einem Dosenkörper

Info

Publication number: DE60022235T2
Application number: DE60022235T
Authority: DE
Inventors: Esad Zubcevic
Original assignee: Glud and Marstrand AS
Current assignee: Glud and Marstrand AS
Priority date: 1999-12-23
Filing date: 2000-12-22
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2020-12-23
Also published as: JP2003518437A; ATE273090T1; EP1244529A2; DE60003947T2; DE60022235D1; US6769164B2; AU2152901A; DE60003947D1; ATE245062T1; DE60012997T2; EP1342516A3; EP1342516A2; ES2247481T3; WO2001047653A3; US20030074943A1; DE60012997D1; PT1342516E; EP1342517B1; EP1342517A2; ES2227499T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Dosen, wie zum Beispiel von Dosen zum Speichern und Lagern von Nahrungsmitteln, Dosen für Farbe u. dgl. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung von Dosen, die aus drei Teilen bestehen, nämlich einem Bodenteil, einem Gehäuseteil und einem Deckel oder Verschluss, sowie auf die kostengünstige Herstellung von Dosen in kleinen Losen.
Es ist bereits eine große Anzahl verschiedener Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von Dosen bekannt. Dosen werden üblicherweise in großer Zahl mit speziell ausgelegten Werkzeugen und Maschinen hergestellt, und damit können die Produktionskosten für jedes Teil auf einem vernünftigen Niveau gehalten werden. Auf der anderen Seite sind die Einrichtungen zum Herstellen der Dosen kundenspezifisch und darauf ausgelegt, eine bestimmte Dosengröße und Dosenform herzustellen, und die fehlende Flexibilität führt zu relativ hohen Kosten, wenn der Dosentyp geändert werden soll.
Ein Beispiel für eine Vorrichtung zum Befestigen eines Bodenteils an einem Röhrenteil ist in US 3 217 522 offenbart. Die dortige Vorrichtung umfasst einen Block, der mit Formgebungsrädern zum Biegen und Falten eines Flansches eines Röhrenteils hergestellt wird, wobei der Block einen festen Abstand zu dem Flansch des Röhrenteils hat. Außerdem umfasst sie ein weiteres Rad, das als eine Gegenabstützung zu dem Formgebungsrad dient, um die Belastung einer Welle, die das Röhrenteil hält, zu begrenzen. Die Vorrichtung nach US 3 217 522 ist aufgrund des Aufbaus der Formgebungsräder und des Gegenabstützungsrades beschränkt auf die Befestigung eines kreisförmigen Bodenteils oder anderer Teile und kann nicht eingesetzt werden, um Röhrenteile oder Dosengehäuse mit anderer als kreisförmiger Querschnittsform zu bearbeiten.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen schnelle und kosteneffiziente Wechsel zwischen Dosen verschiedener Größen und Formen möglich werden, so dass auch kleinere Lose in der Herstellung möglich werden.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäß erreicht mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und der Vorrichtung nach Anspruch 7.
Ein Verfahren zum Herstellen eines röhrenförmigen Dosengehäuses aus einem Rohling mit zwei gegenüberliegenden, sich gleichförmig erstreckenden Einfassungsab schnitten wird angegeben, wobei das Verfahren das Greifen der Einfassungsabschnitt durch Greifvorrichtungen, das Gegeneinanderbewegen der Greifvorrichtungen, um die Einfassungsabschnitte in benachbarte Positionen zu bringen, und das Verbinden der Einfassungsabschnitte des Rohlings mit einer Naht, um das röhrenförmige Dosengehäuse zu formen, umfasst, während ein größerer Zwischenabschnitt, der sich zwischen den Einfassungsabschnitten erstreckt, wenigstens innen ohne Unterstützung bleibt.
Der Rohling wird somit zu einem röhrenförmigen Dosengehäuse geformt, ohne dass ein Innendorn einer vorgegebenen Form verwendet werden muss. Bei diesem Verfahren können Dosen verschiedener Größen unter Verwendung desselben Werkzeugs ohne Umbau dieses Werkzeugs hergestellt werden. Nur die Greifpositionen der Greifvorrichtungen müssen der Größe des Rohlings aus flächigem Material entsprechen.
Jede der Greifvorrichtungen, die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung geeignet sind, kann mit wenigstens zwei linearen Freiheitsgraden und einem Rotationsfreiheitsgrad ausgestattet werden. Damit lassen sich die Zufuhr und der Abtransport von Rohmaterial bzw. Dosengehäusen auf einfache Art sicherstellen. Die Greifvorrichtungen sollten vorzugsweise durch Motor getriebene Einrichtungen bewegt werden, die durch ein Steuersystem gesteuert werden, um so die Herstellung von Dosengehäusen verschiedener Größe zu ermöglichen. In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Greifposition automatisch durch Detektoren bestimmt werden, die die Größe des Rohlings des bearbeiteten Blechmaterials erfassen.
Die Verbindungsnaht kann durch das Verbinden von gebogenen, hakenförmigen Einfassungsabschnitten und das Walzen, Löten, Kleben, Schweißen oder andere konventionelle Nahtbildungsprozesse hergestellt werden. Vorzugsweise wird die Naht durch Verbinden vorgefalzter Einfassungsabschnitte des Rohlings hergestellt. Die vorgesehenen drei Freiheitsgrade machen es möglich, dass die vorgefalzten Einfassungsabschnitte miteinander verbunden werden, während die gefalzten Teile aneinander gepresst werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen Dosengehäuses in der gewünschten Querschnittsform mittels einer Vorrichtung mit mehreren sich gleichförmig erstreckenden länglichen Kontaktflächenabschnitten für das Berühren des Dosengehäuses angegeben. Das Verfahren umfasst das Einsetzen des röhrenförmigen Dosengehäuses in die Formgebungsvorrichtung, so dass sich die Kontaktfläche jeweils im Wesentlichen axial in Bezug auf das Dosengehäuse erstreckt und benachbart ist zur Innen- oder Außenseite und die Kontaktoberflächen seitlich mit der Dosengehäuseseite oder den -seiten an beabstandeten Randpositionen miteinander in Kontakt gebracht werden, so dass sich das Dosengehäuse über den Rand hinaus erstreckt und die gewünschte Querschnittsform erhält. Die röhrenförmigen Dosengehäuse, die in die gewünschte Querschnittsform gebracht werden, können mit dem oben beschriebenen Verfahren oder mit irgendeinem anderen bekannten Verfahren hergestellt werden. Durch Verwendung der Formgebungsvorrichtung ist es jedoch weniger kritisch, ob die Querschnittsform des röhrenförmigen Dosengehäuses genau mit einem kreisförmigen Querschnitt versehen wird oder mit irgendeinem anderen Querschnitt. Wie bereits erwähnt, kann diese Art der Formgebung des Dosengehäuses, bei der es eine vorgegebene Form erhält, in Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen, zylindrischen Dosengehäuses durchgeführt werden, oder man kann dies mit Dosengehäusen durchführen, die auf andere Weise hergestellt wurden, beispielsweise durch Extrudieren, Gießen etc. Mit dem Verfahren wird es möglich, dem Dosengehäuse verschiedene Formen zu geben, indem man einfache Werkzeuge austauscht, und damit kann eine relativ kleine Zahl von Dosengehäusen relativ kostengünstig geformt werden.
Die seitliche Bewegung der Kontaktflächen, die oben offenbart ist, kann vorzugsweise durch Motor getriebene Einrichtungen erfolgen, die durch eine Steuerung gesteuert werden, so dass sich ein variable Schlaglänge für die seitliche Bewegung ergibt. Zum Beispiel können die Kontaktflächen durch pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebseinrichtungen bewegt werden, die durch ein Rechnersystem gesteuert werden. Dosen verschiedener Größe und/oder Form können so ohne physikalische Änderung der formgebenden Vorrichtung geformt werden.
Das röhrenförmige Dosengehäuse bzw. das Rohblech kann in eine gewünschte Querschnittsform gebracht werden, indem der Rohling oder die röhrenförmige Gehäusewand durch die Klemmstellen von wenigstens drei Paaren von zusammenwirkenden, rotierenden Formgebungsrollen bewegt wird, die sich in derselben Hauptrichtung erstrecken, laufen und zueinander senkrecht oder sich drehend die Rollenpaare bewegt werden, um so die gewünschte Querschnittsform zu bekommen. Jedes Rollenpaar kann eins nach dem anderen oder alle zusammen gleichzeitig bewegt werden, und sie können entweder linear oder in Drehung mit Bezug auf den Pfad des Blechs oder des Dosengehäuses bewegt werden. Der Abstand zwischen den Rollen in einem Rollenpaar kann variiert werden, so dass verschiedene Blechdicken oder Wanddicken der Dosengehäuse verarbeitet werden können. Diese Art der Formung eines röhrenförmigen Dosengehäuses, so dass sich eine gewünschte Querschnittsform ergibt, kann vorzugsweise mit der oben beschriebenen Art der Herstellung eines röhrenförmigen Dosengehäuses aus einem Rohling eines flächigen Materials kombiniert werden, so dass sich damit eine vereinheitlichte flexible Einrichtung für die Formung von Dosen aus Rohlingen eines flächigen Materials ergibt.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Bördeln, Sicken und Walzen eines röhrenförmigen Gehäuses, wie zum Beispiel eines Dosengehäuses oder eines Blechrohlings dafür, angegeben und beschrieben. Der Blechrohling oder die röhrenförmige Gehäusewand wird in die Klemmstelle eines Paares von zusammenwirkenden Rotationsrollen eingeführt, wobei sich an einem ersten Ende Flanschformungseinrichtungen befinden, durch die ein Flansch an einem benachbarten ersten Ende des röhrenförmigen Gehäuses oder Rohlings gebildet wird, und Rippenformungseinrichtungen, die axial von den Flanschformungseinrichtungen beabstandet sind und eine Rippe in einem Zwischenteil des Rohlings oder röhrenförmigen Gehäuses bilden, und die mit einem Walzwerkzeug mit einem gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt des Rohlings oder Gehäuses zusammenwirken, um auf diese Art den zweiten Endabschnitt zu walzen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung können die Bördel-, Sick- und Walzvorgänge mit dem Formen des Blechs oder Dosengehäuses gemäß der vorher beschriebenen Art der Formung eines Dosengehäuses gleichzeitig durchgeführt werden, wobei Rollen verwendet werden. Es können dieselben Rollenpaare oder wenigstens ein Paar von Formgebungsrollen verwendet werden. Die Rollen müssen zu diesem Zweck für das Bördeln mittels einer Bördelkante an einem Ende wenigstens einer der Rollen angepasst werden. Dies kann dann ein Endabschnitt einer der zusammenwirkenden Rollen mit einem größeren Durchmesser und einer axialen Ausdehnung über das benachbarte Ende der anderen Rolle des besagten Paars hinaus sein. Die Rollen müssen außerdem für das Bördeln mittels Rippenformungseinrichtungen ausgelegt sein, wie zum Beispiel einer sich am Rand erstreckenden Leiste auf einer der miteinander zusammenwirkenden Rollen sowie einer die Leiste aufnehmenden Nut am Rand in der anderen der zusammenwirkenden Rollen. Ein Walzwerkzeug kann vorzugsweise beweglich positioniert werden, so dass die Zusammenwirkung mit einem gegenüberliegenden Ende des Rohlings oder Gehäuses in Bezug auf das Ende, an dem der Flansch erzeugt wird, möglich wird.
Die Naht des röhrenförmigen Dosengehäuses kann auf irgendeine konventionelle Art hergestellt werden. Als ein Beispiel können die Einfassungsabschnitte des Dosengehäuserohlings vorgeformt werden, so dass Nahtabschnitte definiert werden, die verbunden werden und anschließend geglättet werden, so dass sie die besagte Naht bilden. Dieses Verfahren ermöglicht ein einfaches und billiges Werkzeug zur Herstellung der Naht. Alternativ können durch das Nahtwerkzeug beide Einfassungsabschnitte gebogen werden und die Verbindung hergestellt werden, um dann anschließend die gebogenen Einfassungsabschnitte zu glätten und so die Verbindung zu stabilisieren. Standardwerkzeuge für dieses Verfahren sind auf dem Markt vorhanden.
Ein röhrenförmiges Dosengehäuse kann nahtlos sein, zum Beispiel wenn es durch Extrudieren hergestellt worden ist. Üblicherweise hat das Dosengehäuse jedoch eine Längsnaht. Wenn ein solches Dosengehäuse mit dem oben beschriebenen Verfahren in eine gewünschte Querschnittsform gebracht werden soll, so wird die Längsnaht vorzugsweise zwischen einer der Kontaktflächenteile und einem gegenüber angeordneten Rückhalteteil gegriffen. Damit kann verhindert werden, dass der Zug am Rand, der in der Dosengehäusewand durch die Formgebungsvorrichtung erzeugt wird, auf die Naht übertragen wird und Beschädigungen oder Lecks darin erzeugt werden.
Die gewünschte Querschnittsform des röhrenförmigen Dosengehäuses kann man erhalten, indem man alle Kontaktflächenabschnitte innerhalb des Dosengehäuses anordnet und wenigsten einen von ihnen radial nach außen bewegt, oder indem wenigstens zwei und vorzugsweise wenigstens drei Kontaktflächenabschnitte innerhalb des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet werden und einer oder mehrere radial nach außen in Bezug auf das Dosengehäuse bewegt werden und wenigstens ein Innenkontaktoberflächenteil radial nach außen bewegt wird und/oder wenigstens ein Außenkontaktoberflächenteil radial nach innen bewegt wird, um alle Kontaktoberflächenteile mit dem Dosengehäuse in Kontakt zu bringen und die gewünschte Querschnittsform zu definieren und um den notwendigen Zug am Rand in der Dosengehäusewand zu erzeugen, um die gewünschte dauerhafte Form zu erzielen. Dies bedeutet, dass alle Kontaktoberflächenteile quer oder radial in Bezug auf das Dosengehäuse bewegt werden können oder dass eines oder mehrere der Kontaktoberflächenteile während der relativen seitlichen Bewegung der Kontaktoberflächenteile im Wesentlichen stationär in Bezug auf das Dosengehäuse gehalten werden.
Wie oben erwähnt können alle länglichen Kontaktoberflächenteile innerhalb des Innenraums des röhrenförmigen Dosengehäuses und wenigstens eines der Kontaktoberflächenteile dann quer in Bezug auf die anderen Oberflächenteile bewegt werden, um alle Kontaktoberflächenteile mit der Innenoberfläche des Dosengehäuses in Anschlag zu bringen. Alternativ kann jedoch eine erste Anzahl von länglichen Kontaktoberflächenteilen im Innenraum des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet werden, und eine zweite Anzahl von länglichen Kontaktoberflächenteilen kann außerhalb des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet werden, wenigstens eines einer dritten Anzahl von Kontaktoberflächenteilen wird dabei seitlich nach außen bewegt und in Kontakt gebracht mit der Innenoberfläche des Dosengehäuses, und/oder wenigstens eines der zweiten Anzahl von Kontaktoberflächenteilen wird seitlich nach innen bewegt und in Kontakt gebracht mit der Außenseitenoberfläche des Dosengehäuses, um alle der Kontaktoberflächenteile mit der Innen- oder Außenseitenoberfläche des Dosengehäuses in Anschlag zu bringen. Auf diese Art kann dem Dosengehäuse sowohl von außen in Bezug auf das Dosengehäuse als auch von innen in Bezug auf das Dosengehäuse oder in Kombination von beiden Seiten eine Form erteilt werden. Dies bedeutet, dass das geformte Dosengehäuse von außen gesehen nur konvexe Teile oder eine Kombination aus konvexen und konkaven Oberflächenteilen aufweist.
Die länglichen Kontaktoberflächenteile können mehrere Stabelemente mit kreisförmiger oder polygonaler Querschnittsform aufweisen. Jedes dieser Stabelemente kann in Kontakt stehen mit dem Dosengehäuse, und zwar entlang einer längs verlaufenden, schmalen Kontaktzone, so dass sich nur ein rein innerer oder äußerer, scharfer oder abgerundeter Eckabschnitt auf dem Dosengehäuse ergibt. Es kann wünschenswert sein, Eckabschnitte oder andere Wandabschnitte des Dosengehäuses mit komplizierteren Querschnittsformen herzustellen. Daher kann jedes der Kontaktoberflächenteile eine Querschnittsform haben, die im Wesentlichen komplementär zu der gewünschten Querschnittsform der Dosengehäusewand an den jeweiligen am Rande beabstandeten Positionen des Dosengehäuses sind. Als ein Beispiel können abgesehen von scharfkantigen, abgerundeten oder anderweitig geformten Eckabschnitten die Kontaktflächenteile zum Formen von dekorativen Stanzungen in den Seitenwänden des Dosengehäuses verwendet werden.
Wie oben angedeutet sind die Kontaktflächenteile vorzugsweise auf mehreren länglichen, sich im Wesentlichen gleichförmig erstreckenden, stabförmigen Teilen definiert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die stabförmigen Teile buchsenförmige Teile, von denen wenigstens einige abnehmbar auf einem Kern, wie zum Beispiel einem Stab oder einem Schaft, montiert sind. Dies macht den schnellen und einfachen Austausch von Kontaktoberflächenteilen möglich, z.B. zum Verändern der gewünschten Querschnittsform oder für das Ersetzen von abgenutzten oder in anderer Art defekten Oberflächenteilen. Die buchsenförmigen Teile können aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, so zum Beispiel aus Metall oder einem anderen harten oder gehärteten Material, oder sie können aus elastischem Material bestehen, wie zum Beispiel elastischem Gummi oder gummiähnlichem Material, je nach den Materialeigenschaften des flächigen Materials, aus dem das Dosengehäuse hergestellt worden ist.
Die Dosengehäuse können aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, einschließlich Plastik. Jedoch werden die Dosengehäuse vorzugsweise aus konventionellem Metallblech, wie zum Beispiel Zinkblech, Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Befestigen eines Bodenteils an einem Dosengehäuse. Das besagte Verfahren umfasst das Positionieren des Bodenteils an einem Ende des Dosengehäuses, so dass ein Einfassungsabschnitt des Bodenteils im Anschlag mit einem radialen Flansch ist, der an dem Ende gebildet worden ist, das Rotieren des Dosengehäuses in Bezug auf wenigstens ein Naht-, beispielsweise das Walz-, Biege- oder Falzwerkzeug, und Bewegen des Nahtwerkzeugs radial in Bezug auf das Dosengehäuse entlang eines vorgegebenen Pfads entsprechend der Quer schnittsform des Dosengehäuses. Das Nahtwerkzeug kann radial in Bezug auf das Dosengehäuse mit irgendeiner geeigneten Bewegungseinrichtung bewegt werden. Als ein Beispiel kann das Nahtwerkzeug durch einen Aktor bewegt werden, der von einem Rechner gesteuert wird. Der Rechner kann den Aktor in Abhängigkeit von einem Programm ansteuern, das sich in seinem Speicher befindet. Damit kann der Aktor so gesteuert werden, dass das Werkzeug radial in Bezug auf das Dosengehäuse bewegt wird, um dem vorgegebenen Pfad entsprechend der Querschnittsform des Dosengehäuses zu folgen. Auf diese Art können Dosen verschiedener Größe und mit ziemlich unterschiedlichen Querschnittsformen mit derselben Vorrichtung hergestellt werden, vorausgesetzt, dass das relevante Programm oder der vordefinierte Pfad in dem Speicher des Rechners abgelegt worden sind. Der vordefinierte Pfad kann von einem Werkzeug zur rechnergestützten Konstruktion oder von einem ähnlichen CAD/CAM-Werkzeug geladen werden.
Alternativ können die Einrichtungen zur radialen Bewegung des Nahtwerkzeugs Einrichtungen zum Vorspannen des Nahtwerkzeugs zusammen mit dem Einfassungsabschnitt und/oder mit dem radialen Flansch bei einer vorgegebenen, im Wesentlichen gleichförmigen Vorspannungskraft während der relativen Drehung des Dosengehäuses und des Werkzeugs umfassen, um so den Einfassungsabschnitt und/oder den Flansch zu biegen. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Kraft gesteuerter Aktoren. Im Gegensatz zu der traditionellen Art der Verbindung von Bodenteilen und Dosengehäuseteilen, bei der man einem vorgegebenen Pfad folgt, ist es ein Vorteil bei der Verwendung von Kraft gesteuerten Aktoren, dass derartige Aktoren der speziellen Form eines gegebenen Dosengehäuses und der Bodeneinbaulinie folgen und damit Toleranzen ausgleichen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Dosenboden mit dem Dosengehäuse mittels mehrerer beabstandeter Nahtwerkzeuge am Rand befestigt, bewegt oder mit dem Einfassungsabschnitt und/oder mit dem radialen Flansch in Anschlag gebracht. Jedes der Werkzeuge ist dafür ausgelegt, verschiedene Biege- und Falzoperationen durchzuführen und so eine Naht zu bilden.
Als eine weitere Möglichkeit kann jedes bzw. jedes der mehreren Werkzeuge zur Nahtbildung, das zum Walzen, Biegen oder Falzen entlang eines radialen Führungsteils bewegt werden und mit einer Federeinrichtung oder mit einem elektrischen Linearmotor in Anschlag gebracht werden. Diese Lösungen bieten die Möglichkeit einer billigen und zuverlässigen Befestigung sowie Flexibilität und hohe Leistungsfähigkeit bei der Befestigung.
Erfindungsgemäß beinhaltet das Verfahren zum Befestigen des Dosenbodenteils an dem Dosengehäuseteil eine bewusste Abhängigkeit zwischen der radialen Bewe gung des Werkzeugs in Bezug auf die Drehung des Dosengehäuses und der Form des Dosengehäuses beinhaltet. Dies ermöglicht das Befestigen eines Dosenbodenteils an einem Dosengehäuseteil, das keinen kreisförmigen Querschnitt, sondern zum Beispiel einen quadratischen oder dreieckigen Querschnitt aufweist. Wenn das Werkzeug eine Ecke oder eine scharfe Kante passiert, so kann die Drehgeschwindigkeit des Dosengehäuses abgesenkt werden, um es dem Werkzeug zu ermöglichen, seine Richtung zu ändern.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen genauer erläutert.
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Dosenproduktionslinie als Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Dosengehäusen nach 1.
3 und 4 sind Teilansichten vom Querschnitt durch eine Nahtbildungsvorrichtung gemäß der Vorrichtung nach 2.
5 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach 1 zur Herstellung von Dosengehäusen mit einer gewünschten Querschnittsform von vorne.
6 bis 8 sind Darstellungen eines Querschnitts durch die Vorrichtung nach 5 zur Erläuterung der Funktion.
9 ist eine Frontansicht zur Erläuterung der Nahtbildung bei einer Vorrichtung nach 1 zum Verbinden eines Bodenteils mit jedem der Dosengehäuse, die mit den Vorrichtungen nach den 2 bis 4 und 5 bis 8 hergestellt wurden.
10 zeigt die Nahtbildungsschritte der Vorrichtung nach 9.
11 zeigt eine Teilansicht eines Querschnitts durch eine Bördel-, Sick- und Walz- sowie Formgebungsvorrichtung.
12 ist eine Teilansicht einer Vorrichtung nach 11 von der Seite.
13 ist eine Ansicht durch den Formgebungsprozess der Vorrichtung nach 11 bis 12 im Querschnitt.
14 zeigt den Plan einer Herstellungsanlage, wie sie hier beschrieben und offenbart wird.
15 zeigt eine Ansicht der Herstellung des röhrenförmigen Gehäuses gemäß der Erfindung.
16 zeigt eine erfindungsgemäße Gehäuseherstellungsvorrichtung.
17 zeigt eine Seitenansicht der Gehäuseherstellungsvorrichtung nach 16.
1 zeigt eine Produktionslinie zur Herstellung von Dosen. Diese Produktionslinie umfasst eine Anzahl von Vorrichtungen zur Durchführung bestimmter Funktionen, die in einer Linie aufgebaut sind, nämlich eine Vorrichtung 10 zur Herstellung von Dosengehäusen, eine Vorrichtung 11 zum Walzen, Bördeln und Sicken eines oberen und unteren Einfassungsabschnittes und eines Zwischenabschnittes der Dosengehäuse, eine Vorrichtung 12 zum Formen der Dosengehäuse in der gewünschten Querschnittsform und eine Vorrichtung 13 zum Verbinden eines Bodenteils mit dem Bodeneinfassungsabschnitt jedes der Dosengehäuse durch einen Nahtvorgang. Die Vorrichtungen 10 bis 13 sind so ausgerichtet, dass ein Dosengehäuse, das verarbeitet wird, mit seiner Zentralachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung können sie so ausgerichtet sein, dass ein Dosengehäuse, das verarbeitet wird, mit seiner Zentralachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
Die Dosengehäuse, die mit der Vorrichtung 10 hergestellt wurden, werden anschließend zu weiteren Arbeitsstationen transportiert oder weitergeleitet, die durch die Vorrichtungen 11 bis 13 dargestellt sind, und zwar durch eine Transfervorrichtung 14. Diese Transfervorrichtung 14 umfasst eine Führungsstange 15, die sich im Wesentlichen horizontal entlang der Vorderflächen der Vorrichtungen 10 bis 13 erstreckt. Die Führungsstange 15 wird von einem Pfostenpaar 16 getragen. Entlang der Führungsstange 15 sind mehrere Wagen 17 gleitfähig angeordnet, und jeder Wagen kann zwischen einem Paar von benachbarten Vorrichtungen 10 bis 13 mit einem elektrischen Motor 18 über geeignete, nicht dargestellte Übertragungseinrichtungen hin und her bewegt werden. Jeder Wagen 17 umfasst ein Paar von beweglichen Fingern 19 zum Greifen eines in der Nähe befindlichen Einfassungsteils eines Dosengehäuses, das weitergeleitet werden soll.
Wie man den 2 bis 4 entnimmt, kann die Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 einen rechteckigen Rohling 20 aus Metallblech in röhrenförmige Form bringen und dann benachbarte Kantenabschnitte des Rohlings miteinander verbinden, so dass eine Naht gebildet wird. Die Rohlinge 20 eines geeigneten Blechmaterials, so zum Beispiel Zinkblech, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, wird in eine Position gebracht, die in 2 gestrichelt dargestellt ist. Ein Arbeiter kann zu einem Zeitpunkt einen Rohling 20 manuell von einem Stapel nehmen und ihn in den Greifvorrichtungen 21 anordnen, oder der Rohling kann automatisch mit (nicht dargestellten) Transporteinrichtungen von dem Stapel transportiert werden. Derartige Transporteinrichtungen können Einrichtungen zum Vorschub eines Endabschnittes von Blechmaterial von einer Stapelspule sowie Einrichtungen zum Schneiden eines Rohlings an einem solchen Endabschnitt aufweisen.
Die Greifvorrichtungen 21 werden nun entweder nach oben oder nach unten und aufeinander zu bewegt, wie es mit den Pfeilen 22 angedeutet ist, um so gegenüberliegende Kantenabschnitte des Rohlings 20 zwischen einer Innenvorrichtung 23 und einer Außenvorrichtung 24 einer Nahtvorrichtung, die Teil der Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 ist, in benachbarte, einander überlappende Positionen zu bringen. Die Greifvorrichtungen sind vorzugsweise so ausgelegt, dass die Kantenabschnitte des Rohlings 20 sicher gegriffen werden können, ohne dass irgendwelche Spuren auf der Oberfläche des Rohlings zurückbleiben. Bei der Aufwärts- oder Abwärtsbewegung der Greifvorrichtungen 21 wird der Rohling in ein röhrenförmiges Teil geformt, während der Rohling zwischen den gegriffenen Kantenabschnitten innen wie außen ohne Unterstützung bleibt. Die Greifvorrichtungen 21 können beispielsweise mit einem oder mehreren elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motoren bewegt werden und können beispielsweise entlang einer Nockenoberfläche geführt werden. Alternativ können die Greifvorrichtungen durch einen mehrfachen Kettenmechanismus bewegt werden, so dass sie einem vorgegebenen, jedoch veränderbaren Pfad folgen und so die Kantenabschnitte des Rohlings in eine gegenüberliegende Position zwischen Innen- und Außenvorrichtungen 23 bzw. 24 der Nahtvorrichtung bringen.
Im Folgenden werden die 3 und 4 beschrieben. Wenn die benachbarten Kantenabschnitte des Rohlings 20 zwischen der Innen- und Außenvorrichtung 23 bzw. 24 der Nahtvorrichtung positioniert worden sind, so werden ein Gleitelement 25 der Innenvorrichtung 23 und ein Gleitelement 26 der Außenvorrichtung 24 aufeinander zu bewegt, um die Kantenabschnitte des Rohlings zwischen den Gleitelementen und den jeweiligen stationären Anschlagselementen 27 bzw. 28 einzuklemmen, und zur gleichen Zeit wird ein abgebogener Kantenabschnitt oder Hakenabschnitt auf jedem der überlappenden Kantenabschnitte des röhrenförmigen Rohlings 20 geformt, wie es in 3 dargestellt ist. Ein zentrales, drehbares Kernelement 29 der Innenvorrichtung 23 hat eine Aussparung 30 in seiner äußeren zylindrischen Oberfläche. Jetzt wird das Kernelement 29 in eine Position gedreht, in der die Aussparung 30 mit dem Gleitelement 25 der Innenvorrichtung 23 ausgerichtet ist, und die Innen- und Außenvorrichtungen 23 und 24 werden aufeinander zu bewegt. Damit werden die Hakenteile auf den gegenüberliegenden Kantenabschnitten des Rohlings 20 miteinander verhakt, anschließend geglättet und in einer Naht miteinander verbunden, so dass ein Dosengehäuse 31, wie in 4 gezeigt, hergestellt wird. Alternativ können die Einfassungsabschnitte des Rohlings vorgeformt werden, um Nahtabschnitte zu bilden, die dann miteinander verbunden und anschließend geglättet werden. Für den Prozess des miteinander Verbindens und Walzens vorgeformter Nahtteile der Einfassungsabschnitte des Rohlings ist es erforderlich, die Greifvorrichtungen mit wenigstens zwei linearen Freiheitsgraden und einem Rotationsfreiheitsgrad auszustatten, wie es oben beschrieben wurde und in 2 mit den Bezugszeichen 21 und 22 dargestellt ist.
Man beachte, dass die Vorrichtungen 23 und 24, die die Nahtvorrichtung in der Vorrichtung 10 bilden, ersetzt werden können durch andere konventionelle oder nicht konventionelle Nahtvorrichtungen, einschließlich Vorrichtungen zum Herstellen von Nähten durch Falzen, Schweißen, Kleben, Löten und/oder durch mechanisches Verbinden.
Dieselbe Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 kann zum Herstellen einer großen Anzahl von verschiedenen Dosengehäusen verwendet werden, ohne dass auf komplizierte und zeitaufwendige Art die Werkzeuge ausgewechselt werden müssen. Damit kann nach der Verwendung zur Herstellung kleiner Dosengehäuse 31 die Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 beispielsweise vorbereitet werden für die Herstellung großer Dosengehäuse, indem nur die Position der Greifvorrichtungen 21 verändert wird, so dass die Rohlinge 20 des Blechmaterials in im Wesentlichen den gleichen Abständen von den gegenüberliegenden Kanten des Rohlings gegriffen werden. Dies ermöglicht einfache und unkomplizierte Anpassungen bei der Herstellung von Dosengehäusen verschiedener Größen.
Wenn ein Dosengehäuse 31 mit der Vorrichtung 10 wie oben beschrieben hergestellt worden ist, wird es zur nächsten Arbeitsstation weitergeleitet, nämlich mittels der Transfervorrichtung 14 zur Bördel-, Sick- und Walzvorrichtung 11 in 1. In der Vorrichtung 11 wird der obere Einfassungsteil des Dosengehäuses auf konventionelle Art gewalzt, um diesen Einfassungsabschnitt zu verstärken und ihn vorzubereiten, einen Deckel aufzunehmen, der darin auf konventionelle Art eingefügt wird. Alternativ wird der obere Einfassungsabschnitt mit einem Flansch versehen, um zu ermöglichen, dass er einen festen Verschluss, wie das Bodenteil, aufnimmt. In der Vorrichtung 11 wird der untere Einfassungsteil des Dosengehäuses mit einem Flansch versehen, um das Anpassen eines Dosenbodenteils zu ermöglichen. Alternativ kann das untere Einfassungsteil wie das obere Einfassungsteil gewalzt werden, um die Aufnahme eines Deckels sowohl oben als auch unten im Einfassungsteil in dem Dosengehäuse zu ermöglichen, oder auch wenn das Dosengehäuse ohne einen Boden- oder Deckelteil verwendet werden soll. Die Vorrichtung 11 kann außerdem auf dem Umfang eine Riffelungs- oder Vorsprungsmarkierung im oberen Teil der Dosengehäusewand aufweisen. Eine solche Bördelung kann die Dosengehäusewand weiter verstärken und als Stopp oder Sitz für den Deckel der Dose dienen. Die drei Prozesse Bördeln, Sicken und Walzen können entweder nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Eine Vorrichtung zum Bördeln, Sicken und Walzen eines Dosengehäuses oder ebenso eines Rohblechs ist in 12 gezeigt. Die Vorrichtung hat ein Paar von zusammenwirkenden Drehrollen 61, 62, die eine Klemmstelle dazwischen aufweisen. An einem Ende der Rollen ist ein Flanschformungswerkzeug 63 vorgesehen zum Biegen eines Endes des Rohblechs oder der röhrenförmigen Gehäusewand in einen Flansch. Dieses Werkzeug kann gebildet werden durch einen Endabschnitt einer der zusammenwirkenden Rollen 62 mit größerem Durchmesser und axialer Ausdehnung über das benachbarte Ende der anderen Rolle 61 hinaus. Ein Rippenformungswerkzeug 61 ist an einem Zwischenteil der Rollen angeordnet. Dieses Werkzeug kann geformt werden durch eine sich am Rand erstreckende Kante auf einer der Rollen 62 und eine Aufnahmenut am Rand der anderen der Rollen 61. Ein Walzwerkzeug 60 ist für das Verhaken mit einem gegenüberliegenden Abschnitt des Rohlings in Bezug auf den Flansch beweglich angeordnet.
Das Dosengehäuse mit dem unteren Ende, das mit einem Flansch versehen ist oder gewalzt wird, der Rippe und/oder dem oberen Ende, das gewalzt oder mit einem Flansch versehen ist, kann nun von der Bördel-, Sick- und Walzvorrichtung 11 mit der Transfervorrichtung 14 zu der Vorrichtung 12 weitergeleitet werden. Als eine Alternative kann das Dosengehäuse in drei aufeinander folgenden Schritten mit einem Flansch versehen werden, gebördelt werden und gewalzt werden, wobei das Dosengehäuse dazwischen weitergeleitet wird.
Die Vorrichtung 12 (5), die ausgelegt ist, um das Dosengehäuse in eine gewünschte Querschnittsform zu bringen, umfasst mehrere, im Wesentlichen parallele Stabelemente 32, die sich im Wesentlichen horizontal in 1 erstrecken. Jedoch können sich die Stabelemente auch vertikal erstrecken. Wenigstens einige der Stabelemente 32 werden quer bewegt, und in der Ausführungsform nach 5 hat jedes Stabelement 32 einen Aktor 33, wie zum Beispiel einen elektrischen Motor oder einen hydraulischen oder pneumatischen Zylinder, der damit verbunden ist. Die Schlaglänge des elektrischen Motors oder des hydraulischen oder pneumatischen Zylinders kann vorzugsweise so eingestellt werden, dass die Querbewegung der Stabelemente zwischen jeder Aktivierung der Vorrichtung eingestellt werden kann, ohne dass die Vorrichtung verändert werden muss. Dadurch lässt sich eine flexible Einrichtung zum Einstellen der Vorrichtung gemäß einer speziell gewünschten Form und/oder Größe der Dose erreichen. Die Aktoren 33 zusammen mit ihren Stabelementen 32 sind auf zwei axial beabstandeten Plattformen, einer inneren Plattform 34 und einer äußeren Plattform 35 angeordnet. Bei der Ausführungsform nach 5 bilden vier Stabelemente mit vier dazugehörigen Aktoren 33 eine kreuzförmige Einheit 36, die drehbar auf jeder der stationären Plattformen 34 und 35 angeordnet ist. Jede der kreuzförmigen Einheiten 36 kann gegenüber der dazugehörigen Plattform um eine Zentralachse mit einem elektrischen Motor 37 und 38 oder anderen Bewegungseinrichtungen gedreht werden. Wie in 5 gezeigt, erstrecken sich die freien Enden aller Stabelemente 32 von der Einheit 36 der äußeren Plattform 35 aus nach außen. Die Form, die durch die Stabelemente erzeugt wird, kann leicht und einfach dadurch verändert werden, dass die Stabelemente gedreht werden, so dass sich ein anderer Bereich der Kontaktoberfläche mit dem Dosengehäuse berührt. Ein Stabelement kann zum Beispiel eine Kontaktoberfläche aus zwei, drei, vier oder selbst fünf verschiedenen vorgegebenen Formen aufweisen, um dem Dosengehäuse je nach Drehposition des Stabelements die jeweiligen Formen zu erteilen.
Ein Dosengehäuse 31, das um die freien Enden der Stabelemente 32 herum angeordnet ist, kann irgendeine polygonale Querschnittsform mit bis zu acht Winkeln erhalten. Dies kann durch Bewegen der relevanten Anzahl von Stabelementen 32 in den relevanten Winkelpositionen entlang dem Radius nach außen bis zum Kontakt mit der Innenseite des röhrenförmigen Dosengehäuses 31 mittels der dazugehörigen Aktoren 33 und durch Anwenden der notwendigen Kraft auf die Stabelemente erfolgen, um so das Dosengehäuse dauerhaft in die gewünschte Querschnittsform zu bringen. Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl von Stabelementen mit dazugehörigen Aktoren und jede praktische Anzahl von axial beabstandeten Plattformen verwendet werden können. Jedes der Stabelemente und der dazugehörige Aktor auf einer solchen Plattform können selbst eine Einheit bilden, und derartige Einheiten können in Bezug zueinander drehbar in Relation zu der dazugehörigen Plattform einstellbar sein. Diese Einheiten können manuell oder mechanisch eingestellt werden.
Die Stabelemente 32 müssen nicht alle innerhalb des Dosengehäuses 31 angeordnet sein und radial nach außen bis zum Kontakt mit der Innenseite des Dosengehäuses, wie oben in Verbindung mit 5 beschrieben, bewegt werden. Alternativ können einige der Stabelemente 32 außerhalb des Dosengehäuses positioniert sein und radial nach innen bis zum Kontakt mit der Außenwand des Dosengehäuses gebracht werden, um so konkave Außenflächenteile zu erzeugen.
Vorzugsweise wird die Naht des Dosengehäuses bei der Formung der Querschnittsform unterstützt. Dies ist von besonderer Bedeutung, wenn die Naht durch mechanisches Verbinden von gefalzten Einfassungsabschnitten wie bei der Nahtbildung erzeugt wird.
6 und 7 zeigen, wie ein Dosengehäuse 31 mit im Wesentlichen kreisförmigem Querschnitt in eine Querschnittsform sowohl mit konvexen als auch konkaven Oberflächenteilen gebracht werden kann. Wie in den 6 bis 8 gezeigt, können darüber hinaus wenigstens einige der Stabelemente 32 mit einem auswechselbaren äußeren Buchsenteil 39 versehen werden, das einen Kontaktflächenabschnitt aufweist, der komplementär zu der gewünschten Form des Dosengehäuseteils ist, das damit in Kontakt steht. Wenn das Dosengehäuse 31 eine Naht aufweist, so wird diese Naht vorzugsweise eingeklemmt zwischen einem äußeren und einem inneren Stabelement oder Buchsenelement 40 bzw. 41, während das Dosengehäuse in die gewünschte Querschnittsform gebracht wird und folglich am Rand gedehnt wird.
6 zeigt ein Dosengehäuse 31 mit einem kreisförmigen Querschnitt in der Vorrichtung 12, so dass vier Stabelemente 32 mit Buchsenelementen 39 innerhalb des Dosengehäuses angeordnet sind und vier solcher Stabelemente mit Buchsenelementen außerhalb des Dosengehäuses und in Bezug auf die Drehung versetzt gegenüber den inneren Elementen angeordnet sind. Darüber hinaus ist ein Innenteil 41 vorgesehen, das mit einem 40 der äußeren Teile zum Einklemmen der Dosengehäusenaht dazwischen zusammenwirkt, wie es oben erläutert wurde. 8 zeigt die Bildung einer alternativen Querschnittsform, die man erhält bei Verwendung der Vorrichtung 12 in 5. 7 zeigt dasselbe wie in 8 nach Abschluss der Formgebung.
Die Vorrichtung 12 in 5 kann außerdem Einrichtungen zum Austauschen der Buchsenteile 39 umfassen, wenn Dosengehäuse mit einer anderen Querschnittsform hergestellt werden sollen. Dieses Merkmal vereinfacht darüber hinaus eine Anpassung der Produktionsabläufe bei Dosen mit verschiedenen Querschnittsformen und kann die kostengünstigen Losgrößen bei der Dosenherstellung verkleinern. Die verschiedenen Buchsenteile 39 können in einer "Bibliothek" gelagert werden und in verschiedenen Kombinationen erneut verwendet werden.
Eine weitere Vorrichtung zur Bildung eines röhrenförmigen Dosengehäuses oder eines Rohblechs ist in 11 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung wird eine gewünschte Querschnittsform durch drei Paare von Drehrollen 53 – 54, 51 – 52 und 55 – 56 erzeugt, die sich in derselben Hauptrichtung erstrecken. Während das Rohblech oder das Dosengehäuse 57 in den Klemmstellen der miteinander zusammenwirkenden Rollen eingesetzt ist, von denen wenigstens eine das Rohblech oder das Dosengehäuse durch Drehung transportiert, wird das Blech durch die relative Quer- und Rotationsbewegung der Rollenpaare geformt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Bild der gewünschten Querschnittsform in einem Rechner abgespeichert, und die Rollenpaare werden dann durch einen Satz von Aktoren bewegt, die von dem Rechner gesteuert werden. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das ei ne Paar der Rollen 51 – 52 fest, und die anderen beiden Rollenpaare 53 – 54 und 55 – 56 werden durch die Aktoren 58 und 59 bewegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Rollenpaar für das Bördeln, Sicken und Walzen z.B. nach 12 Teil der Vorrichtung nach 11 für das Formen der Querschnittsform des Rohblechs oder des Dosengehäuses. Bei dieser Ausführungsform kann jedes der Rollenpaare, wie zum Beispiel 51 – 52 oder alle Rollenpaare 51 – 56, wie die Rollen 61, 62 geformt sein. Ein Walzwerkzeug ist für das Verhaken mit einem gegenüberliegenden Abschnitt des Rohlings in Bezug auf den Flansch beweglich angeordnet, wie es in 12b gezeigt ist.
Es versteht sich, dass die Vorrichtung nach 11 Teil der Produktionslinie in 1 sein kann. In diesem Fall kann die Vorrichtung die Vorrichtungen 11 und 12 für das Bördeln, Sicken und Walzen sowie das Erzeugen der Querschnittsform ersetzen.
Ein Vorteil der Vorrichtung nach 11 ist die Möglichkeit, Kurven mit sowohl nach innen als auch nach außen verlaufenden Radien zu erzeugen, d.h. mit positiven und negativen Radien. Dies ist in 13 dargestellt.
Wenn ein Dosengehäuse 31 eine gewünschte Querschnittsform in der Vorrichtung 12 erhält, wird es zur Befestigung eines Bodenteils daran zu der Vorrichtung 13 ( 1) weitergeleitet. Das Dosengehäuse wird von der Vorrichtung 12 mit einem Wagen der Transfervorrichtung 14 zu der Vorrichtung 13 weitergeleitet.
Die Funktion der Vorrichtung 13 ist besonders in 9 und 10 ersichtlich. 9 zeigt eine Frontansicht der Vorrichtung 13 nach 1 und eine Bodenansicht eines Dosengehäuses 31, an das ein vorgefertigtes Dosenbodenteil 40 angesetzt worden ist. Das Dosengehäuse 31 kann einen radial nach außen gerichteten Flansch 41 aufweisen, der zum Beispiel geformt wurde durch die Bördel-, Sick- und Walzvorrichtung 11 der Produktionslinie in 1. Der Bodenteil 40 hat einen ähnlichen Flansch 42, der in Anschlag mit dem Flansch 41 des Dosengehäuses 31 angeordnet ist.
Wie in 9 gezeigt, weist die Vorrichtung 13 Nahtwerkzeuge 43, 44 und 45 auf, die in Verbindung miteinander zum Falzen der beiden Flansche dienen. Jedes der Werkzeuge 43, 44 und 45 ist radial beweglich und wird durch einen Aktor 46, wie zum Beispiel einen Federmechanismus, einen elektrischen Linearmotor oder eine andere elektrisch betriebene Vorrichtung, gegen die Flansche 41, 42 gedrückt. Während das Dosengehäuse 31 mit dem Bodenteil daran gedreht wird, wird das Nahtwerkzeug 43 radial in Kontakt mit dem Flansch 42 des Bodenteils davon gebracht, um eine Rinne 47 zu erzeugen, wie es in 10a dargestellt ist. Danach wird das Nahtwerkzeug 44 verwen det, um die aneinander stoßenden Flansche 41 und 42 in die in 10b gezeigte Form zu biegen oder zu falzen, und schließlich wird das Nahtwerkzeug 45 in Richtung auf die gefalzten Flansche 41, 42 in 10b gedrückt, um eine Naht 48, wie in 10c gezeigt, zu erzeugen.
Im Betrieb werden die Werkzeuge 43 – 45 vorzugsweise radial in Bezug auf die Dose bewegt, so dass ein im Wesentlichen konstanter Druck auf die Naht ausgeübt wird, die erzeugt wird. Die radiale Bewegung der Werkzeuge ist entweder auf der Basis der bekannten Querschnittsform des Dosengehäuses vorgegeben, oder sie ist durch den tatsächlichen Druck zwischen den Flanschen 41 und 42 und den Werkzeugen 43 – 45 vorgegeben. Wenn die Werkzeuge in Abhängigkeit von der vorgegebenen Querschnittsform des Dosengehäuses radial bewegt werden, so wird diese Form vorzugsweise als Rechner-File von einem Werkzeug für die rechnergestützte Konstruktion oder einem Werkzeug für die rechnergestützte Herstellung zu einer rechnergestützten Steuerung der Vorrichtung 13 übertragen. Für den Fall der Bewegung der Werkzeuge, um einen konstanten Druck auf die Naht zu erhalten, werden die Werkzeuge vorzugsweise durch einen Kraft gesteuerten Aktor oder eine ähnliche Kraft gesteuerte Vorrichtung bewegt. Der Detektor- und/oder Kraftsteuerungskreis einer solchen Vorrichtung kann entweder ein integrierter Teil einer rechnergestützten Steuerung der Vorrichtung zum Befestigen des Dosenbodenteils an dem Dosengehäuse sein, oder er kann ein separater Steuerschaltkreis der Aktorvorrichtung sein.
Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 13 mehrere Dome 49 in kreisförmiger Anordnung auf einer sich schrittweise drehenden Platte 50 aufweisen. Damit wird ein Dosengehäuse 31 mit einem Bodenteil 40, das daran befestigt werden soll, auf einem der Dorne 49 befestigt, und die Platte 50 wird dann schrittweise in die Positionen gedreht, in denen das Dosengehäuse und der Bodenteil nacheinander durch das Walzwerkzeug 43, das Sickwerkzeug 44 und das Bördelwerkzeug 45 bearbeitet werden. Die fertige Dose wird von dem Dorn 49 abgenommen und zu einer Speicherstätte transportiert.
Die radiale Bewegung der Werkzeuge in Bezug auf die Randposition des Dosengehäuses kann überwacht werden und in einem File gespeichert werden. Diese Daten können zum Zwecke der Qualitätskontrolle verwendet werden.
In 14 können die verschiedenen Vorrichtungen zu einer Dosenproduktion zusammengefasst werden. In 14 werden Metallbleche bei der Rohmaterialstation 51 in Teile geschnitten. Die röhrenförmigen Dosengehäuse werden in der Gehäuseherstellungsvorrichtung 52 hergestellt. Bei der Station 53 werden die Gehäuse mit Flanschen versehen und gebördelt. An der Orientierungsstation 55 werden die Dosenge häuse in eine bestimmte Position der Naht gedreht, so dass sie fertig sind für den Herstellungsprozess, der in der Dehnvorrichtung 54 stattfindet. Zwei Bodenzusammensetzungsvorrichtungen 56 sind vorgesehen, um einen Kapazitätsausgleich zu schaffen, da der Prozess des Zusammenbaus von Dosengehäusen und Boden zweitaufwendiger ist als der Prozess der Herstellung des Dosengehäuses.
15 zeigt die Herstellung des röhrenförmigen Gehäuses gemäß der Erfindung. Wie in 15 erläutert, kann die Greifvorrichtung 57 linear in zwei Richtungen bewegt werden und um eine Achse gedreht werden, siehe die Andeutung der Freiheitsgrade 61. Die Kreise 58 zeigen die Zentralpunkte für die Drehung der drei Vorrichtungen. Der Rohling des Metallblechs 62 wird von Magneten 59 gehalten, bis er von der Greifvorrichtung 57 gegriffen wird. Wie angedeutet, können die Rohlinge des Metallblechs vorgefalzte Einfassungsabschnitte 63 aufweisen. Die Greifvorrichtung wird bewegt und gedreht, um die vorgefalzten Einfassungsabschnitte miteinander zu verhaken, bevor sie durch das Presswerkzeug 50 fest zusammengepresst werden, um die Verbindung endgültig herzustellen.
16 zeigt eine Vorderansicht einer Gehäuseherstellungsvorrichtung gemäß der Erfindung. Die Einrichtung für die lineare Bewegung und das Drehen der Greifvorrichtung umfasst eine lineare Spur 64 für die lineare Bewegung des Schlittens 65 in einer Richtung und eine lineare Spur 67 für die lineare Bewegung des Schlittens 65 in eine senkrechte Richtung. Der Schlitten ist mit einem Servomotor für die Bewegung des Schlittens in beide Richtungen versehen. Der Servomotor 66 dient zur Rotation der Greifvorrichtung. Die Servomotoren sind mit einem Steuersystem zum Steuern der Position und Drehen der Greifvorrichtung versehen. Wenn man zwischen der Produktion von Dosen einer Größe und der Produktion von Dosen einer anderen Größe wechselt, muss die Steuerung für die Bewegung der Greifvorrichtung gemäß der Größe der produzierten Dose neu programmiert werden. Es sind keine mechanischen Umbauten der Vorrichtung nötig.
17 zeigt eine Seitenansicht der Gehäuseherstellungsvorrichtung nach 16.
Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen und Modifikationen der oben mit Bezug auf die Zeichnungen beschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung gemäß Ansprüchen vorgenommen werden können. Beispielsweise brauchen die verschiedenen Vorrichtungen für die Formgebung der Produktionslinie in 1 nicht miteinander kombiniert zu werden, sondern können separat oder in Kombination mit anderen Vorrichtungen verwendet werden.

Claims

Verfahren zum Befestigen eines Bodenteils (40) an einem Dosenkörper (31) mit einer kreisförmigen oder nicht kreisförmigen Querschnittsform, wobei das Verfahren umfasst: – Positionieren des Bodenteils (40) an einem Ende des Dosenkörpers (31), derart, dass ein Randabschnitt des Bodenteils (40) sich in angrenzendem Eingriff mit einem an dem einen Ende ausgebildeten, radialen Flansch befindet, – Drehen des Dosenkörpers (31) in Bezug auf wenigstens ein Biege- oder Falzwerkzeug (43, 44, 45), – Bewegen des Biege- oder Falzwerkzeugs (43, 44, 45) radial in Bezug auf den Dosenkörper (31) entlang einer vorbestimmten Bahn, entsprechend der Querschnittsform des Dosenkörpers (31), um den Bodenteil (40) an dem Dosenkörper (31) zu befestigen und – wobei eine gesteuerte, gegenseitige Abhängigkeit zwischen der radialen Bewegung des Werkzeugs (43, 44, 45) in Bezug auf die Drehung des Dosenkörpers (31) und zu dessen Form, besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Biege- oder Falzwerkzeug (43, 44, 45) mit Hilfe eines Aktuators radial bewegt wird, der über einen Computer in Übereinstimmung mit einem in dessen Speicher geladenen Programm, gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Biege- oder Falzwerkzeug (43, 44, 45) mit einer vorbestimmten, im wesentlichen gleichförmigen Vorspannkraft in Eingriff mit dem Randabschnitt und/oder mit dem radialen Flansch vorgespannt ist während der relativen Drehung des Dosenkörpers (31) und des Werkzeugs (43, 44, 45), um den Randabschnitt und/oder den Flansch zu biegen oder zu falzen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem mehrere umfänglich beabstandete Biege- oder Falzwerkzeuge (43, 44, 45) in Eingriff bewegt oder vorgespannt werden mit dem Randabschnitt und/oder mit dem radialen Flansch, wobei die Werkzeuge (43, 44, 45) ausgelegt sind, um unterschiedliche Biege- oder Falzvorgänge zum Zwecke der Ausbildung einer Naht (48) auszuführen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 14, bei welchem wenigstens eines der Biege- oder Falzwerkzeuge (43, 44, 45) entlang eines radialen Führungselements bewegbar und in Eingriff vorgespannt wird durch Federmittel (46).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–5, bei welchem wenigstens eines der Biege- oder Falzwerkzeuge (43, 44, 45) entlang eines radialen Führungselementes bewegbar ist und in Eingriff vorgespannt wird mit Hilfe eines linearen Elektromotors (46).
Vorrichtung (13) zum Befestigen eines Dosenbodens an einem Dosenkörper (31) mit einer kreisförmigen oder nicht kreisförmigen Querschnittsform, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Einrichtung (50) zum Drehen eines Dosenkörpers (31) mit einem Dosenboden (40), der an einem seiner Enden derart positioniert ist, dass ein Randabschnitt (42) des Bodens (40) in anliegendem Eingriff steht mit einem an dem einen Ende des Dosenkörpers (31) ausgebildeten, radialen Flansch (41), wenigstens ein Biege- oder Falzwerkzeug (43, 44, 45), das radial, relativ zu dem Dosenkörper (31), der auf der drehenden Einrichtung (50) angeordnet ist, radial bewegbar ist, und ein Mittel (46) zum Bewegen oder Vorspannen des Biege- oder Falzwerkzeugs (43, 44, 45) radial in Eingriff mit dem Randabschnitt (42) und/oder mit dem radialen Flansch (41), um den Randabschnitt (42) und/oder den Flansch (41) zu biegen oder zu falzen, wobei das Bewegungsmittel (46) ausgelegt ist zum gegenseitig abhängigen, steuerbaren Bewegen des Werkzeugs (43, 44, 45) in Bezug auf die Drehung des Dosenkörpers (31) und die Form des Dosenkörpers (31).
Vorrichtung (13) nach Anspruch 7, umfassend mehrere Biege- oder Falzwerkzeuge (43, 44, 45), die umfänglich um die Achse der Rotationseinrichtung (50) beabstandet sind, wobei die Werkzeuge (43, 44, 45) ausgelegt sind, um zur Ausbildung einer Naht (48) unterschiedliche Biege- oder Falzvorgänge auszuführen.
Vorrichtung (13) nach Anspruch 7 oder 8, bei welcher wenigstens eines der Biege- oder Falzwerkzeuge (43, 44, 45) derart montiert ist, dass es entlang eines radialen Führungselements bewegbar ist.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7–9, bei welcher das Bewegungsmittel einen computergesteuerten Aktuator (46) umfasst.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7–10, bei welcher die Bewegungs- oder Vorspannmittel Federmittel (46) umfassen.
Vorrichtung (13) nach einem der Ansprüche 7–11, bei welcher die Bewegungsmittel einen linearen Elektromotor (46) umfassen.
Dosen herstellende Einrichtung, umfassend: – eine Vorrichtung (10) zum Herstellen eines rohrförmigen Dosenkörpers (31) aus einem Rohling (20) aus Blech mit einem Paar gegenüberliegender, gleich weit sich ausdehnenden Randabschnitten, wobei die Vorrichtung (10) umfasst: Greifeinrichtungen (21) zum Greifen der Randabschnitte, Mittel zum gegenseitigen Bewegen der Greifeinrichtungen, um die Randabschnitte in angrenzende Positionen zu bringen, und Mittel zum miteinander Verbinden der Randabschnitte des Rohlings (20) durch eine Naht zwecks Ausbildung des rohrförmigen Dosenkörpers (31), während ein Hauptzwischenabschnitt, der zwischen den Randabschnitten verläuft, zumindest im Inneren nicht getragen bleibt, – eine Vorrichtung (12) zur Ausbildung eines rohrförmigen Körpers wie beispielsweise eines Dosenkörpers (31) oder eines Blechrohlings hierfür zu einer gewünschten Querschnittsform, wobei die Vorrichtung (12) umfasst: wenigstens drei Paare zusammenwirkender, rotierender Rollen (51–52, 53–54, 55–56), die in der gleichen allgemeinen Richtung verlaufen und – Mittel zum gegenseitigen transversalen oder rotationsmäßigen Bewegen des Paares an Rollen (51–52, 53–54, 55–56), um die gewünschte Querschnittsform vorzusehen, wenn der Blechrohling oder die Wand des rohrförmigen Körpers durchgeführt wurde durch die Spalte der zusammenwirkenden Rollen und – eine Vorrichtung (13) nach Anspruch 7.
Dosen herstellende Einrichtung, umfassend: eine Vorrichtung (10) zum Herstellen eines rohrförmigen Dosenkörpers (31) aus einem Rohling (20) aus Blech mit einem Paar gegenüberliegender, gleich weit sich ausdehnender Randabschnitte, wobei die Vorrichtung umfasst: – Greifeinrichtungen (21) zum Greifen der Randabschnitte, – Mittel zum gegenseitigen Bewegen der Greifeinrichtungen, um die Randabschnitte in angrenzende Positionen zu bringen, und – Mittel zum miteinander Verbinden der Randabschnitte des Rohlings durch eine Naht, zwecks Ausbildung des rohrförmigen Dosenkörpers (31), während ein Hauptzwischenabschnitt, der zwischen den Randabschnitten verläuft, zumindest im Inneren nicht getragen bleibt, und – des weiteren umfassend eine Vorrichtung zum Ausbilden des rohrförmigen Dosenkörpers (31) zu einer gewünschten Querschnittsform, wobei die Vorrichtung aufweist: Mittel, welche mehrere gleich weit sich ausdehnende, längliche Kontaktoberflächenteile zum Kontaktieren des Dosenkörpers (31) definieren, wenn sie in die Vorrichtung eingesetzt sind, derart, dass deren Kontaktoberflächenteile jeweils im wesentlichen axial in Bezug auf den Dosenkörper (31) und angrenzend an dessen inneren oder äußeren Seitenoberflächen verlaufen, und Mittel zum gegenseitigen Bewegen der Kontaktoberflächenteile seitlich in Kontakt mit der Seitenoberfläche des Dosenkörpers (31) oder Oberflächen an umfänglich beabstandeten Positionen, um umfänglich den Dosenkörper (31) zu verlängern und ihm die gewünschte Querschnittsform zuteil werden zu lassen, – eine Vorrichtung (12) zum Umbördeln, Falzen und Krümmen eines rohrförmigen Körpers wie beispielsweise eines Dosenkörpers (31) oder eines Blechrohlings hierfür, wobei die Vorrichtung (12) umfasst: ein Paar zusammenwirkende rotierende Rollen (51–52, 53–54, 55–56), die dazwischen einen Spalt ausbilden und an einem ihrer ersten Enden Flansch bildende Einrichtungen haben zum Ausbilden eines Flansches an einem angrenzenden ersten Ende der Wand des rohrförmigen Körpers oder des Rohlings, wenn dieser durch den Spalt gelangt und Falz bildende Mittel, die axial von den Flansch bildenden Einrichtungen beabstandet sind, um einen Falz in einem Zwischenteil des Rohlings oder der Wand des rohrförmigen Körpers auszubilden, und ein Krümmwerkzeug, das in Eingriff bewegbar ist mit einem gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt des Rohlings oder Körpers, um den zweiten Endabschnitt zu krümmen, und – eine Vorrichtung (13) nach Anspruch 7.
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, bei welcher das Mittel zum gegenseitigen Bewegen der Greifeinrichtungen (21) betätigt wird durch Energie betriebene Mittel, die gesteuert werden durch eine Steuerung, derart, dass eine Neudefinition der Bewegung ermöglicht wird ohne mechanische Neukonfigurierung der Vorrichtung.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13–15, bei welcher die Mittel zum gegenseitigen Bewegen der Greifeinrichtungen (21) ausgelegt sind, um wenigstens zwei lineare Freiheitsgrade und wenigstens einen Rotationsfreiheitsgrad der Greifeinrichtungen (21) vorzusehen.