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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein
Verfahren zum Formen und Formgeben eines metallischen Dosenrohlings
in eine geometrische Konfiguration, die am geeignetsten ist, um
unter Druck gesetzte Flüssigkeiten,
wie z.B. mit Kohlensäure
versetzte Getränke,
zu enthalten. Noch genauer bezieht sich die vorliegende Erfindung
auf eine neue und verbesserte doppeltwirkende Bodenformvorrichtung,
welche über
eine fortwährende
Zeitdauer bei einer hohen zyklischen Rate betrieben werden kann,
mit beträchtlicher
Fähigkeit,
um wiederholt Dosenböden
einer spezifizierten Dicke zu formen und auszugestalten.
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HINTERGRUND-STAND-DER-TECHNIK
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Im
Stand der Technik ist es üblich
gewesen, die Bodenwand von Dosen unter Verwenden eines Bodenformvorrichtungsaufbaus
zu formen und auszubilden, welcher im Allgemeinen ein inneres Formwerkzeug
und ein äußeres Formwerkzeug
aufweist, das umfänglich
dort herum positioniert ist. Häufig
beschreibt der Stand der Technik das innere Formwerkzeug als den
Kuppelstopfen bzw. den Spiegelstein und das äußere Formwerkzeug als den Klemmring, wobei
beide mit dem Funktionieren des Schlagkolbens zusammenwirken, der
im Allgemeinen Teil der Körperherstellvorrichtung
ist. Wenn der Schlagkolben einen metallischen Dosenrohling für den Kontakt mit
der Kuppelbildungsvorrichtung trägt,
gelangt der Klemmring mit dem Bodenabschnitt des Metalldosenrohlings
radial nach außen
von dem Bereich in Eingriff, der zu formen ist, mit einer nach innen
vorragenden Kuppel. Anschließend,
wenn der Schlagkolben, auf welchen der metallische Dosenrohling
eingepasst ist, federnd mit dem Klemmring verfährt, wird der Kuppelstopfen
in Eingriff gebracht, um das gewünschte
Kuppelprofil der Bodenwand des Dosenrohlings zu bilden. Es ist im
Allgemeinen wünschenswert,
den Schlagkolben über
das Ende des Hubs des Schlagkolbens hinaus zu setzen, um eine Überfahrt davon
zu erzeugen, um das Durchschlagen des Schlagkolbens für eine vollständige Formung
der nach innen vorragenden Kuppel und die gewünschte Dicke der Bodenwand
einer Dose sicherzustellen.
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Vorzugsweise
sind der Klemmring und der Kuppelstopfen federnd in longitudinaler
Arbeitsposition gehalten, wenn der Schlagkolben zu und innerhalb
der Bodenformvorrichtung verfährt.
Eine Anzahl von Dokumenten zum Stand der Technik lehrt das federnde
Positionieren des Klemmrings und des Kuppelstopfens durch eine Konfiguration
des Bodenformvorrichtungsaufbaus mit mechanischen Federn, welche
alleine oder in Zusammenhang mit einem Reservoir wirken, welches
unter Druck gesetzte Flüssigkeiten
darin enthält.
Das US-Patent Nr. 4,790,169 zum Beispiel, welches für Johansson
et al. erteilt wurde, beschreibt dort das Verwenden von Federn für sowohl
den Klemmring als auch den Kuppelstopfen, und das US-Patent Nr. 4,930,330,
erteilt für
Weishalla, welches derzeit im Besitz des Anmelders der vorliegenden
Erfindung ist, beschreibt dort das Verwenden eines Fluidaktuators
für das
federnde Positionieren des Klemmrings und einer Mehrzahl von Urethanfedern
zum federnden Positionieren des Kuppelstopfens.
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Obwohl
Weishalla auf geeignete Art und Weise die Einstellbarkeit von Kräften, welche
auf den Klemmring wirken, bereitstellt, was in einigen Momenten
größere Ausgabefähigkeiten
bietet, gibt es dort weiterhin Probleme, welche mit der Steuerung von
solchen Kräften
verbunden sind, welche darauf wirken, um metallische Dosenrohlinge
ohne beträchtlichen
Fehler während
einem Hochzyklusbetrieb auszubilden und zu formen.
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Der
Anmelder der vorliegenden Erfindung hat festgestellt, dass in einigen
Fällen
der Boden des metallischen Dosenrohlings eine Tendenz aufweist, sich
an der Peripherie davon aufzuspalten, wenn die Produktionsrate deutlich
von in etwa 300 auf 480 Behälter
pro Minute ansteigt. Diese Begebenheit ist hauptsächlich auf
die Fähigkeit
zurückzuführen, in geeigneter
Art und Weise die Kräfte
zu steuern, welche auf den Klemmring wirken, wenn der Boden der Dose
dort in Eingriff gelangt. Im Allgemeinen ist die Fähigkeit,
die Kräfte,
welche auf den Klemmring wirken, zu steuern, teilweise begrenzt
oder mit den Betriebskomponenten verbunden, welche für das federnde
Positionieren des Klemmrings verantwortlich sind, wie z.B. ein unter
Druck gesetztes Medium, welches auf einen beweglichen Kolben wirkt,
wie es in Weishalla gesehen wurde, oder eine Feder von bekannten
physikalischen Eigenschaften oder Merkmalen, wie es in Johansson
et al. gesehen wurde.
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In
dem Versuch, eine zufriedenstellende Lösung für das Problem bereitzustellen,
wird das Druckreservoir oder die Kammer im Allgemeinen optimiert oder
in der Größe in dem
Ausmaß erhöht, um den Aufbau
von Druck auf Komponenten zu lindern, welche im Allgemeinen verantwortlich
sind für
das federnde Positionieren des Klemmrings. Indem eine Gasexpansion
zugelassen wird und somit der Druckaufbau auf die Federnd-Positionier-Komponenten
reduziert wird, wird es dem Klemmring ermöglicht, in geeigneter Art und
Weise mit dem Boden des metallischen Dosenrohlings in Eingriff zu
gelangen für
eine bemerkbare Reduzierung in den Fehlerraten selbst während einem
Hochzyklusbetrieb, während
die Fähigkeit
der Bodenformvorrichtung, Dosenböden
zu bilden, welche dünnere
Wände aufweisen,
verbessert wird. Die Fähigkeit
zum Erhöhen
des effektiven Volumens von der Druckkammer kann jedoch begrenzt
sein oder nicht möglich
sein aufgrund der Konstruktion oder Konfiguration dieser Komponenten, welche
die typische Körperherstellvorrichtung
umfassen. In einem Versuch, diese Konstruktionsbeschränkungen
zu umgehen, lehrt der Stand der Technik eine Modifikation des Bodenformvorrichtungsaufbaus,
um einen Druckausgleichsbehälter
oder -kanister zu umfassen, welcher hydraulisch mit dem unter Druck
gesetzten Reservoir in Verbindung steht. In den meisten Fällen jedoch
wird der Aufbau von Druck weiterhin auftreten aufgrund der Mittel,
in welchen der Druckausgleichsbehälter mit dem unter Druck gesetzten
Reservoir verbunden ist, welche häufig nur ein Rohr oder einen
Schlauch umfassen, der eine begrenzte Fähigkeit hat, Flu id wirksam
zu und von dem Druckausgleichsbehälter und zurück in das
unter Druck gesetzte Reservoir zu transferieren innerhalb des kurzen
Zeitzyklus, welcher im Allgemeinen bei solchen Operationen erlaubt
wird.
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Der
Anmelder der vorliegenden Erfindung hat im Stand der Technik auch
eine beträchtliche
mechanische Fehlrate von Komponenten festgestellt, welche im Allgemeinen
den Bodenformvorrichtungsaufbau umfassen. Ein mechanischer Ausfall
von Mechanismen, welche für
das federnde Positionieren des Klemmrings und des Kuppelstopfens
verantwortlich sind, tritt im Allgemeinen auf, wenn der Schlagkolben
während
Hochzyklusraten versehentlich überausgestreckt
wird oder konfiguriert ist, um überausgestreckt
zu sein, um das Durchschlagen des Schlagkolbens für eine vollständige Formgebung
der nach innen vorragenden Kuppel zu gewährleisten. Der Stand der Technik
lehrt im Allgemeinen Konfigurationen des Schlagkolbens, um sich überauszustrecken,
um eine angemessene Stärke
von Kraft auszuüben,
um den Dosenboden von einer spezifizierten Wanddicke zu bilden.
Als eine Konsequenz eines übermäßigen Überaustreckens
des Schlagkolbens werden die Komponenten, welche im Allgemeinen
für das
federnde Positionieren des Kuppelstopfens verantwortlich sind, ebenso
wie andere Komponenten einschließlich der Körperherstellausrüstung, sich
vorzeitig abnutzen, was einen unmittelbaren Ersatz erfordert, da
sie nicht länger
die engen Toleranzen erfüllen
können,
welche für
eine adäquate
Bildung des Dosenbodens erforderlich sind. Bei anderen Betriebsumgebungen,
in welchen der Schlagkolben nicht überausgestreckt wird, kann
die Feder, welche für
das federnde Positionieren des Kuppelstopfens verantwortlich ist,
nicht in geeigneter Art und Weise komprimiert werden, was in einer
abnehmenden Federkraft resultiert, da die voreingestellte Kompression
der Feder im Allgemeinen durch den Hersteller festgelegt ist. Wenn
dies auftritt, wird wiederum der Kuppelstopfen versagen, um adäquat Dosenböden von
einer spezifizierten Dicke während
einem Hochzyklusbetrieb zu formen.
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Dementsprechend
verbleibt ein Bedürfnis nach
einer Bodenformvorrichtung, welche für eine ausdauernde Zeitdauer
ausreichend bei einer Hochzyklusrate betrie ben werden kann ohne
eine substantielle schädliche
Einwirkung auf Komponenten, welche für das federnde Positionieren
des Klemmrings und des Kuppelstopfens verantwortlich sind, die Zeit
minimieren kann, welche für
einen Zugriff und ein Reparieren von Komponenten einschließlich des
Bodenformvorrichtungsaufbaus erforderlich ist, eine Alternative
bieten kann, welche man sich leisten kann und welche wenig teuer
ist, um Komponenten zu ersetzen, welche für das federnde Positionieren
des Kuppelstopfens verantwortlich sind, während die voreingestellte Komprimierung
der Feder beibehalten wird, und eine größere Fähigkeit erreichen kann, es dem
Schlagkolben zu erlauben, sich überauszustrecken
ohne substantiellen Aufprall oder Beschädigung der Komponenten einschließlich der
Bodenformvorrichtung und im Allgemeinen auf andere Körperherstellungskomponenten.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Um
die zahlreichen Nachteile, welche im Stand der Technik offenbar
sind, zu überwinden,
wurde eine verbesserte Vorrichtung zum Formen von Dosenböden von
einer spezifizierten Dicke ausgedacht.
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Es
ist somit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche zu einer größeren Kontrolle von Kräften fähig ist,
welche auf den Klemmring wirken, durch das Einbeziehen einer expandierten
Gaskammer, um eine Gasexpansion zu ermöglichen und ein geringeres
Druckaufbauen auf betriebene Komponenten, welche im Allgemeinen
für das
federnde Positionieren des Klemmrings verantwortlich sind.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche unmittelbar anpassbar ist, um auf bestehende
Körperherstellungsausrüstungen
zu passen, ohne eine übermäßige Schwierigkeit
oder substantielle Modifikation von Komponenten, welche im Allgemeinen
die Bodenformvorrichtung umfassen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche fähig
ist, Vorspannungsmittel zu verwenden, welche eine Ringrohrfeder
(engl. donut spring), hergestellt aus einem Niedrig-Durometer-Material, umfassen,
um stark die Steuerung bzw. Kontrolle von Komponenten zu verbessern,
welche im Allgemeinen für
das federnde Positionieren des Kuppelstopfens während einem Betrieb in hohem
Zyklus verantwortlich sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche Mittel aufweist zum Wiederherstellen der Vorspannkraft
der Vorspannungsmittel und die Lebensdauer davon um so viel wie
15 % zu erhöhen, ohne
auf den Ersatz von Komponenten zurückzugreifen, welche im Allgemeinen
für das
federnde Positionieren des Kuppelstopfens verantwortlich sind.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche die Fähigkeit
eines Betriebenwerdens unter weniger Druckaufbau aufweist, um die
Kraft auf den Klemmring zu reduzieren, um einen adäquaten Materialfluss
zu erlauben für
die Eliminierung eines Aufspaltens der Dosenböden während den Formgebungsoperationen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche zu einer akkuraten Produktion von Dosenböden fähig ist,
welche eine dünnere
Wand und ein akkurates kuppelförmiges
Profil aufweisen.
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Es
ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche weniger zu einem mechanischen Ausfall neigt
als ein Ergebnis eines Betreibens bei einer hohen Zyklusrate für eine andauernde
Zeitperiode.
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Es
ist noch eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Bodenformvorrichtung
bereitzustellen, welche ökonomisch,
dauerhaft und vollständig
effektiv in dem Ausführen
ihrer beabsichtigten Funktionen ist.
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Diese
Aufgaben werden gemäß der Erfindung
durch eine Formvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist,
und durch ein Verfahren, wie es in Anspruch 36 definiert ist, gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Formvorrichtung und des Verfahrens sind in den
abhängigen
Ansprüchen
2 bis 35 und 37 definiert.
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In Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung wird eine verbesserte doppeltwirkende
Bodenformvorrichtung vorgeschlagen, welche im Wesentlichen fähig ist
zum Bilden und Formen eines metallischen Dosenrohlings bei einer
hohen Zyklusrate, wobei die Bodenformvorrichtung ein integrales
Zylindergehäuseelement
aufweist, welches einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt
aufweist. Der erste Endabschnitt umfasst im Allgemeinen einen länglichen
Zylinder mit Seitenwänden,
welche eine erste axiale Kammer von einem ersten bekannten Durchmesser
definieren. Der zweite Endabschnitt weist im Allgemeinen einen Zylinder
mit Seitenwänden
auf, welche eine zweite axiale Kammer mit einem zweiten bekannten
Durchmesser definieren, der größer ist
als der erste bekannte Durchmesser. Die erste axiale Kammer und
die zweite axiale Kammer sind durch einen integralen Kammerseparator
getrennt. Die zweite axiale Kammer weist eine Deckplatte auf, welche
eine große Öffnung aufweist,
die sich dort hindurch erstreckt, um eine hydraulische Verbindung
mit einer dritten axialen Kammer zu erlauben. Die Seitenwände des
ersten Endabschnitts des integralen Zylindergehäuseelements weisen des Weiteren
eine Mehrzahl von axial ausgerichteten Bohrungen auf, die sich von
dem ersten Endabschnitt des integralen Zylindergehäuseelements durch
den integralen Kammerseparator hindurch und in die zweite axiale
Kammer erstrecken. Stößelstangenmittel
weisen eine Mehrzahl von Stößelstangen auf,
welche gleitbar innerhalb einer gleichen Anzahl von Stößelstangenhülsen positioniert
sind, die in einer gleichen Anzahl von axial ausgerichteten Bohrungen
eingepasst bzw. befestigt sind, welche in den Seitenwänden des
ersten Endab schnitts des integralen Zylindergehäuseelements und des integralen Kammerseparators
vorhanden sind. Jede der Stößelstangen
weist im Allgemeinen ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Vorspannungsmittel
sind vorgesehen zum operativen Vorspannen der Deckelplatte, und
vorzugsweise weisen sie eine Ringrohrfeder (engl. donut spring)
auf, welche eine zylindrisch geformte Öffnung aufweist, die sich dort
hindurch erstreckt, um eine dritte axiale Kammer zu definieren. Die
Ringrohrfeder, welche im Allgemeinen aus einem Niedrig-Durometer-Material
hergestellt ist, weist äußere und
innere Vertiefungen auf für
den passenden Eingriff einer Mehrzahl von Unterlegscheiben und eine
gleiche Anzahl von Distanzrohren, welche eine longitudinale Bohrung,
die sich dort hindurch erstreckt, für das Durchgehen einer gleichen
Anzahl von Spannbolzen aufweisen, um die Federendplatte und die
Ringrohrfeder fest an der Bodenformvorrichtung zu halten und die
Vorspannungskraft der Ringrohrfeder anzulegen. Werkzeugsetzmittel,
welche an dem ersten Endabschnitt des integralen Zylindergehäuseelements
angeordnet sind, umfassen einen Klemmring und einen Kuppelstopfen
zum Kontaktieren und Bilden eines metallischen Dosenrohlings, der auf
einem konventionellen Pressenarm befestigt ist. Vorzugsweise ist
der Klemmring umfänglich
um den Kuppelstopfen in anstoßendem
Eingriff mit dem ersten Ende von jeder der Stößelstangen eingepasst bzw.
befestigt. Kolbenmittel, welche den Klemmring und die Stößelstangenmittel
federnd positionieren, weisen ein Kolbenelement auf, das beweglich
innerhalb der zweiten axialen Kammer positioniert ist. Vorzugsweise
weist das Kolbenelement eine ringförmige Kolbenwand auf, die fest
an der Peripherie eines konkav gebildeten Bodens befestigt ist,
der eine konkave Aufnahmeoberfläche
aufweist. Die ringförmige
Kolbenwand weist im Allgemeinen eine Kontaktoberfläche auf,
welche dem integralen Kammerseparator gegenüberliegt und hauptsächlich als
eine Kontaktoberfläche
für das
zweite Ende jeder der Stößelstangen
dient. Die konkave Aufnahmeoberfläche bietet Mittel zum gleichförmigen Verteilen
der wirkenden Kraft auf das Kolbenelement, wenn ein unter Druck gesetztes
Medium eintritt in und die zweite und die dritte axiale Kammer ausfüllt über einen
axial ausgerichteten Anschluss, der an der Federendplatte eingerichtet
ist. Im Hinblick auf den Betrieb wird, wenn ein Pressenarm, welcher einen
metallischen Dosenrohling trägt,
sich annähert
und den Klemmring kontaktiert, die sich ergebende Kraft durch die
Stößelstange
auf die Kontaktoberfläche
des Kolbenelements übertragen,
welches im Allgemeinen federnd durch das unter Druck gesetzte Medium
positioniert wird, das auf und gegen die konkave Aufnahmeoberfläche des
Kolbenelements wirkt. Auf ähnliche
Art und Weise wird die resultierende Kraft, welche auf und gegen
den Kuppelstopfen wirkt, axial durch das integrale Zylindergehäuseelement
auf die vorgespannte Deckelplatte und Ringrohrfeder transferiert bzw. übertragen.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen
davon offenbar werden, wenn sie im Zusammenhang mit den angehängten Zeichnungen
gelesen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen die gleichen Teile
in den verschiedenen dargestellten Ansichten bezeichnen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun im Wege eines Beispiels unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in welchen:
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1 eine
Querschnittsdraufsichtansicht der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, welche eine Bodenformvorrichtung
darstellt, welche positioniert ist zum Empfangen eines metallischen
Dosenrohlings, der auf einem Zieh- und Eisenpressarm montiert ist;
und
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2 eine
seitliche Querschnittsdraufsichtansicht der bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist, welche einen Kolbenaufhängungsaufbau
darstellt.
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BESTE ART ZUR AUSFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Während diese
Erfindung fähig
ist, in vielen verschiedenen Formen ausgeführt zu werden, wird eine bevorzugte
Ausführungsform
der Erfindung in den Zeichnungen gezeigt und hier im Folgenden im Detail
mit dem Verständnis
beschrieben, dass die vorliegende Offenbarung erachtet werden muss,
die Prinzipien der Erfindung beispielhaft darzustellen, und nicht
dazu bestimmt ist, die Erfindung auf die dargestellte Ausführungsform
zu beschränken.
Die vorliegende Erfindung weist eine besondere Nützlichkeit als eine Vorrichtung
zum Formen und Bilden der Bodenwand einer Dose auf.
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Bezugnehmend
auf die 1 ist dort allgemein bei 10 eine
Bodenformvorrichtung für
das Bilden und Formen von metallischen Behälterböden gemäß der vorliegenden Erfindung
gezeigt. Die Ausrichtung eines Pressenarms 12, der im Allgemeinen einen
Teil einer typischen Körperherstellungsvorrichtung
darstellt, ist in der 1 so dargestellt, dass er longitudinal
um und in axialer Ausrichtung mit der vorliegenden Erfindung gesetzt
ist für
die Zwecke der Darstellung und Erläuterung seiner Funktion relativ zu
der vorliegenden Erfindung und keinen Teil der vorliegenden Erfindung
bildet. Der Pressenarm 12 umfasst im Allgemeinen ein Schlagkolbenelement 14,
welches verschieden geformte Pressenendabschnitte 16 umfassen
kann, wie z.B. einen allgemein konkav ausgebildeten Pressenendabschnitt 18, der
dort gezeigt ist. Der Pressenarm 12 ist konfiguriert, um
einen metallischen Dosenrohling 20 zu umschließen und
zu bewegen, welcher einen Bodenabschnitt 22 in substantiellem
Kontakt mit einem Abschnitt der Bodenformvorrichtungsmaschine aufweist,
wie z.B. Werkzeugsetzmitteln, welche auf dem gegenüberliegenden
Abschnitt der Bodenformvorrichtung gesetzt sind. Der sich ergebende
Kontakt des metallischen Dosenrohlings 20 mit der Bodenformvorrichtung 10 bildet
und formt den Bodenabschnitt 22 des metallischen Dosenrohlings.
Wie man es auf dem Gebiet der Herstellung von Dosen und ähnlichem
verstehen wird, können
die Werkzeugsetzmittel weit in der Ausbildung und der Form variieren.
Obwohl dieses Merkmal nicht der hauptsächliche Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, ist die Fähigkeit
eines Auswechselns der Werkzeugsetzmittel zum Erzeugen von verschiedenen
geometrischen Konfigurationen des Bodenab schnitts des metallischen
Dosenrohlings wünschenswert
und wird als inhärent
in den Fähigkeiten
der Bodenformvorrichtung 10 erachtet.
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Obwohl
die Werkzeugsetzmittel verschieden geformte Konfigurationen aufweisen
können,
sind sie hier im Allgemeinen als die Werkzeugsetzmittel bezeichnet,
mit dem Verständnis,
dass alternativ ausgebildete Werkzeugsetzmittel innerhalb der Idee
und der Reichweite der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die
Werkzeugsetzmittel umfassen vorzugsweise einen Kuppelstopfen 24,
einen Klemmring 26 und verschiedene Komponenten, welche
Teile des Montageaufbaus bilden. Solche Komponenten können beispielsweise
eine Verriegelungsmutter 28, einen Klemmringhalter 30 und
zugehörige Befestigungsmittel
zum Bereitstellen einer Befestigung an angrenzende Abschnitte des
Kuppelstopfens 24 und der Bodenformvorrichtung 10 umfassen. In
der bevorzugten Ausführungsform
sind der Kuppelstopfen 24 und der Klemmring 26 nicht
fest aneinander befestigt, sondern sind für eine relative, unabhängige Bewegung
konfiguriert. Der Klemmring 26 wird zum Beispiel umfänglich um
den Kuppelstopfen 24 mit der Verriegelungsmutter 28 in
Eingriff mit dem Klemmringhalter 30 positioniert, um die
Halterung und die relative Positionierung des Klemmrings 26 um
den Kuppelstopfen 24 bereitzustellen.
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Wiederum
bezugnehmend auf die 1 umfasst eine Bodenformvorrichtung 10 im
Allgemeinen ein integrales Zylindergehäuseelement 32, welches einen
ersten Endabschnitt 34 und einen zweiten Endabschnitt 36 aufweist.
Das integrale Zylindergehäuseelement
ist vorzugsweise als ein länglicher
Gegenstand mit Kammern von bestimmten Durchmessern gebildet, welche
an jedem Ende davon angeordnet sind. Ein integraler Kammerseparator 38 trennt
im Wesentlichen den ersten Endabschnitt von dem zweiten Endabschnitt,
welcher in dem integralen Zylindergehäuseelement 32 angeordnet
ist. Der erste Endabschnitt 34 des integralen Zylindergehäuseelements
umfasst im Allgemeinen Seitenwände 40,
welche innere Oberflächen 42 aufweisen,
welche eine erste axiale Kammer 44 definieren. Obwohl die
erste axiale Kammer 44 verschiedene Formen aufweisen kann,
um fasst eine bevorzugte Ausbildung im Allgemeinen eine zylindrische
Form, welche einen Durchmesser aufweist, der mit der Länge A bezeichnet
ist, wie in der 1 dargestellt. Auf ähnliche
Art und Weise weist der zweite Endabschnitt 36 des integralen
Zylindergehäuseelements 32 Seitenwände 46 auf,
welche innere Oberflächen 48 aufweisen,
die eine zweite axiale Kammer 50 definieren. Vorzugsweise
umfasst die zweite axiale Kammer 50 eine im Wesentlichen
zylindrische Form, welche einen Durchmesser aufweist, der mit der
Länge B,
wie in 1 gezeigt, bezeichnet ist.
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Bei
der bevorzugten Ausführungsform
ist der Durchmesser B der zweiten axialen Kammer 50 im Allgemeinen
größer als
der Durchmesser A der ersten axialen Kammer 44. Diese relative
Beziehung des Durchmessers B zu dem Durchmesser A erlaubt die Verwendung
von Stößelstangenmitteln,
welche einen Bodenabschnitt des Klemmrings 26 kontaktieren
und sich axial durch die Seitenwände 40 des
ersten Endabschnitts 34 zu einem Kolbenaufhängungsaufbau 52 erstrecken,
der in der zweiten axialen Kammer 50 angeordnet ist. Die
Stößelstangenmittel können zumindest
eine, jedoch vorzugsweise eine Mehrzahl von Stößelstangen 54 umfassen,
welche gleitfähig
in einer entsprechenden Anzahl von Stößelstangenhülsen 56 positioniert
sind, welche fest eingepasst sind in eine entsprechende Anzahl von axial
ausgerichteten Bohrungen 58, die in den Seitenwänden 40 des
ersten Endabschnitts des integralen Zylindergehäuseelements 32 angeordnet
sind. Jede Stößelstange 54 umfasst
im Allgemeinen ein erstes Ende 60 und ein zweites Ende 62.
Das erste Ende 60 jeder Stößelstange ist im Wesentlichen
positioniert, um den Bodenabschnitt des Klemmrings 26 zu
kontaktieren und damit in Eingriff zu stehen, wohingegen das zweite
Ende 62 im Wesentlichen für einen normalen Kontakt auf
der Oberseite des Kolbenaufhängungsaufbaus 52 positioniert
ist, der beweglich in der zweiten axialen Kammer 50 angeordnet
ist. Jede Stößelstange 54 ist
konfiguriert, um eine entwickelte Kraft zu empfangen und anschließend weiterzugeben,
wenn sich der Pressenarm 12, welcher einen metallischen
Dosenrohling trägt,
bewegt und in substantiellen Kontakt mit dem Klemmring 26 gelangt.
Die sich ergebende Kraft, welche eine axiale Bewegung des Klemmrings 26 in nerhalb
der Bodenformvorrichtung 10 verursacht, wird durch die
Stößelstangen 54 auf
den Kolbenaufhängungsaufbaus 52 übertragen,
der in der zweiten axialen Kammer 50 angeordnet ist. Dementsprechend
wird jede Stößelstange 54 im
Allgemeinen aus Materialen hergestellt, welche eine hohe Festigkeit
und nicht-verformbare Eigenschaften
aufweisen, wie z.B. gehärteter
Werkzeugstahl, und umfasst im Allgemeinen eine längliche, zylindrische Form.
Vorzugsweise wird jede Stößelstange 54 in
hartem Chrom fertigbearbeitet, wobei das erste und das zweite Ende
davon einen abgerundeten Radius 64 aufweisen, um ein Abblättern der Chromoberfläche von
jeder der Stößelstangen
zu verhindern, wenn jede eine schnelle Zyklusbewegung während dem
Betrieb der Bodenformvorrichtung erfährt.
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Wie
schon zuvor beschrieben, dienen die Stößelstangen als Mittel zum Übertragen
der sich ergebenden Kraft von dem Klemmring 26 auf den
Kolbenaufhängungsaufbau,
der in der zweiten axialen Kammer 50 angeordnet ist, wenn
der metallische Dosenrohling 20 zu der Bodenformvorrichtung 10 verfahren
wird und mit dem Klemmring 26 in Eingriff gelangt. Zusätzlich zu
den Kräften,
welche auf den Klemmring ausgeübt
werden, wird eine beträchtliche Kraft
auf andere Komponenten einschließlich der Bodenformvorrichtung
selbst auch ausgeübt.
Eine solche Komponente umfasst den Kuppelstopfen 24, der im
Allgemeinen als ein Teil der Werkzeugsetzmittel hergestellt ist
und zentral in Beziehung zu dem ersten Endabschnitt 34 des
integralen Zylindergehäuseelements 32 angeordnet
ist. In der bevorzugten Ausführungsform
stößt der Kuppelstopfen 24 direkt
auf den ersten Endabschnitt 34. Diese Konfiguration erlaubt es
der entwickelten Kraft, effektiv auf den ersten Endabschnitt 34 des
integralen Zylindergehäuseelements 32 übertragen
zu werden, wenn der metallische Dosenrohling 20 den Kuppelstopfen 24 kontaktiert.
Wie in der 1 dargestellt, ist das integrale
Zylindergehäuseelement 32 konfiguriert,
um eine axiale Bewegung des ersten Endabschnitts 34 zu
erlauben, um dementsprechend eine axiale Bewegung des zweiten Endabschnitts 36 zu
erzeugen, wenn der metallische Dosenrohling mit dem Klemmring in
Eingriff gelangt und sich axial bewegt, um mit dem federnd positionierten
Kuppelstopfen 24 in Eingriff zu gelangen.
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Um
die federnde Positionierung des Kuppelstopfens 24 zu erreichen,
sind Vorspannungsmittel nahe dem zweiten Endabschnitt 36 des
integralen Zylindergehäuseelements 32 vorgesehen
und sind speziell konfiguriert, um im Betrieb eine Deckelplatte 66 einer
zweiten axialen Kammer vorzuspannen, welche gegen die Seitenwände 46 des
zweiten Endabschnitts 36 des integralen Zylindergehäuseelements 32 anstößt. Die
Deckelplatte 66 der zweiten axialen Kammer umfasst im Allgemeinen
eine große Öffnung 68,
die sich dort hindurch und in axialer Ausrichtung mit dem integralen
Zylindergehäuseelement 32 erstreckt,
um Mittel für
eine hydraulische Verbindung zwischen der zweiten axialen Kammer
und einer dritten axialen Kammer 70 bereitzustellen, wobei die
große Öffnung eine
innere Wand 72 aufweist, welche nach außen in Richtung zu den Seitenwänden 46 des
zweiten Endabschnitts 36 des integralen Zylindergehäuseelements
aufgerichtet ist, um die Dispersion zu verbessern und ein unter
Druck gesetztes Medium gleichförmig
zu verteilen, das in die zweite axiale Kammer 50 eintritt.
Daher stellen die Vorspannungsmittel ein federndes Positionieren
des integralen Zylindergehäuseelements 32 bereit
und setzen sich einer axialen Bewegung des integralen Zylindergehäuseelements 32 entgegen,
wenn der metallische Dosenrohling 20 den Kuppelstopfen 24 kontaktiert
und mit ihm in Eingriff gelangt. Bei der bevorzugten Ausführungsform
umfassen die Vorspannungsmittel eine Ringrohrfeder 74 (engl.
donut spring), welche einen inneren zylindrischen Raum 76 aufweist,
welcher eine dritte axiale Kammer 70 definiert, die in
axialer Ausrichtung damit ist und federnde Eigenschaften von einem
Niedrig-Durometer-Material von in etwa 82, plus oder minus
2,5, aufweist, wie durch den Hersteller aufgestellt. Die Verwendung des
Niedrig-Durometer-Materials ist ermöglicht aufgrund der geometrischen
Konfiguration der Ringrohrfeder und bringt einen deutlichen Vorteil
durch das Reduzieren der Brechung mechanischer Komponenten und Bindeglieder
wie des Pressenarms 12, welcher eine Tendenz aufweist,
sich während
einem Hochzyklusbetrieb überzuerstrecken
bzw. überauszudehnen.
Die Ringrohrfeder 74 dient hauptsächlich als ein Mittel zum operativen
Vorspannen von Komponenten der Bodenformvorrichtung 10 axial
in Richtung zu dem Werkzeugsetzmittel oder im Allgemeinen zu dem
Pressenarm 12. Sie bietet jedoch auch Mittel zum Erhöhen der
volumetrischen Kapazität
der zweiten axialen Kammer 50 für ein operatives Steuern der
federnden Positionierung des Klemmrings 26 und der zugehörigen, sich
im Betrieb befindenden Komponenten. Diese erhöhte Fähigkeit bietet einen geeigneten
Raum für
eine Gasexpansion für
eine beträchtliche
Reduzierung des Aufbaus von Druck auf ein Kolbenelement 78,
so viel wie in etwa 40–60
% weniger, und Kräften,
welche auf und gegen den Klemmringhalter 30 wirken, wenn
der Pressenarm 12, der den metallischen Dosenrohling trägt, sich
annähert
und einen substantiellen Kontakt mit dem Klemmring 26 eingeht.
Die sich ergebende geometrische Konfiguration der Ringrohrfeder 74 bietet
daher Mittel, um deutlich die Performance bzw. Leistungsfähigkeit
der Bodenformvorrichtung 10 zu verbessern, um bei einer
hohen Zyklusrate betrieben zu werden, während sie gleichzeitig die
Fähigkeit
zum Formen und Bilden einer dünneren
Bodendosenwand aufweist. Zusätzlich
zu den vorteilhaften Aspekten des inneren zylindrischen Raums 76 umfasst die
Ringrohrfeder 74 des Weiteren eine Mehrzahl von Öffnungen 80,
die sich dort hindurch und umfänglich dort
herum erstrecken, für
einen Durchgang einer Mehrzahl von Distanzrohren 82, welche
im Allgemeinen benötigt
werden, um die Vorspannungskraft der Ringrohrfeder 74 während einem
anfänglichen
Aufbau zu setzen, und als ein Teil einer Wartungsroutine. Vorzugsweise
sind die Distanzrohre 82 in der Form zylindrisch und umfassen
eine longitudinale Bohrung 84, die sich dort hindurch erstreckt,
für den
Durchgang einer Mehrzahl von Spannbolzen 86, welche im Allgemeinen
erforderlich sind, um die verschiedenen Komponenten an der Bodenformvorrichtung 10 zu
sichern und zu befestigen, welche zwischen der Federendplatte 88 und
dem zweiten Endabschnitt 36 des integralen Gehäuseelements 32 bestehen,
und um die Vorspannungskraft der Ringrohrfeder 74 zu setzen.
Die Bodenformvorrichtung 10 erfordert vorzugsweise acht
Spannbolzen, welche aus hochfestem Material hergestellt sind, um
in geeigneter Art und Weise die Federendplatte an der Bodenformvorrichtung
zu sichern bzw. zu befestigen.
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Um
hohe Zyklusraten zu erreichen, weist die Bodenformvorrichtung 10 Mittel
zum federnden Positionieren von sich im Betrieb befindenden Komponenten
auf, die im Wesentlichen mit dem metallischen Dosenrohling 20 in
Kontakt gelangen. Dies wird durch Kolbenaufhängungsmittel erreicht, in welchen
solche Mittel die Aufhängung
für die
Stößelstangen 54 insoweit
bereitstellen, um eine schnelle, sukzessive, axiale Bewegung von
diesen und den zugehörigen,
sich im Betrieb befindenden Komponenten zu erlauben. In der bevorzugten
Ausführungsform umfassen
die Kolbenmittel das Kolbenelement 78, welches im Allgemeinen
konfiguriert ist, um eine Spannung für oder eine federnde Positionierung
jeder der Stößelstangen 54 bereitzustellen.
Das Kolbenelement 78, welches Konfigurationen verschiedener
Geometrien umfassen kann, ist konfiguriert, um beweglich innerhalb
der zweiten axialen Kammer 50 des integralen Zylindergehäuseelements 32 positioniert
zu werden. Das Kolbenelement 78 umfasst des Weiteren eine
ringförmige
Kolbenwand 90, welche eine Kontaktoberfläche 92 aufweist,
welche dem integralen Kammerseparator 38 gegenüberliegt,
wobei es der Kontaktoberfläche
erlaubt wird, das zweite Ende 62 von jeder der Stößelstangen 54 zu
kontaktieren, die in dem integralen Zylindergehäuseelement 32 positioniert
sind.
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Um
einen effizienten Betrieb zu erreichen und eine langfristige Dauerhaftigkeit
der sich bewegenden Komponenten einschließlich der Bodenformvorrichtung 10 zu
bieten, wird das Kolbenelement 78 unter unter Druck gesetzten
Bedingungen betrieben anstatt durch den Betrieb einer Reihe von
mechanischen Komponenten und Bindegliedern, welche dort angebracht
sind. Ein unter Druck gesetztes Medium, wie z.B. Hochdruckgas oder
vorzugsweise Luft, wird durch Gaszugangsmittel geführt, welche
im Allgemeinen an der Federendplatte 88 vorhanden sind. Vorzugsweise
umfassen die Gaszugangsmittel einen Anschluss 94, der sich
durch und in axialer Ausrichtung mit der Federendplatte 88 und
dem Kolbenelement 78 erstreckt. Der axial ausgerichtete
Anschluss 94 dient als Mittel zum Leiten von Gas zu der
zweiten axialen Kammer 50 und der dritten axialen Kammer 70 für ein federndes
Positionieren des Klemmrings 26, welches auftritt, wenn
die Kraft, die durch das unter Druck gesetzte Gas verursacht wird,
auf und gegen alle Komponenten einschließlich des Kolbenelements 78 wirkt.
Der Anschluss 94 ist geometrisch konfiguriert, um eine
Widerhakenbefestigung 96 aufzunehmen, welche im Allgemeinen
als Teil von externen Komponenten, umfassend die Gasquelle zum Zuführen von
unter Druck gesetzter Luft zu der Bodenformvorrichtung 10,
hergestellt ist und im Allgemeinen einen abgeschrägten Eingang 98 und
Ausgang 100 einschließt,
um den Befestigungseingriff mit der Widerhakenbefestigung 96 zu
erlauben. Wenn das Gas durch den axial ausgerichteten Anschluss
eintritt und die dritte axiale Kammer 70 auffüllt, welche
durch die Ringrohrfeder 74 definiert wird und teilweise
durch die Deckelplatte 66 getrennt ist, fährt das
Gas fort, befördert
zu werden, bis ein Kontakt mit und ein Bewegen des Kolbenelements 78 in Richtung
zu der Stelle des integralen Kammerseparators 38 hergestellt
wird.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, umfasst das
Kolbenelement 78 des Weiteren einen konkav geformten Boden 102,
welcher eine konkave Aufnahmeoberfläche 104 aufweist zum
Sicherstellen einer gleichmäßigen Verteilung
von gasförmigen
Kräften,
welche auf und gegen alle Komponenten einschließlich des Kolbenelements 78 wirken.
Im Allgemeinen ist die ringförmige
Kolbenwand 90 fest an der Peripherie des konkav geformten
Bodens 102 angebracht und ist geometrisch konfiguriert,
um einen ringförmigen
Kolbenring 106 zu akzeptieren, der umfänglich dort herum angepasst
ist. Vorzugsweise ist der konkav geformte Boden aus Werkzeugstahl
hergestellt, wohingegen die ringförmige Kolbenwand 90 aus
Titan hergestellt ist, und sie sind speziell miteinander an einem
unteren Abschnitt 108 und an der Peripherie der ringförmigen Kolbenwand
verbunden, um einen Hohlraum 110 zu bilden, der zentral
bzw. mittig angeordnet ist und in axialer Ausrichtung mit dem Kolbenelement 78,
der ringförmigen
Kolbenwand und dem konkav geformten Boden und gegenüberliegend
zu dem integralen Kammerseparator 38 ist. Der Hohlraum 110 und
die bevorzugte Wahl von Materialien, welche bei der Herstellung
der ringförmigen
Kolbenwand 90, des konkav geformten Bodens 102 und
des ringförmigen
Kolbenrings 106 verwendet werden, machen das Gesamtgewicht
des Kolbenelements deutlich leichter und erlauben es dem Kolbenelement 78,
innerhalb der zweiten axialen Kammer 50 mit sehr wenig
Widerstand zu verfahren für
einen effizienten zyklischen Betrieb. Der ringförmige Kolbenring, welcher eine äußere Seitenwand 112 und
einen ringförmigen
Ausschnitt 114 an einem unteren Abschnitt 116 des
ringförmigen
Kolbenrings 106 aufweist, bietet Mittel, um es dem Kolbenelement zu
erlauben, sich gleitend in der zweiten axialen Kammer 50 zu
bewegen. Der ringförmige
Ausschnitt 114 ist im Allgemeinen konfiguriert, um eine
Kolbendichtung 118 aufzunehmen, um effizient ein Herausgehen
und ein Austreten von unter Druck gesetzter Luft aus der zweiten
und der dritten axialen Kammer 50, 70 zu einem
Bereich zu verhindern, in welchem Schmierstoffe verwendet werden,
um die gleitende Bewegung des Kolbenelements 78 in der
zweiten axialen Kammer 50 zu verbessern. Vorzugsweise ist die
Kolbendichtung von der Art, die derzeit im Stand der Technik bekannt
ist und unter dem Handelsnamen VARISEALTM hergestellt
und verkauft wird. Die besondere Konfiguration der Kolbendichtung
bildet auf geeignete Art und Weise eine Barriere aufgrund der Fähigkeit
der Dichtung, fest gegen den ringförmigen Kolbenring und die Kolbenwandauskleidung
zu expandieren, was in einer deutlichen Reduzierung in der Interaktion
zwischen dem unter Druck gesetzten Gas und den benötigten Schmierstoffen
resultiert. Vorzugsweise ist der ringförmige Kolbenring 106 aus Spitzenkunststoff
(engl. peak plastic) hergestellt, einem Material, das im Stand der
Technik allgemein für seine
günstigen
Schmierungseigenschaften und die Fähigkeit, moderaten Temperaturen
von in etwa 204°C
(400°F)
zu widerstehen, bekannt ist. Diese Materialwahl bietet einen sehr
geringen Widerstand gegenüber
dem sich axial bewegenden Kolbenelement 78, wenn die äußere Seitenwand 112 gleitend mit
einer Kolbenwandauskleidung 120 in passendem Eingriff mit
der Seitenwand 46 des zweiten Endabschnitts 36 des
integralen Zylindergehäuseelements 32 in
Eingriff steht. Des Weiteren umfasst die Verwendung von Spitzenkunststoff
eine ausreichende Steifigkeit, um die rechteckig geformte Dichtung
in geeigneter Art und Weise an Ort und Stelle zu halten und zurückzuhalten,
wenn unter Druck gesetztes Gas eintritt und die zweite und die dritte
axiale Kammer ausfüllt.
Auf der Oberseite der ringförmigen
Kolbenwand 90 ist die Kontaktoberfläche 92 angeordnet,
obwohl solch eine Ebenheit nur dort beson ders notwendig ist, wo
das zweite Ende 62 der Stößelstangen anstößt und mit
dem Kolbenelement 78 in Kontakt gelangt für ein federndes
Positionieren des Klemmrings 26.
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Bei
der in der 1 gezeigten Ausführungsform
umfasst die Auskleidung der Kolbenwand 120 eine ringförmige Nut 122 an
dem unteren Abschnitt 124 davon und ist vorgesehen, um
jede Metall-auf-Metall-Reibungsabnutzung zwischen dem Kolbenelement 78 und
der äußeren Seitenwand 112 des
ringförmigen
Kolbenrings 106 zu reduzieren. Die ringförmige Nut
dient, wenn sie mit einem O-Ring 126 eingepasst ist, als
ein Mittel zum Abdichten der zweiten axialen Kammer 50,
speziell dort, wo der untere Abschnitt der Kolbenwandauskleidung 120 auftrifft und
anstößt an die
Abdeckungsplatte 66. Vorzugsweise ist die Kolbenwandauskleidung
aus einem keramischen Material hergestellt, welches im Allgemeinen
im Stand der Technik für
seine günstigen
Abnutzungseigenschaften und die Fähigkeit, hohen Temperaturen
zu widerstehen, die sich entwickeln können, wenn das Kolbenelement
axial innerhalb der zweiten axialen Kammer verfahren wird, bekannt
ist. Es muss verstanden werden, dass verschiedene Konfigurationen
von Materialen in der zweiten axialen Kammer 50 verwendet
werden können,
um Festigkeiten und Effizienzen, die geeignet sind für individuelle
Operationen der Bodenformvorrichtung 10, zu erreichen.
Zum Beispiel erfordert ein Kolben von leichterem Gewicht weniger
Energie, um sich zu bewegen, was im Wesentlichen in einem effizienteren Betrieb
der Bodenformvorrichtung 10 resultiert. Auf ähnliche
Art und Weise kann die Kolbenwandauskleidung 120, welche
im Allgemeinen aus hochfesten, jedoch leichtgewichtigen Materialien
hergestellt ist, beträchtlich
zu den Abnutzungseigenschaften der Bodenformvorrichtung 10 beitragen.
Eine aufgesprühte Beschichtung
oder ein Schmierstoff können
tatsächlich
in einigen Situationen auf der äußeren Oberfläche des
ringförmigen
Kolbenrings verwendet werden, um eine äquivalent gleitfähige Bewegung
des Kolbenelements innerhalb der zweiten axialen Kammer 50 zu
erreichen. Obwohl die bevorzugte Auswahl von Materialien zuvor für Komponenten
beschrieben wurde, welche den Kolbenaufhängungsaufbau umfassen, kann
eine Vielzahl von anderen Materialien dafür verwendet werden, sofern
solch eine Auswahl nicht die wünschenswerte
Tatsache nach relativ leichtgewichtigen Materialien beeinträchtigt,
um die Effizienz des Kolbenelements 78 während einem Hochzyklusbetrieb
zu verbessern. Dementsprechend kann das Kolbenelement 78 aus
Materialien konstruiert sein, welche ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus Aluminium, Titan, Karbid, eisengeschweißtem Karbid und Kombinationen
davon. Jedoch hat das Testen im Betrieb der vorliegenden Erfindung
in jeder Hinsicht exzellente Effizienzen und eine Festigkeit gezeigt,
wenn der konkav geformte Boden 102 aus Titan hergestellt
ist und die ringförmige
Kolbenwand 90 aus gehärtetem
Werkzeugstahl hergestellt ist.
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Wie
es in der 1 gezeigt ist, sind andere Merkmale
der Bodenformvorrichtung 10 entsprechend der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung vorgesehen. Solche anderen Merkmale umfassen äußere Gehäusemittel,
welche verschiedene Unteraufbauten zum Halten und Zurückhalten
des integralen Zylindergehäuseelements 32 in
einer stationären
Position während
dem zyklischen Betrieb von Komponenten aufweisen, einschließlich der
Bodenformvorrichtung und der Vorspannungswiederherstellungsmittel
zum Wiederherstellen der Vorspannungskraft der Ringrohrfeder, wenn
sie über
eine anhaltende bzw. längerfristige
Betriebszeitdauer komprimiert wird. Die Vorspannungswiederherstellungsmittel
umfassen im Allgemeinen Aspekte der Federendplatte 88,
welche geometrisch in einer anstoßenden Beziehung mit den Vorspannungsmitteln
vorgesehen ist und Mittel bereitstellt zum sicheren Zurückhalten
der Ringrohrfeder 74 sowie andere Komponenten zu der Bodenformvorrichtung 10.
Die Federendplatte 88, welche eine äußere Seite 128 und eine innere
Seite 130 aufweist, umfasst des Weiteren eine Mehrzahl von Öffnungen 132,
die sich dort hindurch erstrecken, um entsprechend zu und in axialer
Ausrichtung mit umfänglich ausgerichteten Öffnungen
der Ringrohrfeder 74 zu sein. Auf der äußeren Seite, bei jeder der Öffnungen, die
in der Federendplatte 88 einschlossen sind, ist eine äußere kreisförmige Ausnehmung 134 angeordnet,
welche im Allgemeinen einen Durchmesser entsprechend dem Durchmesser
der ausgerichteten Öffnungen
aufweist, die in der Ringrohrfe der 74 vorhanden sind, und
eine Dicke entsprechend der Dicke einer Unterlegscheibe 136,
welche eine Öffnung 138 aufweist,
die sich dort hindurch erstreckt, für den Durchgang des Spannbolzens 86 vor
dem Zusammenbauen bzw. der Montage mit der Federendplatte 88.
Auf der inneren Seite der Federendplatte 88 ist eine innere
kreisförmige
Ausnehmung 140 angeordnet, welche auch einen Durchmesser
im Allgemeinen äquivalent
zu dem Durchmesser der ausgerichteten Öffnungen, die in der Ringrohrfeder 74 vorhanden sind,
jedoch eine leicht geringere Tiefe als die Dicke der Unterlegscheibe
von in etwa 25 % aufweist. Bei der bevorzugten Ausführungsform
passen die Unterlegscheiben 136, welche im Allgemeinen
in der Anzahl der Anzahl von Spannbolzen 86 entsprechen, welche
verwendet werden, um die Federendplatte 88 an der Bodenformvorrichtung 10 zu
befestigen, in jede der äußeren kreisförmigen Ausnehmungen 134 der
Federendplatte 88, wohingegen jede der inneren kreisförmigen Ausnehmungen 140 eingreifend
ein Ende 142 des Distanzrohrs 82 aufnimmt. Die
Konfiguration der Federendplatte 88 zusammen mit der entsprechenden
Anzahl von Distanzrohren 82 und Unterlegscheiben 136 dient
hauptsächlich
als Mittel für
das Wiederherstellen der Vorspannungskraft der Ringrohrfeder 74 für eine fortgesetzte
federnde Positionierung des Kuppelstopfens 24, wenn die
Ringrohrfeder eine Tendenz aufweisen wird, über eine anhaltende Betriebsperiode
komprimiert zu werden.
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Um.
die federnde Positionierung des Kuppelstopfens 24 wiederherzustellen,
welche sich durch das Verwenden der Ringrohrfeder 74 wie
hier zuvor beschrieben ergibt, wird die Federendplatte 88 von der
Bodenformvorrichtung 10 demontiert und zu einer Position
umgelegt, in welcher die äußere Seite 128 nun
der inneren Seite der Bodenformvorrichtung gegenüberliegt, speziell die zweite
und dritte axiale Kammer 50, 70 und die konkave
Aufnahmeoberfläche 104 des
Kolbenelements 78. Die Unterlegscheiben werden dann von
den äußeren ringförmigen Ausnehmungen 134 entfernt
und wieder in den inneren kreisförmigen
Ausnehmungen der Federendplatte 88 positioniert. Nach einem
umgekehrten Positionieren der Unterlegscheiben 136 und
der Federendplatte wird die Ringrohrfeder 74, welche die
Distanzrohre trägt,
wieder relativ zu der Bodenformvorrichtung 10 positioniert und
dort wieder mit der entsprechenden Anzahl von Spannbolzen 86 befestigt.
Durch diese Konfiguration wird die Federkraft in der Ringrohrfeder 74 auf
die voreingestellte Komprimierung für eine ähnliche neue federnde Positionierung
des Kuppelstopfens 24 wiederhergestellt ohne eine beträchtliche
Demontage oder ein Ersetzen von Komponenten, welche die Bodenformvorrichtung 10 umfassen.
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Die
Komponenten der Bodenformvorrichtung, welche für ein federndes Positionieren
des Klemmrings 26 verantwortlich sind, werden im Wege einer
beispielhaften Darstellung beschrieben werden. Wenn der Pressenarm 12,
der einen metallischen Dosenrohling 20 trägt, in der
Richtung der Bodenformvorrichtung verfährt und mit dem Klemmring 26 in
Eingriff gelangt, wird eine entsprechende Kraft gegen die Stößelstangen 54 ausgeübt und dabei
axial in der Richtung des Kolbenelements 78 übertragen.
Wenn die Stößelstangen
sich axial in der Richtung der Bodenformvorrichtung bewegen, legt
das zweite Ende 62 jeder Stößelstange 54 eine
Kraft gegen die Kontaktoberfläche 92 des
Kolbenelements 78 in einer axialen Richtung an. Um den
Klemmring 26 und die Stößelstangen 54 federnd
zu positionieren, empfängt
das Kolbenelement 78, das im Allgemeinen die konkave Aufnahmeoberfläche 104 umfasst,
ein unter Druck gesetztes Medium, welches dagegen wirkt, vorzugsweise
Hochdruckluft. Wenn die hohe Druckluft in die zweite und die dritte
axiale Kammer 50, 70 geleitet und eingefüllt wird,
wird eine Kraft entwickelt, um auf und gegen die konkave Aufnahmeoberfläche 104 zu
wirken, um das Kolbenelement 78 axial in Richtung zu der
Stelle des integralen Kammerseparators 38 zu bewegen. Diese
wirkende Kraft auf das Kolbenelement erzeugt einen Luftsuspensionseffekt
für das
Kolbenelement 78, um die Stößelstangen 54 und
den Klemmring 26 federnd zu positionieren.
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Diese
besondere Konfiguration ermöglicht ein
schnelles Wiederpositionieren jeder der Stößelstangen 54, wenn
der Pressenarm 12, welcher einen metallischen Dosenrohling
trägt,
mit dem Klemmring 26 in Eingriff gelangt, und ist weitestgehend
zu der volumetrischen Kapazität
der zweiten und der dritten axialen Kammer 50, 70 zuzurechnen,
was es einem unter Druck gesetzten Medium erlaubt, auf geeignete Art
und Weise dort innen zu expandieren für einen geringeren Druckaufbau
auf das bewegliche Kolbenelement 78 und eine geringere
Kraft, welche zu und einwirkend auf den Klemmring übertragen
wird. Obwohl viele Variablen den Druck bestimmen, welcher für ein unter
Druck gesetztes Medium erforderlich ist, das gegen die konkave Aufnahmeoberfläche 104 wirkt,
umfasst ein bewährtes
unter Druck gesetztes Medium für
eine Hochzyklusausgabe im Allgemeinen Luft, die auf einen Druck
von in etwa 551.600 Newton/m2 (80 psi) eingestellt
ist.
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Die
Komponenten der Bodenformvorrichtung 10, welche für das federnde
Positionieren des Kuppelstopfens 24 verantwortlich sind,
werden im Wege einer Darstellung beschrieben werden. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Kuppelstopfen 24 in
einer anstoßenden Beziehung
zu dem ersten Endabschnitt 34 des integralen Zylindergehäuseelements 32 angeordnet. Wenn
der Pressenarm 12, welcher einen metallischen Dosenrohling 20 trägt, in der
Richtung der Bodenformvorrichtung verfahren wird und den Klemmring 26 kontaktiert
und mit diesem in Eingriff gelangt, fährt der Klemmring fort, axial
innerhalb der Bodenformvorrichtung verfahren zu werden, bis der
Klemmring durchschlägt
(engl. to bottom out) und mit dem Kuppelstopfen in Eingriff gelangt,
um sich axial innerhalb der Bodenformvorrichtung 10 zu
bewegen. Diese Aktion des Kuppelstopfens 24 verursacht
direkt eine entsprechende axiale Bewegung des integralen Zylindergehäuseelements 32 innerhalb
der Bodenformvorrichtung 10, welche durch Vorspannungsmittel
federnd positioniert wird. Wie hier zuvor beschrieben, umfassen
die Vorspannungsmittel im Allgemeinen die Ringrohrfeder 74,
hergestellt aus Niedrig-Durometer-Materialien. Zusätzlich zu
dem Dienen als teilweise Mittel zum federnden Positionieren des Klemmrings
positioniert die Ringrohrfeder, welche mit der Federendplatte 88 und
der Deckelplatte 66 gekoppelt ist, federnd den Kuppelstopfen 24 während den
Hochzyklusbetrieben. Vorzugsweise ist die Ringrohrfeder 74 aus
einem Urethanmaterial oder einem äquivalenten Material hergestellt,
welches Eigenschaften von niedrigem Durometer von in etwa 82, plus
oder minus 2,5, aufweist, wie aufgestellt durch den Hersteller,
und im Allgemeinen auf eine in etwa gegebene Vorspannungsaufhängungseinstel lung
gesetzt ist zwischen 12.010 Newton (2.700 Pfund) und 26.689 Newton
(6.000 Pfund).
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Die
neue Kombination von Komponenten, welche die Bodenformvorrichtung 10 umfassen,
zum federnden Positionieren des Klemmrings 26 und des Kuppelstopfens 24 ermöglicht kürzere Hublängen oder
eine axiale Bewegung des Klemmrings 26 und des Kuppelstopfens 24 während einem
Hochzyklusbetrieb. In der bevorzugten Ausführungsform ermöglicht der
Kolbenaufhängungsaufbau
eine maximale axiale Bewegung des Klemmrings 26, wenn er
von einem metallischen Dosenrohling kontaktiert wird, der so hoch
ist wie in etwa 1,1430 Zentimeter (0,450 Inch), während die
maximale axiale Bewegung des Kuppelstopfens 24, wenn er
durch einen metallischen Dosenrohling kontaktiert wird, so hoch
ist wie in etwa 0,0635 Zentimeter (0,025 Inch). Die verschiedenen
Vorteile der vorliegenden Erfindung umfassen somit die Fähigkeit,
den Klemmring 26 und den Kuppelstopfen während einer
Hochzyklusausgabe federnd zu positionieren ohne eine anhaltende
Ausfallzeit für
eine Reparatur und eine Wartung von Komponenten, welche die Bodenformvorrichtung 10 umfasst.
Dies stellt für
sich selbst eine Verbesserung gegenüber den Vorrichtungen nach
dem Stand der Technik dar, welche im Allgemeinen ausfallen aufgrund
der Unfähigkeit,
die dynamischen Kräfte,
welche auf die Bodenformvorrichtung während einem Hochzyklusbetrieb
wirken, zu kontrollieren.
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Aufgrund
der hohen Anforderung, welche an die Bodenformvorrichtung gestellt
wird, um Dosenböden
zu formen und zu bilden, in einigen Fällen so hoch wie 500 Dosen
pro Minute, wird die Bodenformvorrichtung an einer Vielzahl von
Belastungen leiden, welche durch die Kräfte erzeugt werden, die während dem
Betrieb der Bodenformvorrichtung 10 entwickelt werden.
Aufgrund der Natur dieser Kräfte,
welche auf die Bodenformvorrichtung wirken, ist das integrale Zylindergehäuseelement 32 aus
Gusseisen hergestellt oder vorzugsweise aus einem Matenal, welches im
Stand der Technik allgemein bekannt ist als 8620, ein Werkzeugstahl,
welcher im Allgemeinen gute Abnutzungseigenschaften aufweist. Positive Abnutzungseigenschaften
der arbeitenden Komponenten, welche die Bodenformvorrichtung 10 umfassen,
werden auch durch ein einzigartiges Vorsehen einer bemessenen und
hinsichtlich des Niveaus gesteuerten Ölung verbessert. Wie in der 1 dargestellt,
erstreckt sich eine Öleinlassbohrung 144,
welche Seitenwände 146 aufweist,
durch das integrale Zylindergehäuseelement 32,
den zweiten Endabschnitt 36, die Seitenwände 46 und
die Kolbenwandauskleidung 120. Die Öleinlassbohrung 144 kann
aus verschiedenen inneren Durchmessern bestehen, um die Bemessungseffekte
des schmierenden Öls
oder anderer Fluide zu verbessern, welche dort hindurchgehen von
einer äußeren Quelle
des integralen Zylindergehäuseelements 32.
Um eine axiale Bewegung des Kolbenelements 78 innerhalb
der zweiten axialen Kammer 50 zu erleichtern, wird schmierendes Öl zu der Öleinlassbohrung 144 für einen
substantiellen Kontakt mit der äußeren Seitenwand 112 des
ringförmigen
Kolbenrings 106 und der Kolbenwandauskleidung 120 hinzugefügt. Die Öleinlassbohrung 144 ist vorzugsweise
derart konfiguriert, um es dem schmierenden Öl oder einem anderen geeigneten
schmierenden Medium zu erlauben, in die zweite axiale Kammer 50 einzutreten
und die äußere Seitenwand 112 des
ringförmigen
Kolbenrings 106 und die Kolbenwandauskleidung 120 in
einem Abstand von der maximalen axialen Hublänge des Kolbenelements 78 zu
kontaktieren. Diese bevorzugte Konfiguration unterstützt das
effizienteste Funktionieren des Kolbenelements 78 und tendiert
dazu, die Wanderung von schmierendem Öl in die zweite axiale Kammer 50 für eine minimale
Interaktion mit dem Hochdruckmedium zu verringern, welches auf und
gegen die konkave Aufnahmeoberfläche 104 wirkt.
Des Weiteren unterstützt,
wie in der 2 dargestellt, solch ein Setzen der Öleinlassbohrung 144 in
Zusammenwirkung mit der Fähigkeit
des Kolbenelements, um die longitudinale Achse der Bodenformvorrichtung 10 zu
drehen, eine weitverteilte Schmierung der Komponenten, welche das
Kolbenelement umfassen, und die Bewegung von übermäßigem Ausschussöl entlang
und zu dem oberen Abschnitt der Kolbenwandauskleidung 120,
wo erste und zweite Ölablassanschlüsse 148, 150 angeordnet
sind. Die Fähigkeit,
angesammeltes Ausschussöl
durch die Aktion des Kolbenelements 78 und die relative
Anordnung der Öleinlassbohrung 144 zu
transferieren, ermöglicht
einen effizien ten Betrieb des Kolbenelements 78 und die
Entfernung von Ausschussöl
von der zweiten axialen Kammer 50. Der erste und der zweite Ölablassanschluss 148, 150 umfassen
im Allgemeinen jeder eine Seitenwand 152, die sich durch
die Seitenwände 46 des
zweiten Endabschnitts des integralen Zylindergehäuseelements 32 erstrecken,
und sind im Allgemeinen diametral von der Öleinlassbohrung 144 angeordnet. Als
Mittel zum Verbessern der Entfernung von Ausschussöl von der
Bodenformvorrichtung 10, insbesondere von der zweiten axialen
Kammer 50, ist ein Ablassanschluss 154 einer Deckelplatte,
welcher einen Eintrittsanschluss 156 aufweist, vorgesehen
entlang des äußeren Umfangs
der Deckelplatte 66 und erstreckt sich radial nach innen
insoweit, um eine hydraulische Verbindung mit der zweiten axialen
Kammer 50 zu ermöglichen.
Ein Ablasshahn 158, welcher in dem Eintrittspunkt 156 positioniert
ist, erlaubt einen geeigneten Ablass von der zweiten axialen Kammer während täglichen
Operationen.
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Es
wird im Allgemeinen als innerhalb der Reichweite und der Idee der
vorliegenden Erfindung angesehen, dass die Bodenformvorrichtung 10 angepasst
werden kann, um mehr als zwei Ölablassanschlüsse und Öleinlassbohrungen 144 zu
umfassen, um eine effiziente Schmierung des sich axial bewegenden
Kolbenelements 78 und der zugehörigen Komponenten zu erleichtern.
Im Wege einer Darstellung zeigt die 1, wo das
Schmieröl
zwischen der äußeren Seitenwand 112 des
ringförmigen
Kolbenrings 106 und der Kolbenwandauskleidung 120 abgelagert
werden kann und an dem oberen Abschnitt 160 der Kolbenwandauskleidung 120 angesammelt werden
kann für
ein anschließendes
Austreten durch die Ölablassanschlüsse 148, 150.
Obwohl es nicht gezeigt ist und nicht als Teil der vorliegenden
Erfindung erachtet wird, können
Mess- und Zeitgebungs- bzw. Taktungsmittel im Zusammenhang mit der Öleinlassbohrung
und den Ölablassanschlüssen verwendet
werden, um eine gemessene Ölzufuhr
zum Schmieren von beweglichen Komponenten einschließlich der
Bodenformvorrichtung 10 bereitzustellen. Zusätzlich zu
den Schmierungsmitteln, welche für
das Kolbenelement 78 beschrieben sind, führt eine
Schmierbohrung 162, welche eingepasst ist mit einem Schmierfettanschlussteil 164 an
einem Eintrittspunkt 166 davon, schmierendes Fett zu einer entsprechenden
Anzahl von Hülsen 56 in
Zusammenhang mit jeder der Stößelstangen 54 zu.
Der Eintrittspunkt 166 ist vorzugsweise nahe dem zweiten
Ende des integralen Zylindergehäuseelements
angeordnet, nahe dem integralen Kammerseparator 38, um einen
ungehinderten Zugang bereitzustellen, um die Bodenformvorrichtung
an einer Kuppeltür 168 zu montieren,
welche allgemein ein Teil einer Körperherstellungsausstattung
ist, wohingegen ein zweckmäßiger Zugang
zu der Bodenformvorrichtung während routinemäßiger Wartungsarbeiten
ermöglicht
wird. Die Schmierfettbohrung 162 ist speziell in dem zweiten
Ende des integralen Zylindergehäuseelements konfiguriert
und erstreckt sich umfänglich
dort herum, um mit jeder der Stößelstangenhülsen in
Verbindung zu stehen. Die letztendliche Schmierung der Stößelstangen
wird durch eine Mehrzahl von Stiftlochzugangsanschlüssen 170 erreicht,
die sich von der Schmierbohrung und durch die zugehörigen Stößelstangenhülsen 56 zu
dem zylindrischen Raum erstrecken, der durch jede der Stößelstangen 54 eingenommen
wird. Abgelagertes Schmierfett in jeder der Hülsen wird darin durch eine
entsprechende Anzahl von Stößelstangendichtungen 172 zurückgehalten, welche
in Eingriff an dem zweiten Ende des integralen Zylindergehäuseelements 32 befestigt
sind, nahe dem integralen Kammerseparator 38 und in axialer Ausrichtung
mit jeder der Stößelstangen
und der Stößelstangenhülsen. Die
Stößelstangendichtungen 172,
welche eine Öffnung
aufweisen, die sich dort hindurch erstreckt, erlauben den Durchgang
der Stößelstangen 54 und
sind im Allgemeinen gleitfähig
um das zweite Ende jeder Stößelstange
eingepasst, nahe dem integralen Kammerseparator 38. Zusätzlich zu
den Merkmalen der Schmierung der Bodenformvorrichtung umfasst die
Bodenformvorrichtung 10 Kühlmitteleinlass- und -auslassanschlüsse 174, 176.
Die Kühlmittelanschlüsse dienen
als Mittel zum Zirkulieren von Kühlmittel
und Kühlungskomponenten
einschließlich
des Kolbenaufhängungsaufbaus wenn
das Kolbenelement 78 axial innerhalb der zweiten axialen
Kammer 50 verfährt
und Wärme
während einem
Hochzyklusbetrieb erzeugt. Die Kühlmitteleinlass-
und -auslassanschlüsse
sind vorzugsweise in einer hydraulischen Verbindung mit einer ringförmigen Bohrung 178,
welche an einer äußeren Oberfläche 180 der
Kolbenwandauskleidung 120 anstößt.
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Wie
es in der 1 dargestellt ist, umfasst die
Bodenformvorrichtung, welche in Beziehung zu dem Pressenarm 12 gezeigt
ist, ein äußeres Gehäuse 182,
welches im Wesentlichen den Abschnitt des integralen Zylindergehäuseelements 32 umgibt,
welcher die erste axiale Kammer 44 umfasst. Das äußere Gehäuse 182 stellt
Mittel zum festen Montieren der Bodenformvorrichtung 10 an
eine äußere Körperherstellungsausstattung
bereit und wirkt als eine Referenz für eine axiale Bewegung der
Komponenten, welche die Bodenformvorrichtung 10 umfassen.
Die Montage des äußeren Gehäuses wird
durch ein Paar von Montageflanschen 184 erreicht, welche
eine Mehrzahl von Öffnungen 186 aufweisen,
die sich dort hindurch erstrecken, für den Durchgang einer Mehrzahl
von Montageflanschspannbolzen 188, um eine seitliche Einstellung
der Bodenformvorrichtung 10 relativ zu einer Kuppeltür 168 zu
ermöglichen,
welche im Allgemeinen als ein Teil der Körperherstellungsausstattung
hergestellt ist und hier nicht beansprucht wird. Das äußere Gehäuse kann
auch einen gespaltenen Abstandhalter 190 umfassen, um Mittel
zum axialen Einstellen der Bodenformvorrichtung um die Kuppeltür herum
bereitzustellen, und ist im Allgemeinen zwischen einem der beiden
Montageflansche 184 und der Kuppeltür 168 positioniert.
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Die
Federendplatte 88, welche in Beziehung zu den Vorspannungsmitteln
gezeigt ist, dient als eine Stelle zum Verbinden und Verankern der
verschiedenen Komponenten einschließlich der Bodenformvorrichtung,
durch das Verwenden von Spannbolzen 86. Wichtiger hingegen
ist, dass die Federendplatte teilweise als das Mittel zum Wiederherstellen
der Federkraft der Ringrohrfeder 74 dient für eine kontrollierte
und wiederhergestellte federnde Positionierung des Kuppelstopfens 24.
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In
der 1 sind die Spannbolzen 86 umfänglich montiert
und in der Federendplatte 88 installiert, um die Ringrohrfeder 74 an
der Bodenformvorrichtung 10 zu sichern und zu befestigen.
Wie zuvor beschrieben, umfasst die Federendplatte 88 einen axial
ausgerichteten Anschluss und dient als Mittel zum Leiten von Hoch druckluft
oder einem äquivalenten
Medium zu der zweiten und der dritten axialen Kammer 50, 70 zum
federnden Positionieren des Klemmrings 26.
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Noch
ein anderes Problem kann mit Bezug auf die physikalischen Effekte
eines metallischen Dosenrohlings, welcher Werkzeugsetzmittel kontaktiert, die
im Allgemeinen die Bodenformvorrichtung 10 umfassen, bestehen.
Ein solches Problem schließt
das Bilden und Einschließen
von Lufttaschen zwischen dem Kuppelstopfen und dem Boden des metallischen
Dosenrohlings 20 ein, wenn er in Eingriff gelangt und im
Wesentlichen den Kuppelstopfen 24 kontaktiert. Um diese
Situation abzumildern, umfasst der Kuppelstopfen, wie es in der 1 dargestellt
ist, im Allgemeinen eine Mehrzahl von Luftablassanschlüssen 192,
welche sich von einer Oberfläche
des Kuppelstopfens zu der ersten axialen Kammer 44 erstrecken,
wo eine ausreichende volumetrische Kapazität vorhanden ist, um den steigenden
Zuwachs von eingefangener Luft zu handhaben und zu bewerkstelligen.
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Somit
ist dasjenige, was hier zuvor gezeigt und beschrieben wurde und
in der vorliegenden Erfindung beansprucht ist, eine verbesserte
doppeltwirkende Bodenformvorrichtung 10, welche im Wesentlichen
fähig ist
zum Formen und Ausbilden eines metallischen Dosenrohlings bei einer
Hochzyklusrate, wobei die Bodenformvorrichtung ein integrales Zylindergehäuseelement 32 umfasst,
welches einen ersten Endabschnitt 34 und einen zweiten
Endabschnitt 36 aufweist. Der erste Endabschnitt gleicht
im Allgemeinen einem länglichen
Zylinder, welcher Seitenwände 40 umfasst,
die eine erste axiale Kammer 44 definieren, welche einen
ersten bekannten Durchmesser aufweist. Der zweite Endabschnitt 36 umfasst
im Allgemeinen einen Zylinder mit Seitenwänden 46, welche eine
zweite axiale Kammer 50 mit einem zweiten bekannten Durchmesser
definieren, der größer ist
als der erste bekannte Durchmesser. Die erste und die zweite axiale
Kammer sind durch einen integralen Kammerseparator 33 getrennt.
Die zweite axiale Kammer 50 umfasst eine Deckelplatte 66,
welche eine große Öffnung umfasst,
welche sich dort hindurch erstreckt, um eine hydraulische Verbindung mit
einer dritten axialen Kammer 70 zu ermöglichen. Die Seitenwände 40 des
ersten Endabschnitts 34 des integralen Zylindergehäuseelements 32 umfassen des
Weiteren eine Mehrzahl von axial ausgerichteten Bohrungen 58,
die sich von dem ersten Endabschnitt 34 des integralen
Zylindergehäuseelements 32 durch den
integralen Kammerseparator 38 und in die zweite axiale
Kammer 50 erstrecken. Stößelstangenmittel umfassen eine
Mehrzahl von Stößelstangen 54,
welche gleitfähig
in Stößelstangenhülsen positioniert sind,
welche fest in axial ausgerichteten Bohrungen 58 eingepasst
sind, welche in den Seitenwänden 40 des
ersten Endabschnitts 34 des integralen Zylindergehäuseelements 32 vorhanden
sind, und dem integralen Kammerseparator 38. Jede der Stößelstangen 54 umfasst
im Allgemeinen ein erstes Ende 60 und ein zweites Ende 62.
Vorspannungsmittel sind zum operativen Vorspannen der Deckelplatte 66 vorgesehen
und umfassen vorzugsweise eine Ringrohrfeder 74, welche
einen inneren zylindrischen Raum aufweist, der sich dort hindurch
erstreckt, um die dritte axiale Kammer 70 zu definieren.
Die Ringrohrfeder, welche im Allgemeinen aus Niedrig-Durometer-Materialien
hergestellt ist, umfasst äußere und
innere kreisförmige
Ausnehmungen 134, 140 zum passenden Eingreifen
einer Mehrzahl von Unterlegscheiben 136 und einer gleichen
Anzahl von Distanzrohren 82, welche eine longitudinale
Bohrung aufweisen, die sich dort hindurch erstreckt, für das Durchgehen
einer gleichen Anzahl von Spannbolzen 86, um die Federendplatte 88 und
die Ringrohrfeder 74 an der Bodenformvorrichtung 10 fest
zu halten und die Vorspannungskraft der Ringrohrfeder einzustellen. Werkzeugsetzmittel,
welche an dem ersten Endabschnitt 34 des integralen Zylindergehäuseelements 32 angeordnet
sind, umfassen einen Klemmring 26 und einen Kuppelstopfen 24 zum
Kontaktieren und Ausbilden eines metallischen Dosenrohlings 20,
der an einem Pressenarm 12 eingepasst ist. Der Klemmring 26 ist
vorzugsweise umfänglich
um den Kuppelstopfen 24 in anstoßendem Eingriff mit dem ersten
Ende 60 von jeder der Stößelstangen 54 eingepasst
bzw. befestigt. Kolbenmittel, welche federnd den Klemmring und die
Stößelstangenmittel
positionieren, umfassen ein Kolbenelement 78, das beweglich
in der zweiten axialen Kammer 50 positioniert ist. Vorzugsweise
umfasst das Kolbenelement 78 eine ringförmige Kolbenwand 90,
welche fest an dem Umfang eines konkav ausgebildeten Bodens 102 angebracht
ist, der eine konkave Aufnahmeoberfläche 104 aufweist,
welche der Deckelplatte 66 und der Federendplatte 88 gegenüberliegt.
Die ringförmige
Kolbenwand umfasst im Allgemeinen eine Kontaktoberfläche 92,
welche dem integralen Kammerseparator 38 gegenüberliegt
und hauptsächlich
als eine Kontaktoberfläche
für das
zweite Ende 62 jeder der Stößelstangen 54 dient.
Die konkave Aufnahmeoberfläche
stellt Mittel zum gleichförmigen
Verteilen der einwirkenden Kraft auf das Kolbenelement 78 bereit, wenn
ein unter Druck gesetztes Medium eintritt und die zweite und die
dritte axiale Kammer 50, 70 über einen axial ausgerichteten
Anschluss 94 auffüllt,
der an der Federendplatte 88 eingerichtet ist. Wenn ein Pressenarm,
der einen metallischen Dosenrohling trägt, sich annähert und
den Klemmring 26 kontaktiert, wird die sich daraus ergebende
Kraft durch die Stößelstange 54 zu
der Kontaktoberfläche
des Kolbenelements übertragen,
welches im Allgemeinen federnd positioniert ist bzw. wird durch
das unter Druck gesetzte Medium, welches auf und gegen die konkave
Aufnahmeoberfläche 104 des
Kolbenelements 78 wirkt. Auf ähnliche Art und Weise wird
die Kraft, welche auf und gegen den Kuppelstopfen 24 wirkt,
axial durch das integrale Zylindergehäuseelement 32 zu der
vorgespannten Deckelplatte 66 und der Ringrohrfeder 74 übertragen,
welche Niedrig-Durometer-Eigenschaften aufweist.
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Es
kann aus dem Vorangegangenen gesehen werden, dass im Zusammenhang
mit dieser Erfindung eine verbesserte doppeltwirkende Bodenformvorrichtung
bereitgestellt wird, welche fähig
ist, für
andauernde Zeitperioden bei einer Hochzyklusrate ohne schädlichen
Aufprall auf arbeitende Komponenten betrieben zu werden, die im
Wesentlichen verantwortlich sind für das federnde Positionieren des
Klemmrings 26 und des Kuppelstopfens 24. Dies wird
durch das Einschließen
einer expandierten Luftkammer und einer geometrischen Konfiguration
und physikalischen Eigenschaften einer Ringrohrfeder 74 erreicht,
welche vordem im Stand der Technik unbekannt war, aufgrund der räumlichen
Beschränkung und
geometrischen Konfiguration einer bestehenden Körperherstellungsausrüstung.
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Es
ist offensichtlich, dass die verbesserte doppeltwirkende Bodenformvorrichtung 10 durch
andere Verfahren als diejenigen herstellt werden kann, welche hier
be schrieben sind, und aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt
werden kann, solange solche Materialien nicht die Integrität der arbeitenden Komponenten
beeinträchtigen,
um die gewünschte Nützlichkeit
und die gewünschten
Ziele, wie hier dargestellt, zu erreichen.