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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Schließen gefüllter Büchsen, das auf eine Dosen- oder
Büchsenschließvorrichtung für gefüllte Büchsen anwendbar ist,
bei welcher Aluminiumbüchsen, Eisen(blech)büchsen und
dergleichen für das Abfüllen von Bier, Kaffee, Fruchtsaft oder
dergleichen benutzt werden.
Beschreibung des Stands der Technik:
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Eine automatische Büchsenverschließvorrichtung oder
-maschine für gefüllte Büchsen, welche den relevantesten Stand
der Technik repräsentiert, wurde in der offengelegten
JP-Gebrauchsmusteranmeldung 60-171 640 (1985) vorgeschlagen. Die
Arbeitsweise der vorgeschlagenen Vorrichtung läßt sich anhand
von Fig. 3 wie folgt erläutern: Ein Büchsenkörper 4 wurde auf
einen Heber 3 mit der gleichen Drehachse 12 wie ein durch
einen Antriebsmechanismus angetriebenes Spannfutter 2
aufgesetzt; nachdem ein Deckel 5 auf den Büchsenkörper 4
aufgelegt worden war, wurde der Heber (die Hebevorrichtung) 3
so hochgeschoben, daß der Deckel 5 und der Büchsenkörper 4
durch das Spannfutter 2 und den Heber 3 verklemmt bzw.
verspannt und mit einer Druckkraft beaufschlagt wurden; der
Büchsenkörper 4 und der Heber 3 wurden durch Antreiben des
Spannfutters 2 gemeinsam in Drehung versetzt, worauf eine
Rille bzw. Nut 6 einer Walze 1 gegen einen Randbereich 5a des
Deckels 5 angedrückt wurde, um gemäß Fig. 5 den Randbereich 5a
einzurollen und zu verformen, wobei eine Flanschkante 4a des
Büchsenkörpers 4 entsprechend der Verformung des
Deckelrandbereichs 5a ebenfalls eingerollt wurde; schließlich
erfolgte das (Naht-) Schließen in der Weise, daß ein perfekt
gefalteter Mündungsrand 4a des Büchsenkörpers 4 gemäß Fig. 6
zwischen dem Randbereich 5a und einem Deckelumfang 5b
eingeklemmt und damit das Befestigen des Deckels erreicht
wurde. Bei diesem bisherigen Verfahren liegen eine Drehachse
11 der Walze 1 und die Drehachse 12 des Spannfutters 2
parallel zueinander, und die Walze 1 bewegt sich von der
Außenseite her in einer Richtung senkrecht zur Drehachse 12,
so daß sie den Randabschnitt 5a des Deckels 5 fortlaufend
verpressen kann.
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Bei der oben beschriebenen bisherigen Vorrichtung wurde
ein fortlaufender Arbeitsprozeß angewandt, bei dem die Walze 1
von der Außenseite her in der Richtung senkrecht zur
Walzendrehachse 11 und Spannfutterdrehachse 12 dicht an den
Randbereich 5a des Deckels 5 herangeführt wurde, um gegen den
Randbereich 5a anzupressen, und der Randbereich 5a zur
Verformung eingerollt wurde. Je größer die Überlappungsbreite
h der Büchse (Fig. 6) ist, um so besser sind die
Dichtungseigenschaft bzw. Abdichtwirkung zwischen der Büchse
und dem Deckel sowie das Aussehen der Büchse. Zur Vergrößerung
dieser Überlappungsbreite h ist es jedoch erforderlich, daß
dann, wenn der Deckel 5 am Büchsenkörper 4 angesetzt wird und
beide Teile mittels der Heberbelastung oder -kraft beim
Verspannen zwischen Spannfutter 2 und Heber 3 zusammengedrückt
werden, sich der Schließ- oder Nahtabschnitt des Deckels 5 an
der Seite des Büchsenkörpers 4 genau an dessen Basisabschnitt
7, an welchem der Deckel 5 und der Büchsenkörper 4 in
Berührung miteinander gelangen, umbiegen muß, um einen
ausreichenden "Körperhaken" (Falzlänge) 1 zu erhalten.
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Da jedoch bei der beschriebenen bisherigen
Schließvorrichtung die Anordnung der Walze 1 für die Bewegung
zum fort laufenden Verpressen des Randbereichs 5a des Deckels 5
derart war, daß sie sich von der Außenseite in der Richtung
senkrecht zur Drehachse 12 der Büchse bewegte, um an den
Randbereich 5a anzupressen, war dabei eine ziemlich große
Heberbelastung, d.h. eine zwischen dem Heber 3 und dem
Spannfutter 2 wirkende Druckkraft, erforderlich. Sofern nicht
eine große Heberbelastung ausgeübt wurde, war es demzufolge
schwierig, eine Abdichtwirkung durch Vergrößerung der
Oberlappungsbreite h des Schließ(naht)abschnitts zwischen dem
Randbereich 5a des Deckels 5 und dem Flanschrand 4a des
Büchsenkörpers 4 sicherzustellen. Daher war es beim Stand der
Technik im Fall von Aluminiumbüchsen nötig, die genannte
Heberbelastung oder -kraft mit etwa 80 kg zu wählen. Zudem war
eine Büchsenwanddicke von 0,12 mm oder mehr erforderlich, um
ein Knicken der Büchse unter der Heberbelastung von etwa 80 kg
zu vermeiden. Anordnung und Ausgestaltung der Walze 1 bei der
obigen Vorrichtung nach dem Stand der Technik waren damit mit
dem Problem behaftet, daß es sich als unmöglich erwies, eine
Senkung der Büchsenmaterialkosten durch Verringerung der
Büchsenwanddicke auf die genannte Dicke von 0,12 mm oder
weniger ins Auge zu fassen. Außerdem entstanden längs des
Umfangs des Schließ(naht)abschnitts feine Kräuselungen oder
Falten, was auch mit dem Problem verbunden war, daß diese
Falten in den Büchsenkörper eindringen (einstechen) und damit
die Abdichtwirkung verschlechtern können.
ABRISS DER ERFINDUNG:
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Es ist damit eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
neuartiges Verfahren zum Schließen gefüllter Büchsen
bereitzustellen, das von den oben geschilderten Mängeln des
bekannten Verfahrens zum Schließen von gefüllten Büchsen nach
dem Stand der Technik frei ist.
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Eine speziellere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist
die Schaffung eines Verfahrens zum Schließen gefüllter
Büchsen, bei dem auch dann, wenn die Hebevorrichtung bzw. der
Heber im Vergleich zum bekannten Verfahren nach dem Stand der
Technik klein ausgebildet ist, eine ausreichende
Überlappungsbreite des Schließ(naht)abschnitts erhalten werden
kann, so daß eine Dichtungseigenschaft bzw. Dichtwirkung am
Schließabschnitt sichergestellt sein kann, und demzufolge auch
bei einer Verkleinerung der Büchsenwanddicke im Vergleich zum
Stand der Technik ein Knicken der Büchse nicht auftritt.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1
gelöst.
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Aufgrund des obengenannten kennzeichnenden Merkmals der
vorliegenden Erfindung, daß das Schließen durch Pressen bzw.
Anpressen des Nutbereichs der Rolle bzw. Walze an den
Randbereich des Deckels durchgeführt wird, während die
Rotations- oder Drehachse der Walze gegenüber der Drehachse
des Spannfutters geneigt gehalten wird, ändert sich die
Stelle, an welcher der Deckel-Randabschnitt mit der Rille oder
Nut der Walze in Berührung (Eingriff) gelangt, vom oberen
Bereich des Deckelflansches zu seinem Seitenbereich und dann
zu seinem unteren Bereich, während sich Deckel und
Büchsenkörper drehen, so daß die Einroll- oder auch
Umschlingungsverformung des Randbereichs des Deckels
gleichmäßig oder zügig abläuft und damit die Falzverformung
des Büchsenkörper-Randbereichs, die sekundär aus der
Einrollverformung am Deckel-Randbereich resultiert, einfach
wird; infolgedessen kann der fortlaufende Schließvorgang für
den Büchsenflansch auch mit einer kleineren Heberbelastung,
als sie beim Stand der Technik angewandt wird, perfekt
ausgeführt werden. Auch im Fall von Büchsen einer kleineren
Wanddicke als beim Stand der Technik kann demzufolge der
Schließvorgang für einen Büchsenf lansch ohne ein Knicken der
Büchse durchgeführt werden; mithin können die
Büchsenmaterialkosten um einen Betrag entsprechend der
verkleinerten Dicke gesenkt werden. Darüber hinaus entstehen
gemäß der vorliegenden Erfindung im Unterschied zum Verfahren
nach dem Stand der Technik keine Kräuselungen oder Falten
längs des Umfangs des Deckels, und es kann eine ausreichend
große Überlappungsbreite am Schließ(naht)abschnitt realisiert
werden.
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Die obengenannten sowie weitere Aufgaben, Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich noch
deutlicher aus der folgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten
Zeichnungen.
1 KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine Vorderansicht zur Darstellung eines
schrägen oder geneigten Zustands einer Walze
bei einem Verfahren zum Schließen gefüllter
Büchsen gemäß einem ersten bevorzugten
Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 2 und 3 Seitenansichten zur Darstellung eines
Beispiels einer automatischen
Büchsenschließmaschine für gefüllte Büchsen nach dem
Stand der Technik;
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Fig. 4, 5 und 6 in vergrößertem Maßstab gehaltene
Teilschnittansichten zur Darstellung
aufeinanderfolgender Arbeitsgänge zur Bildung
eines schließ(naht)abschnitts zwischen einem
Büchsenkörper und einem Deckel beim Stand der
Technik;
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Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer
Berührungsstelle zwischen einer nicht geneigten
Walze und einem Deckel beim Stand der Technik;
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Fig. 8 eine perspektivische Darstellung einer
Berührungsstelle zwischen einer schrägen oder
geneigten Walze und einem Deckel gemäß der
vorliegenden Erfindung und
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Fig. 9 eine graphische Darstellung einer Beziehung zwischen
einer voreingestellten Heberbelastung bzw. -kraft
und einem Körperhaken ( bzw. einer Falzlänge).
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE:
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Im folgenden ist die vorliegende Erfindung anhand der
beigefügten Zeichnungen, von denen Fig. 1 ein erstes
bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung
zeigt, im einzelnen beschrieben.
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In Fig. 1 stehen die Bezugsziffern 1 für eine Rolle oder
Walze mit einer Nut 6, 2 für ein Spannfutter, 3 für eine
Hebevorrichtung bzw einen Heber, 4 für einen Büchsenkörper, 5
für einen Deckel, 12 für eine Rotations- bzw. Drehachse des
Spannfutters, und die Ausgestaltungen der jeweiligen Elemente
sind denjenigen der Elemente gemäß Fig. 3 gleich. Das in Fig.
1 dargestellte Verfahren unterscheidet sich vom bisherigen
Verfahren gemäß Fig. 3 dadurch, daß die Nut 6 der Walze 1 an
einen Randbereich 5a des Deckels 5 angepreßt wird, während
eine Rotations- oder Drehachse 11' der Walze 1 gegenüber der
Drehachse 12 des Spannfutters 2 schräggestellt bzw. geneigt
gehalten wird.
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Die Anordnung der Walze 1 gemäß Fig. 1 ist derart, daß
der Schließvorgang durch Anpressen der Rille 6 der Walze 1 an
den Randbereich 5a des Deckels 5 erfolgt, während die
Drehachse 11' der Walze 1 gegenüber der Drehachse 12 des
Spannfutters 2 auf einer Tangentialebene einer Zylinderfläche
mit auf der Drehachse 12 befindlicher Mittelachse geneigt
gehalten wird. Genauer gesagt ausgehend von dem Zustand, in
welchem die Drehachse 11' parallel zur Drehachse 12 angeordnet
ist, wobei die mit einer Zylinderfläche in Berührung gehaltene
Fläche der Walze 1 mit ihrer Mittelachse auf die Drehachse 12
ausgerichtet ist, ist oder wird die Drehachse 11' gemäß Fig. 1
an bzw. auf einer Tangentialebene der Zylinderfläche nach
links geneigt. Obgleich die Drehrichtung der Drehachse 11' der
Walze 1 der Richtung der Walze 1 zum Anpressen am Deckel im
dargestellten Fall entspricht, ist darauf hinzuweisen, daß die
Walze 1 auch in entgegengesetzter Richtung rotieren kann,
wobei in diesem Fall die Drehrichtung der Richtung der Walze 1
zum Hochdrücken des Deckels entspricht.
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Im folgenden ist die Arbeitsweise der oben beschriebenen
Anordnung erläutert. Der Büchsenkörper 4 mit dem auf seinen
Mündungsabschnitt aufgesetzten Deckel 5 und der Deckel 5
werden zwischen dem Heber 3 und dem Spannfutter unter
Beaufschlagung mit einer geeigneten Heberkraft verklemmt bzw.
verspannt, und wenn dabei das Spannfutter 2 durch eine nicht
dargestellte Antriebseinrichtung um die Drehachse 12 in
Drehung versetzt wird, drehen sich das Spannfutter 2, der
Büchsenkörper 4 und der Heber 3 gemeinsam in gleicher
Richtung. Dabei nähert sich die Walze 1 fortlaufend dem Deckel
5 an, während sie durch eine getrennte, nicht dargestellte
Antriebseinrichtung in Richtung eines Pfeils um die Walzen-
Drehachse 11' in Drehung versetzt wird, wobei sie die Nut 6 an
den Randbereich 5a des Deckels 5 anpreßt und damit der
Schließabschnitt von Büchsenkörper 4 und Deckel 5 einer
fortlaufenden Bearbeitung (Verformung) unterworfen wird, und
zwar ausgehend vom Zustand gemäß Fig. 4 über den Zustand gemäß
Fig. 5 bis zu dem in Fig. 6 gezeigten Zustand. Die
Berührungsstellen 8 zwischen dem Einrollverformungsbereich 5a
und der Walze 1 während dieses Schließvorgangs wären dabei im
Fall einer nicht geneigten Drehachse 12 der Walze 1 auf den
gleichen radialen Linienabschnitten, wie in Fig. 7 gezeigt,
ausgerichtet, während sich im Fall der geneigten Drehachse 12
die Berührungsabschnitte 8 beim Drehdurchlauf des
Schließabschnitts und damit des Deckels 5 vom oberen Abschnitt
oder Bereich der Radiallinien über ihren Seitenbereich bis zu
ihrem unteren Bereich ändern, wie dies in Fig. 8 dargestellt
ist, so daß die Einrollverformung des Büchsendeckel-
Randbereichs 5a gleichmäßig bzw. zügig vor sich geht.
Infolgedessen kann als sekundäres Ergebnis bzw. Nebenwirkung
der Verformung des Büchsendeckel-Randbereichs 5a das Falten
bzw. der Falz des Büchsenflanschbereichs tief werden, so daß
ein ausreichend großer Körperhaken 1 realisiert werden kann.
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Darüber hinaus kann das Schließverfahren gemäß der
vorliegenden Erfindung auch dann praktiziert werden, wenn die
Nut 6 der Walze 1 an den Randbereich 5a des Deckels 5
angepreßt wird, während die Drehachse 11' der Walze 1 in einer
beliebigen Richtung gegenüber der Drehachse 12 des
Spannfutters 2 in Kombination mit der Neigung gemäß dem in
Fig. 1 dargestellten ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel
5geneigt ist oder wird; in den meisten Fällen wird diese
kombinierte Methode angewandt werden. Es ist darauf
hinzuweisen, daß ein möglicher Bereich des Neigungswinkels der
Drehachse 11' gegenüber der Drehachse 12 bei den oben
beschriebenen jeweiligen AusfUhrungsbeispielen bei 1 - 6º und
ein besonders zweckmäßiger Bereich derselben bei 3 - 4º liegt.
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Eine graphische Darstellung von Fig, 9 veranschaulicht
die Beziehung zwischen einer voreingestellten Belastung bzw.
Kraft des Hebers 3 auf der Abszisse und einen Körperhaken 1
(bzw. dessen Größe) auf der Ordinate für den Fall, daß die
Schließ-Walze 1 in der Richtung eines Hebels geneigt ist, der
bei einer Drehbewegungstyp-Büchsenschließvorrichtung, wie sie
in vielen Büchsenschließstraßen verwendet wird, an den
Büchsenkörper 4 angepreßt wird. Es wurde eine schrägstehende
bzw. geneigte Walze 1 verwendet, bei welcher die Breite der
Nut 6 im Vergleich zum bisherigen Fall um etwa 5% vergrößert
war; dabei sind Daten für eine Walze eines Neigungswinkels von
3º und eine solche eines Neigungswinkels von 4º dargestellt.
Bezüglich der Neigungsrichtung wird hauptsächlich die
Drehachse 11' der Walze 1 gegenüber der Drehachse 12 des
Spannfutters 2 innerhalb einer Tangentialebene einer
Zylinderfläche geneigt, deren Mittelachse auf die Drehachse 12
ausgerichtet ist bzw. mit dieser fluchtet, wie dies in Fig. 1
dargestellt ist.
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Wie aus Fig. 9 hervorgeht, kann eine voreingestellte bzw.
vorgegebene Kraft des Hebers 3, die zur Erzielung des gleichen
Körperhakens 1 erforderlich ist, im Vergleich zum bisherigen
Verfahren um 5 bis 15 kg reduziert werden.
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Wie vorstehend im einzelnen beschrieben, ändert sich
gemäß der vorliegenden Erfindung deshalb, weil das Schließen
durch Anpressen des Nutabschnitts der Walze an den Randbereich
des Deckels bei gegenüber der Drehachse des Spannfutters
geneigter Drehachse der Walze erfolgt, die Stelle des
Randbereichs des Deckels, die mit der Nut der Walze in
Berührung gelangt, vom oberen Abschnitt oder Bereich des
Deckelflansches zu seinem Seitenbereich und sodann zu seinem
unteren Bereich, während Deckel und Büchsenkörper rotieren, so
daß die Einrollverformung des Randbereichs des Deckels
gleichmäßig bzw. zügig fortschreitet und damit die
Falzverformung des Randbereichs des Büchsenkörpers einfach
wird; demzufolge kann ein fortlaufender Schließvorgang zur
Bildung des Büchsenflansches auch dann perfekt ausgeführt
werden, wenn eine kleinere Heberbelastung oder -kraft als beim
Stand der Technik ausgeübt wird. Demzufolge kann auch im Fall
von Büchsen einer kleineren Wanddicke als beim Stand der
Technik die Schließarbeit für einen Büchsenflansch (bzw. zur
Herstellung desselben) ohne das Auftreten eines Knickens der
Büchse durchgeführt werden, so daß die Büchsenmaterialkosten
um einen Betrag entsprechend der verkleinerten Dicke gesenkt
werden können. Weiterhin werden gemäß der vorliegenden
Erfindung im Unterschied zum Verfahren gemäß dem Stand der
Technik keine Kräuselungen oder Falten längs des Umfangs des
Deckels am Schließabschnitt hervorgerufen, und es kann eine
ausreichend große Überlappungsbreite am Schließabschnitt
realisiert bzw. erzielt werden.