-
Die vorliegende Erfindung betrifft
allgemein zweiteilige Behälter,
die für
gewöhnlich
in der Bier- und Getränkeindustrie
eingesetzt werden, und im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung
das Stanzen bzw. Prägen
derartiger Behälter
auf eine Art und Weise, welche die Behälter ausrichtet, so dass das Stanzen
der Behälterseitenwand
mit den vorher auf den Behälter
aufgetragenen Grafiken konform ist.
-
Ein zweiteiliger Behälter der
in der Bier- und Getränkeindustrie
verwendeten Art umfasst einen unitären Körper und ein Dosenende. Der
unitäre
Körper
wird für
gewöhnlich
durch ein Zieh- und Streckziehverfahren gebildet. Das Dosenende
besteht für gewöhnlich aus
einer Endhülse,
aus der ein einfach zu öffnendes
Ende gebildet wird. Nachdem der Doesenkörper mit einem Produkt gefüllt worden
ist, wird das umgeformte Ende mit dem offenen Ende des Körpers nahtverbunden.
Zweiteilige Dosen werden überwiegend
als Aluminiumblech gebildet. Dabei handelt es sich um die von der
Bier- und Getränkeindustrie
am häufigsten
verwendeten Metallbehälterart.
Von besonderer Bedeutung für
die Verpackungsindustrie ist der Wunsch zur Verbesserung des optischen
Erscheinungsbilds des Behälters,
um eine bessere Produktunterscheidung und Akzeptanz bei den Verbrauchern
zu erreichen.
-
Zur Verbesserung des optischen Erscheinungsbilds
zweiteiliger gezogener und streckgezogener Aluminiumbehälter wurden
bereits verschiedene Versuche unternommen. Die Versuche bezogen
sich im Wesentlichen auf zwei Aspekte. Zum einen wurden verschiedene
Versuche unternommen, das Erscheinungsbild einer verzierten Dose
durch den Einsatz zusätzlicher
Farben in den Grafiken zu verbessern, die auf den Dosenkörper aufgetragen werden. Zum
Beispiel wurde für
die Verzierung von Dosen von vier Farben auf sechs Farben umgestellt
und gegenwärtig
können
bis zu acht verschiedene Farben durch eine einzige Dosenkörper-Verzierungsvorrichtung
aufgetragen werden. Zum anderen wurden Versuche zur Modifikation
des Erscheinungsbilds des Behälters
an sich unternommen, indem der Dosenkörper weiter verformt wurde.
Zum Beispiel ist es bekannt, in der Seitenwand eines Dosenkörpers ein
geriffeltes Erscheinungsbild zu erzeugen, wie dies etwa in den U.S
Patentbeschreibungen unter den Aktenzeichen 283,011 und 290,688
offenbart wird. In dem U.S. Patent US-A-5,349,837 werden zum Beispiel ein
Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Behältern zur
Erzeugung der in den vorstehend genannten Patenten veranschaulichten
Designs offenbart. Wenn ein Dosenkörper mit geriffelter Seite unter
Druck gesetzt wird, reduziert sich das geriffelte Erscheinungsbild
auf der für
den Verbraucher sichtbaren Seite des Behälters jedoch und das geriffelte Erscheinungsbild
des Behälters
verschlechtert sich insgesamt. Die vollständige Wirkung der geriffelten Seitenwand
lässt sich
erst beim Öffnen
des Getränkebehälters erkennen
und der Innendruck den Umgebungsdruck annimmt. Während die geriffelten Merkmale
in einem vorbestimmten physikalischen Muster vorgesehen werden,
weist das Muster selbst kein konformes oder vorbestimmtes Verhältnis in
Bezug auf die vorher auf den Dosenkörper aufgetragenen Grafiken
auf. Das geriffelte Muster und die vorhandenen Grafiken stellt kein
integriertes künstlerisches
Gesamtwerk dar, das die visuelle Wirkung des Behälters verbessert. Das Vorsehen
der geriffelten Merkmale erfolgt willkürlich. Folglich verbleibt in
der Branche ein seit langem bestehendes Ziel, ein Verfahren und
eine Vorrichtung vorzusehen, die das Vorsehen derartiger Merkmale
wie eine Riffelung mit den Grafiken eines Behälters koordinieren. Ebenso
ist es ein Ziel der Branche, ein Verfahren vorzusehen, das das Erscheinungsbild
eines Dosenkörpers
verbessert, sodass der Dosenkörper
die Merkmale bzw. Eigenschaften beibehält, selbst wenn der Dosenininhalt
unter Druck gehalten wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt
somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum
Prägen
bzw. Stanzen einer Dosenkörperseitenwand
vorzusehen, um das Erscheinungsbild des Behälters zu verbessern, wobei
das Stanzen auf vorbestimmte Art und Weise vorgesehen wird, sodass das
Stanzen mit bestehenden Grafiken oder Verzierungen der Dose koordiniert
wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt
die weitere Aufgabe zugrunde, einen Dosenkörper vorzusehen, der daran
Merkmale aufweist, welche die Integrität erhalten, selbst wenn der
Inhalt des Behälters
unter Druck gesetzt gehalten wird.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt
die weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung vorzusehen, die leicht
in eine Fertigungsstraße
für Dosen
integriert werden kann, um das selektive und passgenaue Stanzen
bzw. Prägen
eines verzierten Dosenkörpers vorzusehen.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt
die weitere Aufgabe zugrunde, einen Dosenkörper vorzusehen, der ein verbessertes
Erscheinungsbild durch Anwendung eines passgenauen Stanzens in Bezug
auf bereits vorher auf der Dose aufgetragenen Verzierungen oder
Grafiken aufweist.
-
Das U.S. Patent US-A-3,628,451 offenbart gemäß dem Oberbegriff
der Hauptansprüche
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Stanzen bzw. Prägen von
Dosen, wobei ein mit Zeichen versehener Dosenkörper gedreht und an einer vorbestimmten
Position ausgerichtet ist, an welcher dieser geprägt bzw.
gestanzt wird.
-
EP-A-0 547 636 beschreibt eine Vorrichtung und
ein Verfahren zur Gestaltung gezogener und streckgezogener Behälter, einschließlich Möglichkeiten
zur Anbringung eines Behälters
an einem ersten Dorn, der mit einem zweiten Dorn zusammenarbeitet,
wobei sich die Dorne drehen, so dass in dem Behälter einwärts und auswärts Segmente
gebildet werden.
-
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren zum Stanzen einer verzierten zylindrischen
Seitenwand eines Dosenkörpers,
wobei das Verfahren folgendes umfasst: (a) Vorsehen von Zeichen
(I) an einer vorbestimmten Position an dem Dosenkörper; (b)
Drehen des genannten Dosenkörpers;
(c) Identifizieren der Zeichen an dem Dosenkörper und Erzeugen eines diesen
Zustand anzeigenden Signals; und (d) Beenden der genannten Rotation
des Dosenkörpers
als Reaktion auf das genannte Signal, wobei der genannte Dosenkörper an einer
vorbestimmten Position im Verhältnis
zu der Einrichtung zum Stanzen des Dosenkörpers ausgerichtet ist; (e)
Zuordnen des genannten ausgerichteten Dosenkörpers zu der genannten Einrichtung
zum Stanzen des Dosenkörpers;
und (f) Stanzen des ausgerichteten Dosenkörpers, dadurch gekennzeichnet, dass
die genannte verzierte zylindrische Seitenwand Grafiken darauf aufweist,
wobei die genannten Zeichen als Teil der genannten Grafiken vorgesehen sind,
wobei es sich bei der genannten Einrichtung zum Stanzen um eine
drehbare Einrichtung handelt, und wobei der genannte ausgerichtete
Dosenkörper der
genannten drehbaren Einrichtung zum Stanzen des Dosenkörpers zugeordnet
wird.
-
Vorgesehen ist gemäß der vorliegenden
Erfindung ferner eine Vorrichtung zum Stanzen eines verzierten Dosenkörpers, der
daran identifizierbare Zeichen (I) aufweist, o dass das Stanzen
dieser konform zu der Verzierung ist, wobei die genannte Vorrichtung
folgendes umfasst: ein erstes Bearbeitungselement, das daran den
Dosenkörper
aufnehmen kann; ein zweites Bearbeitungselement, das reziprok von
einer ersten Position, distal zu dem genannten ersten Bearbeitungselement,
an eine zweite Position, proximal zu dem genannten ersten Bearbeitungselement
bewegt werden kann, wobei die Seitenwand des Dosenkörpers an
der genannten zweiten Position zwischen dem genannten ersten Bearbeitungselement
und dem genannten zweiten Bearbeitungselement in Eingriff gelangt,
wobei die genannten Bearbeitungselemente in der Lage sind, die Seitenwand die
Seitenwand eines Dosenkörpers
zu stanzen, der in Kontakt dazwischen gehalten wird; eine Einrichtung
zum Drehen des Dosenkörpers;
eine Zeichenerkennungseinrichtung, die eine elektrische Übertragungsverbindung
mit der genannten Einrichtung zum Drehen des Dosenkörpers aufweist,
wobei die genannte Erkennungseinrichtung mit der Identifikation der
Zeichen auf dem Dosenkörper
anspricht und ein Ausgabesignal erzeugt, das die Position des sich drehenden
Dosenkörpers
im Verhältnis
zu dem ersten Bearbeitungselement anzeigt; wobei die genannte Einrichtung
zum Drehen des Dosenkörpers
den Dosenkörper
im Verhältnis
zu dem ersten Bearbeitungselement zum Laden des Dosenkörpers auf
das erste Bearbeitungselement ausrichtet, gekennzeichnet durch eine
Einrichtung zum Drehen der genannten ersten und zweiten Bearbeitungselemente,
wobei die genannte Einrichtung zum Drehen des Dosenkörpers den
sich drehenden Dosenkörper
im Verhältnis zu
dem sich drehenden ersten Bearbeitungselement ausrichtet, um den
sich drehenden Dosenkörper
auf das sich drehende erste Bearbeitungselement zu laden.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird das Körperteilstück eines
zweiteiligen Behälters
ferner so gebildet, dass es eine Mehrzahl von Merkmalen aufweist,
die auf die Seitenwand des Behälterkörpers gestanzt
bzw. geprägt
werden. Gemäß einem
Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die Seitenwände eines
Dosenkörpers
in einem fortlaufenden Prozess durch eine Vorrichtung gestanzt bzw,
geprägt,
die einen Revolver aufweist, der zur festen Rotation an einer Trägersäule angebracht
ist. Der Revolver weist eine Mehrzahl im Wesentlichen identischer
Stanzstationen auf, die umfänglich
um die Peripherie des Revolvers angeordnet sind. Der Revolver dreht
sich um die Säule,
wobei jede Arbeitsstation während
einem Teil der Drehbewegung des Revolvers nacheinander von einer
Dosenkörper-Annahmestation
durch Lade-, Stanz- und Entladeoperationen und schließlich zu
einer Dosenkörper-Ausgabestation geführt wird. Der
Dosenkörper
wird der erfindungsgemäßen Vorrichtung über herkömmliche
Fördersysteme
zugeführt
und von dieser entfernt.
-
Jede Stanzstation weist einen ersten
Dorn auf, der drehbar um eine feste Achse gestützt wird, sowie einen zweiten
Dorn, der drehbar um eine hin- und hergehende zweite Achse gestützt wird.
Die zweite Achse bewegt sich zwischen einer ersten Position in der
Nähe der
erste Achse und einer zweiten Position, distal zu der ersten Achse
auf die nachstehend beschriebene Art und Weise hin und her. Die
reziproke Bewegung des zweiten Dorns wird durch einen Nockenmechanismus
geregelt, der an der Trägersäule angeordnet
ist. Jede Stanzstation weist ein Paar von Bearbeitungselementen
auf, die jeweils dem ersten Dorn oder dem zweiten Dorn zugeordnet sind,
wobei es sich bei einem Element der Bearbeitungselemente um ein
weibliches und bei dem anderen Element um ein männliches Element handelt. Das
dem ersten Dorn zugeordnete Bearbeitungselement bildet das innere
Bearbeitungselement, wobei es während
dem Stanzvorgang im Wesentlichen von dem Dosenkörper eingekapselt wird. Das
innere Bearbeitungselement befindet sich in Kontakt mit der Produktseite
der Seitenwand des Behälters.
Vorzugsweise handelt es sich bei dem inneren Bearbeitungselement
auch um das weibliche Bearbeitungselement. Das dem zweiten Dorn
zugeordnete Bearbeitungselement bildet das äußere Bearbeitungselement, wobei
es sich während
dem Stanzvorgang in Kontakt mit der Konsumenten- bzw. Verbraucherseite
der Seitenwand des Behälters
befindet. Das äußere Bearbeitungselement
bildet das männliche
Bearbeitungselement. Wenn sich das innere und das äußere Bearbeitungselement
an der ersten Position in der Nähe
voneinander befinden, sind sie ausreichend dicht angeordnet, sodass
die sich drehenden Bearbeitungselemente mit der ununterbrochenen Seitenwand
des Dosenkörpers
eingreifen, wobei das Stanzen des Dosenkörpers gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eingeleitet wird. Die Bearbeitungselemente werden ungefähr um eine
vollständige
Umdrehung (360°)
gedreht, sodass im Wesentlichen die gesamte ununterbrochene Seitenwand
gebildet wird.
-
Beim Drehen der Vorrichtung wird
die Rotationsbewegung des ersten Dorns durch ein Stirnradgetriebe
vorgesehen, das fest an dem Dorn angebracht ist und entlang einem
an der Säule
angebrachten Sonnenrad läuft.
Während
der Revolver die Arbeitsstation um die Säule befördert, befindet sich das Stirnradgetriebe
des ersten Dorns, das sich um dessen Achse dreht, in Kontakt mit
dem Sonnenrad. Vorzugsweise ist das Übersetzungsverhältnis zwischen
dem Stirnradgetriebe des ersten Dorns und dem Säulensonnenrad derart gegeben,
dass jeder Dorn für
eine vollständige
Umdrehung des Revolvers um die Säule
drei vollständige
Rotationen um dessen Achse ausführt.
Der erste und der zweite Dorn befinden sich in mechanischer Übertragungsverbindung miteinander,
sodass sie sich ununterbrochen mit einer im Wesentlichen konstanten
Geschwindigkeit und im synchronisierten Verhältnis zueinander drehen. Das
synchronisierte Verhältnis
wird aufrechterhalten, während
sich der zweite Dorn zwischen der ersten und der zweiten Position
hin und her bewegt, und zwar durch eine Kombination des Stirnradgetriebes
des ersten Dorns und eines Stirnrad-Spielradgetriebes, das fest
an dem zweiten Dorn angebracht ist. Das Spielradgetriebe weist eine
gefederte geteilte Fläche
auf, die so vorbelastet ist, dass sie eine Seite des Getriebes in
fehlerhafte Ausrichtung mit der anderen Seite drängt. Diese "erzwungene fehlerhafte Ausrichtung" hält die Zähne des
Spielradgetriebes des zweiten Dorns in dauerhaftem Kontakt mit den Zähnen des
Stirnradgetriebes des ersten Dorns, und zwar selbst dann, wenn sich
der zweite Dorn weg und danach zurück in funktionstüchtigen
Eingriff mit dem ersten Dorn bewegt. Der dauerhafte Kontakt der Zahnräder hält den ersten
Dorn und den zweiten Dorn an einer synchronisierten Drehposition
im Verhältnis
zueinander.
-
Sowohl der feste als auch der bewegliche Dorn
tragen jeweils ein Bearbeitungselement. Wenn sich der zweite Dorn
an der ersten Position in der Nähe
des ersten Dorns befindet, sind beide Bearbeitungselemente so positioniert,
dass sie sich in Kontakt mit einem Dosenkörper befinden, der auf das
Bearbeitungselement des ersten Dorns geladen worden ist. In diesem
Zustand kann der Dosenkörper
durch die Bearbeitung durch den ersten und den zweiten Dorn weiter
gebildet werden. Wenn sich der zweite Dorn an der zu dem ersten
Dorn distalen zweiten Position befindet, ist zwischen den beiden
Bearbeitungselementen ein ausreichender Zwischenraum gegeben, um
das Laden und Entladen des Dosenkörpers auf und von den Bearbeitungselementen
zu erleichtern.
-
Jede Arbeitsstation weist ferner
einen Lademechanismus in axialer Ausrichtung mit dem ersten Dorn
auf. Der Lademechanismus wird axial zwischen einer ersten Dosenerfassungsebene
bzw. -position und einer zweiten Ebene oder Position hin und her bewegt,
um den erfassten Dosenkörper
auf und von dem Bearbeitungselement des ersten Dorns zu laden oder
zu entladen. Eine Nockenstößeleinrichtung
ist an dem unteren Ende des Lademechanismus vorgesehen, und eine
Dosenkörper-Trägerplattform
ist an dem oberen Ende des Lademechanismus angeordnet. Die Nockenstößeleinrichtung
bewegt sich entlang einer Hebenocke, die umfänglich um die Basis der Säule angeordnet
ist, um zu bewirken, dass sich der Lademechanismus zwischen der
ersten und zweiten Ebene hin und her bewegt. Die Dosenkörper-Trägerplattform
weist eine Vakuumeinrichtung für einen
positiven Eingriff mit dem unteren oder Kuppelteilstück des Dosenkörpers auf,
während
der Lademechanismus um die Trägersäule befördert und zwischen
den Ebenen bzw. Positionen hin und her bewegt wird.
-
Nachdem die Behälter an der Dosenkörper-Trägerplattform
positioniert worden sind und vor dem Laden des Behälters auf
den ersten Dorn, beginnt die Trägerplattform
den Dosenkörper
mit etwa 600 bis 1200 U/Min. um die symmetrische Achse der Nocke
zu drehen. Eine Sensoreinrichtung identifiziert eine Steuermarkierung,
die vorher an einer Position in der Nähe des unteren oder geschlossenen
Endes des Dosenkörpers
vorgesehen worden ist. Die Markierung kann ein integrales Merkmal
der gedruckten Verzierungen an der Dosenkörper-Seitenwand darstellen
oder dem unteren Teilstück
des Behälters
zugeführt
werden. Der Lademechanismus weist einen Servomotor auf, der auf
die Ausgabe der Sensoreinrichtung anspricht. Die Dosenkörper-Trägerplattform dreht
den Dosenkörper,
bis die Steuermarkierung erfasst wird. Nach der Erfassung wird die Rotation
angehalten und man erhält
eine vorbestimmte Position des Behälters. Wenn sich der Behälter dabei
an einer bekannten Position im Verhältnis zu der Bearbeitung durch
den weiblichen Dorn befindet, beendet der Lademechanismus seine
Bewegung an die erhöhte
Position, wobei der Dosenkörper
auf das weibliche Bearbeitungselement entladen wird. Die männlichen und
weiblichen Bearbeitungselemente beenden das Stanzen bzw. Prägen der
Dosenkörper-Seitenwände, was
zu einem Behälter
führt,
bei dem die Grafiken konform mit gestanzten oder anderweitig gebildeten Merkmalen
der Seitenwand sind.
-
Wenn der Revolver im Betrieb eine
Arbeitsstation um die Trägersäule befördert, erfasst
die Lademechanismus-Trägerplattform
einen Dosenkörper an
einer ersten oder unteren Position an der Dosenkörper-Ladestation. Der Dosenkörper wird
durch ein Vakuum an der Trägerplattform
gehalten, wobei der Dosenkörper
in axialer Ausrichtung im Verhältnis
zu dem Bearbeitungselement des ersten Dorns gehalten wird. Die Trägerplattform
dreht den Dosenkörper, während ein
Sensorsystem bestimmte Zeichen identifiziert, wie etwa eine Steuermarkierung
an dem Dosenkörper.
Nach der Identifikation der Zeichen wird die Rotation gestoppt und
an einer Position im Verhältnis
zu der weiblichen Bearbeitung des ersten oder festen Dorns gehalten.
Der Lademechanismus hebt durch einen Nockenstößel den Dosenkörper an die
zweite Position, wobei er über
die erste Dornbearbeitung eingefügt
wird. Somit greift das Bearbeitungselement des ersten Dorns mit
der Produktseite der Seitenwand des Behälters ein. Der zweite Dorn wird
an die erste Position in der Nähe
des ersten Dorns bewegt. Das Bearbeitungselement des zweiten Dorns
greift jetzt mit der Verbraucherseite der Seitenwand des Behälters ein.
Der zweite Dorn bleibt etwa für
eine vollständige
Rotation beider Dorne um ihre entsprechenden Achsen an der ersten
Position und bewegt sich danach an die zweite Position, die distal
zu dem ersten Dorn angeordnet ist. Der Dosenkörper wird von dem Bearbeitungselement
des ersten Dorns entfernt, vorzugsweise durch Luftdruck, der durch
eine Bohrung an oder nahe der Achse des ersten Dorns zugeführt wird.
Der Lademechanismus greift wieder mit der Unterseite des Dosenkörpers ein,
vorzugsweise unter Verwendung eines Vakuumsystems, und wobei der
Dosenkörper
auf die erste Ebene gesenkt wird. Der sich weiter um die Säule drehende
Revolver positioniert den Lademechanismus an einer Dosenkörper-Entladestation.
Ein Untersuchungssystem ist vorzugsweise vor der Entladestation
angeordnet und weist eine Einrichtung zur Beurteilung bzw. Überprüfung der
Qualität
des gestanzten Dosenkörpers
auf und weist diesen ab, wenn sich die zusätzlich gebildeten Merkmale
nicht in Ausrichtung mit den Grafiken befinden. Bei einer fehlerhaften
Ausrichtung wird die zurückgewiesene Dose
aus dem Lademechanismus ausgeworfen, bevor diese die Entladestation
erreicht. Hiermit wird festgestellt, dass der Revolver mit einer
Mehrzahl von Stanzstationen versehen ist, vorzugsweise mit zwölf bis vierundzwanzig
einzelnen Stationen, sodass jede Rotation des Revolvers eine Mehrzahl
von Dosenkörpern
in einem ununterbrochenen Ablauf weiter bilden kann.
-
Die vorstehenden sowie weitere Merkmale und
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus den detaillierten
Zeichnungen deutlich. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
schematische Draufsicht mit losgelösten Teilen, wobei die erfindungsgemäß gestaltete
Verarbeitungsvorrichtung dargestellt ist;
-
2 eine
Seitenansicht der Vorrichtung aus 1;
-
3 eine
Seitenansicht des Dosenkörperabschnitts
eines zweiteiligen Bier- und Getränkebehälters vor dem Vorsehen einer
Stanzung oder eines Stanzprozesses der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
-
4 eine
auseinandergezogene Seitenansicht eines Lade- und Registrierungsmechanismus für Dosenkörper;
-
5 eine
Seitenansicht der festen und beweglichen Dorne der vorliegenden
Erfindung, wobei Abschnitte im Aufriss dargestellt sind;
-
6 eine
Seitenansicht des festen Dorns, wobei Abschnitte im Aufriss dargestellt
sind;
-
die 7A und 7B eine Seitenansicht und eine
Draufsicht des erfindungsgemäßen beweglichen
Dorns, wobei Teilstücke
im Aufriss und durch gestrichelte Linien dargestellt sind;
-
die 8A, 8B und 8C eine Seitenansicht, eine Schnittansicht
und eine teilweise Detailansicht der erfindungsgemäßen weiblichen
Werkzeugbestückung;
-
die 9A, 9B und 9C eine Seitenansicht, eine Schnittansicht
und eine teilweise Detailansicht der erfindungsgemäßen männlichen
Werkzeugbestückung;
-
die 10A und 10B Querschnittsansichten eines
Teilstücks
der Werkzeugbestückung
aus den Abbildungen der 8 und 9, mit einem Eingriff eines
daran zu stanzenden Dosenkörpers;
und
-
11 eine
auseinandergezogene Ansicht der Spielradgetriebeeinheit, jeweils
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
-
Die Abbildungen der 1 und 2 veranschaulichen
schematisch eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer Vorrichtung
zur Verarbeitung von Behältern,
die allgemein mit der Bezugsziffer 20 bezeichnet ist. Die
Vorrichtung 20 weist eine Basis 22 auf, die einen
Mittelpfosten oder eine Säule 24 aufweist,
an der ein drehbarer Revolver 26 getragen wird. Der Revolver 26 wird
um die zentrale Säule 24 über eine
herkömmliche
Antriebseinrichtung 28 gedreht, die an der Basis 22 angebracht
ist. Der Revolver 26 weist eine Mehrzahl im Wesentlichen
identischer Bearbeitungsstationen 30 auf, die um die Peripherie
des Revolvers angebracht sind. Vorzugsweise weist der Revolver zwölf bis vierundzwanzig
derartige Stationen auf. Die Anzahl der Stationen kann jedoch problemlos
abhängig
von den jeweiligen Produktionseffizienzen erhöht oder verringert werden.
-
In der Abbildung aus 3 bezeichnet die Bezugsziffer 40 allgemein
einen herkömmlichen
Dosenkörper
eines zweiteiligen Getränkebehälters, der sich
gut zum Stanzen bzw. Prägen
in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
eignet. Der Behälter 40 besteht
aus einem Dosenkörperteilstück 42 mit
einem offenen Ende 44. Das Körperteilstück 42 weist ein unteres
Teilstück 46 und
eine ununterbrochene bzw. durchgehende Seitenwand 48 mit
einer Getränkeseite 50 und
eine Verbraucherseite 52 auf.
-
Der Dosenkörper bzw. Behälter 40 wird
der Vorrichtung 20 über
einen Zufuhrmechanismus 32 zugeführt. Bei einer herkömmlichen
Dosenfertigungsstraße
kann die vorliegende Vorrichtung so positioniert werden, dass der
Dosenkörper
dem erfindungsgemäßen Stanz-
bzw. Prägeprozess
vor den Sick- und Bördeloperationen
unterzogen wird. Die Behälter
werden nach dem Stanzen durch einen Entlademechanismus 34 von
der Verarbeitungsvorrichtung entfernt. Der Zufuhrmechanismus 32 kann
einen herkömmlichen
Sternradmechanismus 38 oder dergleichen aufweisen, der
ferner Taschen zur Aufnahme der weiter gebildeten Behälter von
jeder der Stationen aufweist, um schließlich der Endlosfördereinrichtung 62 zugeführt zu werden.
Die weiter gebildeten Dosen werden zur weiteren Verarbeitung und Befüllung in
der Dosenfertigungsanlage befördert.
-
Wie dies in den Abbildungen der 1 und 2 dargestellt ist, weist jede Station 30 einen
ersten oder festen Dorn 70, einen Lademechanismus 72 und
einen zweiten oder beweglichen Dorn 76 auf. Der Lademechanismus 72 weist
eine Ladeplattform 74 auf, die vertikal in einer Öffnung in
dem Revolver 26 über eine
Hebenocke hin und her bewegt wird, die entlang der Basis des Systems
angeordnet ist. Während
der Revolver eine Stanzstation 30 durch die Positionen der
Dosenerfassung und der letztendlichen Dosenabgabe befördert, wird
die Plattform 74 des Lademechanismus auf einer ersten Ebene
gehalten. Die Abschnitte der Rotationsbewegung des Revolvers, über welche
die Plattform auf der ersten Ebene gehalten wird, sind kennzeichnenderweise
die ersten und letzten 120 Grad der Bewegung des Revolvers. Wie
dies in der Abbildung aus 1 dargestellt
ist, ist die Erfassungszone der Revolverbewegung allgemein mit dem
Buchstaben "A" bezeichnet, während die
Abgabezone des Revolvers allgemein mit dem Buchstaben "D" bezeichnet ist. Während der Bewegung durch die
Erfassungszone "A" wird der Behälter durch
ein Vakuum an der Plattform gehalten und im Verhältnis zu einer vorbestimmten
Gruppe von Kriterien durch die Plattform an eine Ausrichtungsposition gedreht,
wie dies nachstehend näher
beschrieben wird, bevor der Behälter
auf dem ersten Dorn 70 empfangen wird. Bei einem der erforderlichen
vorbestimmten Kriterien für
die Ausrichtung des Dosenkörpers
handelt es sich um das Vorhandensein von Zeichen, wie etwa in Form
einer Steuermarkierung oder eines Merkmals der Grafiken der Verzierung
des Dosenkörpers.
Hiermit wird festgestellt, dass der Dosenkörper an einer vorgelagerten
Station durch herkömmliche
Einrichtungen verziert worden ist, sodass der Dosenkörper darauf
eine geeignete Positionierungs- oder
Steuermarkierung aufweist, die unauffällig in der Grafikverzierung
vorgesehen ist. Die verbleibenden etwa 120 Grad der Rotationsbewegung des
Revolvers 26 sind als die Stanzzone "FF" gekennzeichnet.
Hiermit wird festgestellt, dass durch eine Modifikation der Hebenocke
und eine Anpassung der Umdrehungen, die der erste Dorn je einzelner
Umdrehung des Revolvers um die Säule
macht, die Abmessungen der einzelnen Zonen vergrößert oder verkleinert werden
können.
Während
eine Stanzstation die Stanzzone (FF in 1) kreuzt, wird die Plattform aus der
ersten Position angehoben und auf einer zweiten, höheren Position
gehalten, um die Lade-, Bildungs- und
Entladefunktionen zu realisieren. Anders ausgedrückt hält die Hebenocke die Plattform
auf einer ersten Ebene an den Dosenerfassungs- und Dosenabgabestationen,
und wobei sie die Plattform sequentiell von einer zweiten Ebene zum
Stanzen des Dosenkörpers
erhöht
und senkt.
-
In Bezug auf die Abbildung aus 4 umfasst die Hebeflächenrotations-
und Registrierungseinheit 72 zwei primäre Teileinheiten, einen Dosenkörper-Rotationsplattformmechanismus 73 und
eine Sensorplattform 75. Der Rotationsplattformmechanismus 73 weist
einen Hebeflächenrahmen 102 mit einem
unteren Ende auf, an dem ein unterer Hebestangen-Trägermechanismus 104 angebracht
ist. Ein Nockenstößel 106 ist
für eine
Drehbewegung in dem unteren Hebestangen-Trägermechanismus 104 angebracht.
Die Oberseite des Hebeflächenrahmens 102 trägt bzw.
stützt
einen Servomotor 108. Der Servomotor 108 weist
dort hindurch einen zentral angeordneten Durchgang 110 auf.
Das untere Teilstück des
Servomotordurchgangs 110 befindet sich in Übertragungsverbindung
mit einer Rotationseinheit 112. Das obere Ende des Durchgangs 110 befindet sich
in Übertragungsverbindung
mit einem Stangenträgerelement 114,
an dessen oberen Ende eine Hebefläche 116 angebracht
ist. Der Durchgang 110 des Servomotors sieht in Verbindung
mit der hohlen Hebestange 114 eine Einrichtung vor, um
an der Unterseite der Dose über
die Hebefläche 116 einen
negativen pneumatischen Druck vorzusehen. Die Hebefläche 116 weist
daran eine Öffnung 118 auf,
die eine Oberfläche
aufweist, die den Sitz eines Dosenkörpers daran ermöglicht.
Im Idealfall drehen die Servomotoren einen Behälterkörper mit 600 bis 1200 U/Min.,
sodass die Steuermarkierungen schnell lokalisiert werden und der
Dosenkörper
an der entsprechenden ausgerichteten Position im Verhältnis zu
der Werkzeugbestückung
positioniert wird.
-
Die zweite Teileinheit an der Hebeflächeneinheit
ist die Sensorplattform 75. Der Hebeflächenrahmen 102 weist
ein Auslegerelement 132 auf, an dem ein Drehstab 134 getragen
wird. Der Drehstab kann auf einer vorbestimmten Ebene durch einen Stellring 136 angebracht
werden. Eine Sensorbefestigungsplattform 138 ist an dem
oberen Ende des Drehstabs 134 angebracht. Die Sensoreinrichtung 140 weist
eine Laserlichtquelle 142 und eine Erkennungseinrichtung
146 zum Detektieren des reflektierten Laserlichts oder das Fehlen
dieses Lichts auf. Geeignete Verstärker und andere elektronische
Einrichtungen, die alle im Handel erhältlich sind, werden vorgesehen,
um das detektierte Signal als Einrichtung zum Anzeigen der gewünschten
Position des zylindrischen Dosenkörpers im Verhältnis zu
den Bearbeitungselementen zu verwenden.
-
Bei einer bevorzugten Sensoreinrichtung handelt
es sich um einen Laser-Lichtwellenleitersensor des Typs, der unter
der Handelsbezeichnung FS – L71
von der Keyence Corporation erhältlich
ist. Das Laseridentifikationssystem sieht eine Laserlichtquelle
vor, die auf die Zeichen gerichtet ist, und eine Detektoreinrichtung
spricht auf das Vorhandensein oder das Fehlen des Laserlichts an,
das von dem Dosenkörper
reflektiert wird. Nach der Lokalisierung der Steuermarkierung erzeugt
das Laseridentifikationssystem ein die Markierung anzeigendes Ausgangssignal.
Das Laseridentifikations-Ausgangssignal
wird danach zu einem entsprechenden Verstärker und Indizierungssystem übertragen,
das aus einem Motor und einer Motorsteuereinheit besteht. Geeignete
Motor- und Antriebssysteme sind von Industrial Indexing Systems
im Handel erhältlich.
Die Steuereinheit, welche die Rotation der Trägerplattform einleitet, hält die Rotation
an einer gewünschten
Position an. Als Folge dessen wird der Dosenkörper so positioniert, dass das
Stanzen der Dosenkörper-Seitenwand
insgesamt mit den Grafiken koordiniert wird, die vorher auf den
Dosenkörper
aufgetragen worden sind.
-
Somit wird ein Behälter von
einem Zufuhrmechanismus 32 dem Ladenmechanismus 72 zugeführt, während sich
die Ladeplattform 74 an der ersten oder unteren Position
befindet. Wenn die Plattform erhöht
wird, wird der Dosenkörper
an einem Bearbeitungselement 100 des ersten oder festen
Dorns 70 angebracht. Ein Mechanismus zur Bewegung der Plattform 74 zwischen
dem beiden gewünschten
Elevationspositionen kann dem Typ aus dem U.S. Patent US-A-4,519,232
entsprechen.
-
Die Abbildungen aus den 5, 6 und 7 zeigen
einen ersten oder festen Dorn 70 und einen zweiten oder
beweglichen Dorn 76 im Detail. Jeder Dorn trägt ein eigenes
Bearbeitungselement, die gemeinsam zusammenarbeiten, um die Seitenwände eines Behälterkörpers zu
stanzen. Der feste Dorn 70 ist drehbar um eine Achse 70a angebracht,
die sich unmittelbar oberhalb und in Ausrichtung mit der Hebeflächeneinheit 72 befindet.
Der erste Dorn 70 wird durch ein Getriebesystem drehbar
um die feste Achse angetrieben. Das Getriebesystem besteht aus einem
ersten festen oder Sonnenrad 82, das an der Säule 24 (siehe 1) angebracht ist, und einem zweiten
festen oder Planetengetriebe 86, das fest an der Welle 88 des
Dorns 70 angebracht ist. Die Welle 88 ist drehbar
in dem Gehäuse 90 angebracht,
das an dem Revolver 26 angebracht ist (nicht abgebildet). Diese
Anordnung erzeugt ein Planetengetriebe-Antriebssystem, wobei jede Stanzstation
ein Planetengetriebe aufweist, das durch das feste Sonnenrad 82 angetrieben
wird, wenn sich der Revolver um die Säule dreht. Die Dorne, die drehbar
an jeder der Arbeitsstationen angebracht sind, werden mit einem Verhältnis von
3 zu 1 im Verhältnis
zu dem drehbaren Revolver angetrieben. Während der Revolver sich anders
ausgedrückt
einmal um die Säule
dreht, dreht sich jeder Dorn dreimal. Hiermit wird festgestellt, dass
eine Revolverbewegung um 120° die
erforderliche Strecke darstellt, um eine Dose weiter zu bilden, nachdem
die Dorne vollständig
mit dem Dosenkörper eingreifen.
In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel legt
jeder Dorn alle 120° Bewegung
des drehbaren Revolvers eine ganze Umdrehung zurück, wobei eine vollständige Umdrehung
des Dorns auch bei einer Bewegung von weniger Grad möglich ist,
indem das Übersetzungsverhältnis des
Planetengetriebesystems angepasst wird. Dies würde sich in der Folge auf den
Zeitraum auswirken, während
dem die Dosenkörper auf
die Stanzstationen geladen und von diesen entladen werden können.
-
Bei näherer Betrachtung der Abbildung
aus 6 wird der erste
Dorn 70 in dem Gehäuse 90 für eine Rotationsbewegung
getragen, die durch die Lagereinrichtung 121 erleichtert
wird.
-
Das erste Element ist in dem Sinne "fest", dass es sich um
eine Achse dreht, deren Position im Verhältnis zu der Stanzstation,
an der es angebracht ist, feststehend ist. Der feste Dorn 70 trägt bzw.
stützt ein
erstes Bearbeitungselement 100. Das Bearbeitungselement 100 wird
aufgrund seiner Konfiguration auch als weibliches Bearbeitungselement
bezeichnet. Die Trägerwelle 88 weist
dort hindurch eine zentrale Bohrung 113 auf, die sich von
der Rotationseinheit 115 zu dem Nasenstück 117 des weiblichen
Bearbeitungselements 100 erstreckt. Die zentrale Bohrung 113 sieht
einen Durchgang vor, durch den Druckluft vorgesehen wird, um einen
Dosenkörper nach
Beendigung des Stanzvorgangs von dem weiblichen Bearbeitungselement
auszuwerfen. Eine Druckluftzufuhr (nicht abgebildet) wird über die
Leitungseinrichtung 119 vorgesehen.
-
In Bezug auf die Abbildung aus 7 ist der zweite oder bewegliche
Dorn 76 für
eine Drehbewegung um eine Achse 76a angebracht, wobei er
sich von dem ersten oder festen Dorn 70 weg oder zu diesem
hin bewegt. Der bewegliche Dorn 76 trägt ein zweites oder männliches
Bearbeitungselement 200. Das männliche Bearbeitungselement 200 arbeitet
mit dem weiblichen Bearbeitungselement 100 zusammen, sodass
das Stanzen der Seitenwände
des Behälters
bewirkt wird. Das weibliche Bearbeitungselement weist eine Oberfläche auf,
die darin ein oder mehrere ausgesparte Teilstücke definiert, und das männliche
Bearbeitungselement weist eine Oberfläche auf, die einen oder mehrere
Vorsprünge
definiert, die sich von der Oberfläche erstrecken und mit den ausgesparten
Teilstücken
des weiblichen Bearbeitungselements zusammenpassen können. Die
ununterbrochene Seitenwand des Dosenkörpers wird zwischen den männlichen
und weiblichen Bearbeitungselementen befördert, um in der Seitenwand
des Dosenkörpers
auf nachstehend näher
beschriebene Art und Weise Merkmale zu stanzen bzw. zu prägen. Eine
primäre
Dreharmeinheit 254 wird so getragen, dass sie sich reziprok
um die Hauptträgerwelle 256 dreht.
Die Dreharmeinheit 254 weist eine feste mechanische Übertragungsverbindung
mit einem Hebelnockenarm 258 auf. An einem zu dem zweiten Dorn 76 distalen
Ende des Arms befindet sich ein Nockenstößel 262. Der Nockenstößel wird
durch die Revolvereinheit 26 befördert und folgt: einer Nockenoberfläche 260 (in
den Abbildungen der 5 und 7 durch gestrichelte Linien
dargestellt) an der Säule. Die
in der Vorrichtung angebrachte Nockenoberfläche weist ein Profil auf, das
mit dem Zwischenraum konform ist, der zum Laden und Entladen des
Dosenkörpers
auf und von dem festem Dorn erforderlich ist. Der Zwischenraum entspricht
ungefähr
0,203 mm (0,008 Zoll). Das erhöhte
Teilstück
des Nockenprofils kann die reziproke Bewegung des zweiten beweglichen
Elements zu dem festen Dorn und von diesem weggehend bewirken. Wie
dies vorstehend bereits beschrieben worden ist, beeinflusst des
Rotationsverhältnis
des festen Dorns im Verhältnis
zu der Rotation des Revolvers um die Säule das Nockenprofil der Nockenoberfläche 260.
Zusätzlich
können
Einrichtungen vorgesehen werden, um die relative Position der Dreharmeinheit 254 im
Verhältnis
zu dem Hebelnockenarm 258 anzupassen, um die letztendliche
Position des zweiten oder männlichen
Bearbeitungselements anzupassen, wenn sich dieses an dessen Klemmpunktposition
im Verhältnis
zu dem weiblichen Bearbeitungselement 100 befindet. Der bewegliche
Dorn 76 ist fest an der Welle 264 angebracht,
die an ihrem oberen und unteren Ende durch Arme 266 und 268 gestützt wird,
die Verlängerungen der
Dreharmeinheit 254 darstellen.
-
An dem obersten Ende der Welle 264 ist
eine Spielbeseitigungseinheit 270 angebracht. Die Spielbeseitigungseinheit 270 ist
in der Abbildung aus 11 deutlicher
dargestellt und weist das erste und zweite Zahnradelement 272 und 274 auf,
die im Wesentlichen identische entsprechende Zähne 276 und 278 aufweisen.
Das Zahnradelement 272 ist an der Nabe 280 und
fest an der Welle 264 angebracht, sodass die Rotation des
Zahnrads 272 die Rotation des männlichen Bearbeitungselements 200 bewirkt.
Die Spielbeseitigungseinheit 270 arbeitet als Stirnradgetriebe,
dass sich in mechanischer Übertragungsverbindung
mit dem Stirnradgetriebe 120 an der Welle 88 des
festen Dorns 70 befindet. Die Rotation des ersten Dorns 70 durch
die Planetengetriebeanordnung, die an anderer Stelle in der vorliegenden
Beschreibung beschrieben ist, bewirkt die Rotation des Stirnradgetriebes 120,
das sich wiederum in mechanischer Übertragungsverbindung mit der
Spielbeseitigungseinheit 270 des beweglichen Dorns 76 befindet.
Die Getriebeanordnung erhält
die einheitliche Rotation der festen und beweglichen Dorne aufrecht, während die
zugeordnete Stanzstation durch den Revolver um die Säule transportiert
wird.
-
In der Spielbeseitigungseinheit ist
das zweite Zahnradelement 274 für eine beschränkte Drehbewegung
im Verhältnis
zu dem ersten Zahnradelement 272 an der Welle 264 angebracht.
Sobald die Spielbeseitigungseinheit 270 mit dem Stirnradgetriebe 120 eingreift,
wird die Drehverschiebung des zweiten Zahnrads 274 im Verhältnis zu
dem festen ersten Zahnrad 272 wirksam auf den Abstand der Zähne in dem
Zahnradelement 120 beschränkt. Die Getriebeeinheit 270 weist
eine Vorbelastungseinrichtung auf, wie etwa die zwischen den Zahnrädern 272 und 274 angebrachten
Federelemente 282. In der Seite des Zahnrads 272 sind
Schlitze 286 vorgesehen, und Federstützpfosten 288 erstrecken
sich von der Fläche
bzw. Seite des Zahnrads 274 in die Schlitze 286.
Die Federelemente 282 werden zwischen den Federstützpfosten 288 und
den Seitenwänden 290 der
Schlitze 286 komprimiert. Der Sicherungs- bzw. Haltering 292 hält das zweite
Zahnrad 274 an der Welle 264. Im montierten Zustand
drängt
die Spielbeseitigungseinheit die Zähne 276 des Zahnrads 272 und
die Zähne 278 des
Zahnrads 274 in ein im Verhältnis zur Rotation beabstandetes
oder fehlerhaft ausgerichtetes Verhältnis zueinander. Das Ergebnis
ist es, dass der effektive Abstand der Getriebeeinheit, das heißt der Abstand
zwischen einem Punkt an einem Zahnradzahn und dem entsprechenden
Punkt an dem nächsten
Zahnradzahn parallel zu der Achse der Getriebeeinheit gemessen verringert worden
ist. Wenn sich der bewegliche Dorn 200 an einer Position
in der Nähe
des festen Dorns 100 befindet, arbeitet das Spielbeseitigungsgetriebe
als normales Stirnradgetriebe. Wenn sich der bewegliche Dorn an
die zu dem festen Dorn 100 distale Position bewegt, drängt die
Vorbelastungseinrichtung 282 der Spielbeseitigungseinheit 270 das
zweite Zahnradelement 274 aus der Ausrichtung mit dem ersten
Zahnradelement 272, wobei der relative Abstand zwischen
den Zähnen 274 des
ersten Elements und den Zähnen 276 des
zweiten Zahnradelements verringert wird. Wenn sich das Spielbeseitigungsgetriebe
an der "offenen" Position befindet,
wird die relative Drehposition des ersten Dorns im Verhältnis zu
dem zweiten Dorn beibehalten. Wenn sich der zweite Dorn zurück in Richtung
des ersten Dorns bewegt, werden die ersten und zweiten Zahnradelemente 272 und 274 durch
den festen Abstand der Zähne
des Stirnradgetriebes des festen Dorns zurück in Ausrichtung gebracht.
Die Federung des Spielbeseitigungs-Zahnradelements erhält die Zeitsteuerung
zwischen den Dornen aufrecht. Die Stirnradgetriebe an den männlichen
und weiblichen Dornen bewegen sich auseinander, wobei sie sich jedoch
zu keinem Zeitpunkt trennen. Hiermit wird festgestellt, dass die
reziproke Bewegung des zweiten Dorns von dem ersten Dorn gerade
ausreichen muss, um den erforderlichen Abstand zum Laden und Entladen
des Dosenkörpers auf
und von dem weiblichen Bearbeitungselement des ersten oder festen
Dorns vorzusehen. Dabei beträgt
die aktuelle Dicke des Dosenkörpers
etwa 0,102 bis 0,152 mm (0,004 bis 0,006 Zoll), wobei der erforderliche
Zwischenabstand zum Laden des Dosenkörpers auf den Dorn verhältnismäßig gering
ist.
-
Nachdem die Dose eine ganze Umdrehung durch
die männlichen
und weiblichen Bearbeitungselemente zurückgelegt hat, um die Dosen
um ganze 360° zu
stanzen, wird die Dose von dem weiblichen Bearbeitungselement entfernt.
Zur Unterstützung des
Entfernens oder Entladens wird durch den weiblichen Dorn Druckluft
vorgesehen, wie dies an anderer Stelle in der vorliegenden Beschreibung
beschrieben ist. Die Druckluftzufuhr kann durch eine mechanische
Schaltfunktion ausgelöst
werden, welche der relativen Position der Revolverstation im Verhältnis zu
dem Stanzprozess entspricht. Wenn die Druckluft die Dose von dem
Dorn und in Richtung des Lademechanismus der Hebeflächeneinheit
auswirft, wird die Vakuumzufuhr an die Hebefläche vorgesehen, um die erneute
Erfassung der Dose zu erreichen. Die Hebefläche erhält das Vakuum im unteren Bereich der
Dose, während
die Dose zum Entladen aus der Stanzvorrichtung an ihre ursprüngliche
Höhe abgesenkt
wird. Wenn sich die Ausrichtung einer Dose während dem Stanzvorgang verschoben
hat, so wird die fehlerhafte Ausrichtung von dem Sensorsystem erkannt.
Nach der Erkennung der fehlerhaften Ausrichtung kann die Dose von
der Hebefläche
in eine entsprechende Entladevorrichtung entfernt werden. Wie dies
in der Abbildung aus 1 dargestellt
ist, dreht sich die Hebefläche
weiter, wobei der Revolver die Dose auf eine Entladescheibe oder
eine ähnliche Entladevorrichtung
abgibt.
-
In den Abbildungen der 8, 9 und 10 sind weiblichen
und männlichen
Bearbeitungselemente 100 und 200 in näheren Einzelheiten
dargestellt. Sowohl das männliche
als auch das weibliche Bearbeitungselement werden vorzugsweise aus
einem Polymer wie etwa Polyurethan hergestellt, das bevorzugte Eigenschaften
in Bezug auf die Abnutzung und die Formbarkeit aufweist. Die Abbildungen
der 8A, 8B und 8C veranschaulichen
ein weibliches Bearbeitungselement 100 mit einem zylindrischen
Körperteilstück 101.
Wie dies aus der Abbildung aus 8B ersichtlich
ist, weist der zylindrische Körper 101 dort hindurch
eine zentrale Bohrung 103 auf, die mit der Trägerwelle 88 (6) des ersten Dorns 70 zur
Anbringung des Bearbeitungselements daran zusammenwirken kann. Der
maximale äußere Durchmesser
des weiblichen Bearbeitungselements ist etwas kleiner als der Innendurchmesser
des Dosenkörpers, der
zum Stanzen bzw. Prägen
darauf eingeführt
werden soll. Der Außendurchmesser
des Bearbeitungselements ist durch die äußerste Oberfläche 105 des zylindrischen
Körpers 101 definiert.
Zahlreiche Aussparungen 107 sind in der Oberfläche des
zylindrischen Körpers
vorgesehen. Mit der Entfernung von Teilstücken des Oberflächenmaterials
von dem zylindrischen Körper
kann in dem Bearbeitungselement ein Muster gebildet werden. Die
Abbildung aus 8A zeigt
ein Beispiel für
ein derartiges Muster, wobei die Warenzeichen des Zessionars der
vorliegenden Erfindung auf dem weiblichen Bearbeitungselement vorhanden
sind. Das weibliche Bearbeitungselement entspricht in gewisser Weise
dem Bildpositiv der Fotografie. Bei dem in der Abbildung aus 8A dargestellten Muster
handelt es sich wie gesagt nur um ein Beispiel für die Vielzahl von Konfigurationen,
die in einem weiblichen Bearbeitungselement erzeugt werden können. Als
geeignetes Verfahren zur Gestaltung der Bearbeitung hat sich der
Einsatz der Lasergravur herausgestellt. Zwischen der Oberfläche 105 des
Bearbeitungselements und dem Aussparungsteilstück 107 erstrecken
sich Seitenwandteilstücke 109.
-
In Bezug auf die Abbildungen der 9A, 9B und 9C umfasst
das männliche
Bearbeitungselement 200 ein zylindrisches Körperteilstück 201,
das darin eine zentrale Bohrung 203 aufweist, die sich
zur Anbringung des zylindrischen Bearbeitungselements an der Welle 264 des
beweglichen Dorns 76 eignet. Das männliche Bearbeitungselement
entspricht dem Negativ in der Fotografie dahingehend, dass die Grafiken
umgekehrt erscheinen. Dies wird in der Abbildung aus 9 durch das Erscheinungsbild
der Buchstaben des Warenzeichens des Zessionars der vorliegenden
Erfindung veranschaulicht. Das männliche
Bearbeitungselement weist zahlreiche Vorsprünge 205 und Teilstücke mit
Aussparungen 207 auf. Dazwischen erstrecken sich die Wände 209.
Aus den Abbildungen der 10A und 10B ist die Art und Weise
gut ersichtlich, wie die männlichen
und weiblichen Bearbeitungselemente zum Stanzen eines Dosenkörpers zusammenwirken.
-
Nachdem ein zylindrischer Behälter 40 über das
weibliche Bearbeitungselement 100 eingeführt worden
ist, sieht der bewegliche Dorn das männliche Bearbeitungselement
in einem Klemmverhältnis
zu dem weiblichen Bearbeitungselement vor. Wenn sich die Bearbeitungselemente
im Verhältnis
zueinander drehen, dreht sich das weibliche Bearbeitungselement 100 gemäß der Abbildung
aus 10A im Uhrzeigersinn,
wie dies in der Abbildung aus 10A dargestellt
ist, und das männliche
Bearbeitungselement dreht sich gegen den Uhrzeigersinn. Die Behälterseitenwand
weist eine Dicke von ungefähr
0,102 bis 0,152 mm (0,004 bis 0,006 Zoll) auf. Dies ist in der Abbildung
aus 10A ersichtlich,
wobei der mit dem Bezugszeichen P bezeichnete Klemmpunkt die Behälterseitenwand 42 stanzt.
Zwischen dem männlichen
und dem weiblichen Bearbeitungselement ist ein ausreichender Zwischenabstand
vorgesehen, um eine weitere Bildung der Behälterseitenwand durch Bearbeitung
zu ermöglichen.
Dieser Abstand reicht ferner aus um die Abstandsdifferenzen zwischen
den allgemein mit der Bezugsziffer 211 bezeichneten Vorsprüngen in
dem männlichen
Bearbeitungselement und den ausgesparten Teilstücken 111 des weiblichen
Bearbeitungselements 100 auszugleichen. Vorzugsweise werden
die Vorsprünge
des männlichen Bearbeitungselements
um ungefähr
0,010 Zoll in alle Richtungen im Verhältnis zu den entsprechenden ausgesparten
Teilstücken 111 des
weiblichen Bearbeitungselements reduziert. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
reifen die Vorsprünge
des männlichen
Bearbeitungselements mit der Behälterseitenwand
ein und stanzen bzw. prägen
diese bis auf eine Tiefe zwischen 0,304 und 4,08 mm (0,012 bis 0,20
Zoll). Es wird davon ausgegangen, dass die Kombination aus dem vorstehend
beschriebenen Abstand bzw. Zwischenabstand und dem Einsatz einer Polyurethan-Bearbeitung
einen ausreichenden Abstand zwischen den Bearbeitungselementen vorsieht,
sodass eine unnötige
Verformung der Behälterseitenwand
während
dem Stanzvorgang oder der Merkmale der Bearbeitungselemente verhindert
wird, d. h, der ausgesparten Teilstücke und der Vorsprünge.
-
Die Erfinder haben festgestellt,
dass ein Behälter,
der zusätzliche
geformte Seitenwände
gemäß der erfindungsgemäßen Bearbeitung
aufweist, den inneren Druckwerten standhalten kann, die für gewöhnlich bei
kohlensäurehaltigen
Getränken
auftreten. Ferner erhält
die erfindungsgemäß weiter
gebildete bzw. geformte Dose auch unter derartigen Druckzuständen die
geprägten
bzw. gestanzten Merkmale der Behälterseitenwand
aufrecht. Die geprägten
bzw. gestanzten Merkmale bleiben anders ausgedrückt sichtbar und deutlich spürbar ausgeprägt, und
zwar auch dann, wenn der Inhalt des Behälters unter Druck steht. Ein
weiteres aus der erfindungsgemäßen Bearbeitung
resultierendes Merkmal ist es, dass die Teilstücke der Behälterseitenwand in der Nähe der gestanzten
Positionen das Erscheinungsbild eines erhöhten Teilstücks der Behälterseitenwand erzeugen. Das
Ergebnis ist ein mehrdimensionaler Effekt an dem Behälter, der
die Oberfläche des
Behälters
für Konsumenten
ansprechend und attraktiv gestaltet. In einem Dosenkörper können die unterschiedlichsten
gestanzten Merkmale gemäß der Darstellung
durch das Bezugszeichen E in 10B vorgesehen
werden, sodass ein Dosenkörper
vorgesehen wird, der das Erscheinungsbild des in der Abbildung aus 8A veranschaulichten weiblichen Bearbeitungselement
aufweist. Hiermit wird festgestellt, dass ein mehrdimensionaler
Stanz- bzw. Prägeeffekt
der Behälterseitenwand
möglich
ist, indem die relative Tiefe eines Aussparungsteilstücks an einem
weiblichen Bearbeitungselement modifiziert wird, während die
relative Höhe
eines entsprechenden Vorsprungs in dem männlichen Bearbeitungselement
vergrößert wird.
Somit können
bestimmte Merkmale gemäß der Tiefe
und der Höhe
der Bearbeitungsmerkmale mehr oder weniger ausgeprägt sein, was
ein charakteristisches Verpackungsprodukt zur Folge hat.
-
Vorstehend wurde eine Vorrichtung
zum Stanzen der Seitenwand eines Behälters beschrieben. Hiermit
wird festgestellt, dass die vorliegende Erfindung vorstehend in
Bezug auf bestimmte Ausführungsbeispiele
beschrieben und veranschaulicht worden ist, wobei die Erfindung
ausschließlich
durch die anhängigen
Ansprüche
definiert ist.