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Die vorliegende Erfindung betrifft
das Versicken von Behältern
wie etwa von Konservendosen oder dergleichen mittels einer Rändelmaschine,
in der die Anwendung des Rändelwerkzeugs
(im allgemeinen eines Rändelrades)
auf die zu versickende Lippe durch das Abrollen einer Steuerscheibe
auf einem Nocken gesteuert wird, der aus einem Kranz gebildet ist,
an dessen aktivem Sektor außen
ein Profil mit ansteigender Rampe und abfallender Rampe gebildet
ist.
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Die Herstellung und/oder Verwendung
von Konservendosen erfordert für
die Böden
einen oder zwei Versickungsvorgänge.
Die Dichtigkeit einer verschlossenen Dose hängt von der Klemmung ab, die innerhalb
der versickten Ränder
vorhanden ist.
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In den Rändelmaschinen mit zwei Durchläufen hängt diese
Klemmung eng mit der Kraft zusammen, die zum Zeitpunkt des zweiten
Durchlaufs auf die Dosenbleche und auf den Boden ausgeübt wird. Das
Dokument
US 4205617
A offenbart eine Technik für die Steuerung der Qualität der Versickung
durch Messen jener Kraft in Echtzeit, die durch den Nocken auf die
Steuerscheibe ausgeübt
wird, die das Versickungsrändelrad
betätigt.
Diese Technik macht von Kraftsensoren Gebrauch, die in den Nocken
integriert und mit einer geeigneten Signalverarbeitungsschaltung
verbunden sind, die Weise ihrer Integration wird jedoch nicht beschrieben,
andererseits ist vorstellbar, daß die Art der Implantation
der Sensoren die Ergebnisse der Messungen und ihre Zuverlässigkeit
stark beeinflußt.
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Auf dem Markt ist ein Nocken für die Steuerung
der Versickung in zwei Durchläufen
bekannt, wobei der dem zweiten Durchlauf entsprechende Nocken in
dem aktiven Sektor innen ein durch zwei symmetrische, tiefe bogenförmige Ausschnitte
mit abgerundeten Ecken definiertes Profil (in der hier beigefügten 3 gezeigt) aufweist, wobei
in diesen Ausschnitten Verformungsmeßstreifen angeordnet sind, deren
elektrische Ausgangssignale durch eine Analysevorrichtung verarbeitet
werden, um ein Signal zu erzeugen, das die vom Nocken auf die Steuerscheibe ausgeübte Kraft
repräsentiert,
in der Praxis ein zu der Kraft proportionales Signal. Nach Kenntnis
der Anmelderin sind diese zwei bogenförmigen Ausschnitte in Dickenrichtung
des Nockens gegenüber
dem aktiven Profil in einer Form ausgespart, die nur in Abhängigkeit
von den Beschränkungen
definiert ist, die mit der Installation der Meßstreifen in Zusammenhang stehen
(siehe auch die Dokumente WO-A-98/07534 und EP-A-O 181 234).
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Die von der Anmelderin vorgenommenen Untersuchungen
haben gezeigt, daß diese
Anordnung in dem Sinn nicht vollständig zufriedenstellend ist,
daß das
erhaltene elektrische Signal die von dem Nocken für die Herstellung
der Versikkung ausgeübte Kraft
nicht treu repräsentiert.
Falls die Modifikation des Nockens wie erwartet einen empfindlichen
Abschnitt in der aktiven Zone des Profils hervorbringt, erweist
es sich, daß dann,
wenn sich eine konstante Kraft von einem Ende zum anderen des empfindlichen
Teils verlagert, die Antwort des Sensors nicht konstant ist, was
im Gegensatz zum erwünschten Verhalten
steht. Die Kraft ist in der Mitte maximal und dann minimal, wenn
sie auf eines der Enden wirkt. Der Betrag der Ungleichmäßigkeit
kann 50% erreichen oder sogar überschreiten,
was bedeutet, daß die
Antwort des Systems dann, wenn die Kraft in der Mitte anliegt, mehr
als doppelt so groß sein
kann als wenn sie an einem der Enden anliegt.
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Das Ziel der Erfindung ist es, diesen
Nachteil zu beseitigen und eine Abwandlung des Nockens vorzuschlagen,
die ermöglicht,
auf der gesamten Länge
des empfindlichen Teils eine im wesentlichen gleichmäßige Antwort,
d. h. eine Antwort, deren Ungleichmäßigkeitsanteil kleiner als
10% ist, zu erhalten.
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Gemäß der Erfindung wird dieses
Ziel erreicht, wenn 0,75 < Lr/Ls < 0,80 wobei Lr und Ls die Länge des
starren Teils, der sich in der Mitte des bearbeiteten Teils befindet,
bzw. die Länge
des empfindlichen Teils des Nockens bezeichnen. In der Praxis ist
Ls gleich der Länge
des Nockenprofils, die einer Umdrehung der Dose während des
Versickens entspricht; Lr ist die äquivalente starre Länge der
Meßzone
auf dem Profil des Nockens. Hierbei handelt es sich um eine Länge, die
geringfügig
größer als
die Länge
des Teils des Nockenprofils ist, der eine Höhe hr (siehe unten) hat, um
den Einfluß der
Verbindungszone zwischen dem starren Teil und dem dünnen Teil
zu berücksichtigen.
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Vorteilhaft gilt: 1,75 < Lu/Ls < 1,80 wobei
Lu die Länge
der Bearbeitung bezeichnet, die ausgeführt wird, um die bogenförmigen Ausschnitte herzustellen.
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Weiterhin gilt vorteilhaft: hr/hs > 3,2 wobei
hr und hs die Dicke der verdünnten
Zone bzw. die Höhe
des das Nockenprofil bildenden Materials bezeichnen.
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Weitere Merkmale und Vorteile der
vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung hervor, das in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht
wird, worin:
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– 1 eine Draufsicht eines gemäß der Erfindung
abgewandelten Steuernokkens ist,
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– 2 eine Seitenansicht des Nockens ist,
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– 3 eine Draufsicht eines Nockens des Standes
der Technik ist.
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Die 1 und 2 zeigen die Steuerungsbaueinheit 1,
die aus zwei übereinanderliegenden
Nocken 2 bzw. 3 für den ersten bzw. den zweiten
Vorgang gebildet ist. Wie an sich bekannt ist, bewirkt in dem zweiten
Vorgang, der für
die Erfindung ausschließlich
von Interesse ist, ein Rändelrad,
das am Ende eines mit einer Schwenkwelle verbundenen Arms angebracht
ist, ein endgültiges
Versicken der Versickungslippe des Dosenbodens; eine Steuerscheibe,
die am Ende eines weiteren mit der Welle verbundenen Arms drehbar
angebracht ist, rollt auf dem Nocken 3 ab und steuert auf
diese Weise die Schwenkung der Welle und daher die Kraft, mit der das
Versickungsrändelrad
gepreßt
wird. Hierzu umfaßt
der Nocken 3 einen aktiven Bereich 4, in dem am zylindrischen
Umfang des Nockens 3 ein Nutzprofil ausgebildet ist, das
beispielsweise aus einer ansteigenden Rampe 5, gefolgt
von einem Plateau 6 und von einer abfallenden Rampe 7,
gebildet ist. Der Nocken 3 hat die Form eines dicken Rings
mit zwei ebenen ringförmigen
Flächen.
Das Plateau besitzt in bezug auf den inneren Umfang 9 des
Nockens eine Höhe
hr. In dem aktiven Bereich 4 sind beispielsweise durch
Elektroerosion zwei bogenförmige
Ausschnitte 8, die beim inneren Umfang 9 des Nockens beginnen,
ausgespart, die zwischen sich einen empfindlichen Teil mit Länge Ls begrenzen,
auf dem die Messung der vom Nocken auf die Steuerscheibe ausgeübten Kraft
erfolgt. Jeder bogenförmige
Ausschnitt ist durch eine radiale Ebene 10 sowie durch einen
konkaven gekrümmten
Teil 11 gebildet, der den Boden des bogenförmigen Ausschnitts 8 mit
dem mittleren inneren Umfang 12 verbindet, der zwischen den
zwei bogenförmigen
Ausschnitten nicht bearbeitet ist. Der Boden des bogenförmigen Ausschnitts läßt in der
dünnsten
Zone eine Materialdicke hs zurück.
Die bearbeitete Länge
zwischen den radialen Ebenen 10 wird Lu genannt. Die zwei
bogenförmigen Ausschnitte 8 trennen
eine starre mittlere Zone 13 mit Länge Lr ab. Nicht gezeigte Dehnungsmeßstreifen sind
in den bogenförmigen
Ausschnitten angeklebt und mit einer Analysevorrichtung verbunden,
die ein Signal ausgibt, das die Kraft des Nockens auf die Steuerscheibe
repräsentiert.
Diese Elemente sind dem Fachmann bereits bekannt und bedürfen keiner eingehenderen
Erläuterungen.
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Die Anmelderin hat ermittelt, daß eine besondere
Geometrie der bogenförmigen
Ausschnitte das Ergebnis der Messungen deutlich verbessern konnte.
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Gemäß der Erfindung ist: (1) hr/hs > 3,2 (2) 0,75 < Lr/Ls < 0,80 (3) 1,75 < Lu/Ls < 1,80
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Der Wert von hs ist in der Weise
bestimmt, daß ein
Ausmaß der
mechanischen Verformung erhalten wird, das einen optimalen Betrieb
der mechanischen Verformungsmeßstreifen
ermöglicht,
die in der abgewandelten Zone angeklebt sind. In der Praxis wird
dieser Wert dadurch bestimmt, daß das mechanische Verhalten
des empfindlichen Teils berechnet wird, derart, daß die maximalen
Beanspruchungen und mechanischen Verformungen annehmbar sind und
nicht die Gefahr hervorrufen, daß Ermüdungsbeschädigungen entstehen, daß sie jedoch
andererseits ausreichend hoch sind, um ein elektrisches Meßsignal
zu erhalten, das von dem Meßsystem
auswertbar ist.
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Im Vergleich zu dem in 3 gezeigten Stand der Technik
ist ersichtlich, daß die
Beachtung der obigen Verhältnisse
insbesondere zu bogenförmigen
Ausschnitten 8 führt,
die weniger langgestreckt sind als früher, wodurch sich ein längerer mittlerer
Teil 12 ergibt.