EP0510291B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aluminiumdosen mit Gewinde - Google Patents

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EP0510291B2
EP0510291B2 EP91810599A EP91810599A EP0510291B2 EP 0510291 B2 EP0510291 B2 EP 0510291B2 EP 91810599 A EP91810599 A EP 91810599A EP 91810599 A EP91810599 A EP 91810599A EP 0510291 B2 EP0510291 B2 EP 0510291B2
Authority
EP
European Patent Office
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thread
neck
rolling
tools
roll
Prior art date
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EP91810599A
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French (fr)
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EP0510291A1 (de
EP0510291B1 (de
Inventor
Thomas Eugen Nussbaum-Pogacnik
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NUSSBAUM & GUHL AG
Original Assignee
Nussbaum & Guhl AG
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Publication date
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Application filed by Nussbaum & Guhl AG filed Critical Nussbaum & Guhl AG
Publication of EP0510291A1 publication Critical patent/EP0510291A1/de
Publication of EP0510291B1 publication Critical patent/EP0510291B1/de
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H3/00—Making helical bodies or bodies having parts of helical shape
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    • B21H3/04—Making by means of profiled-rolls or die rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/02—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents
    • B65D1/0223—Bottles or similar containers with necks or like restricted apertures, designed for pouring contents characterised by shape
    • B65D1/023—Neck construction
    • B65D1/0246—Closure retaining means, e.g. beads, screw-threads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
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    • B65D1/22—Boxes or like containers with side walls of substantial depth for enclosing contents
    • B65D1/26—Thin-walled containers, e.g. formed by deep-drawing operations

Definitions

  • the invention relates to a method and a device according to the preambles of the corresponding independent claims for the production of Aluminum cans with threads, especially deep-drawn, deep-drawn and stretched or extruded, aluminum cans painted inside and out with bottle thread.
  • aluminum is a good and cheap recyclable packaging material, would be it makes sense and desirable if made from aluminum containers could be on the like on plastic or glass bottles for example screwed on a hand pump with a riser pipe or a screw cap could be.
  • the aluminum container could be filled with, for example the screw cap come on the market.
  • the consumer the pump, which would be designed for multiple use, could simply be Screw the aluminum container on and off and the container without Recycle or refill foreign material.
  • To this Purposes would be aluminum cans with appropriate threads, advantageously standardized threads necessary.
  • the task is therefore to demonstrate a method and a device to create with those on the inside and externally painted aluminum cans thread, especially standardized thread, can be attached. It is particularly important that the paint, especially the inner varnish is not injured by attaching the thread will, because in the above-described task of such a can Internal threads are in contact with the contents of the can.
  • Procedure and Device are said to be in known production lines for the manufacture of deep-drawn, deep-drawn and ironed or extruded, lacquered Aluminum cans can be integrated, i.e. the thread must be made can be in the same setup in which the other work steps like pulling in the neck, cutting the can to length, etc. in a cycle time of approx.
  • the cans should be after the application the thread does not need to be cleaned, that is, process and device must do without the addition of lubricant or that a lubricant is used that does not contain the contents of the can or Appearance of the can impaired.
  • the thread is made by a rolling on the outer neck side Tool and a quasi stationary one that supports the can material from the inside Tool created on the inside of the neck.
  • the two tools work so positively controlled that there is slippage between the neck and the tool arises. This can largely prevent the neck material dammed up in front of the tools and in the direction of movement of the tools is shifted, which lead to oval threads and the paint in would claim and damage to a great extent.
  • Figure 1 shows the basic method steps of the inventive method.
  • the process is shown as a process block diagram and below it schematically the shape changes produced by the individual process steps on the can, namely as a top view and as a longitudinal section through the neck part of the can.
  • A painted inside and out and possibly printed, as long as it have a cylindrical shape.
  • the paints used are, for example Polyester or epoxy phenolic lacquers. You are going for increased flexibility, for increased adhesion and for better sliding properties with one or several additives that the expert as plasticizers, and Lubricants are known.
  • the devices used for painting correspond to known such devices with which the Spraying the interior paint, the exterior paint with a corresponding roller is applied. After painting, the paints are dried accordingly and polymerized.
  • the cans are placed on a turntable stretched, by gradually turning them into the area of successive Tools are guided, which are mounted on a tool plate are.
  • a corresponding device is for example in the CH patent 394'998 / 65 (Lechner) and is assumed to be known.
  • each can is drawn in in stages, the two process steps depending on the diameter of the can, depending on the desired can shape and depending on the material, consisting of different numbers of effective drawing-in steps with different tools.
  • the first time B is pulled in the can has a narrowing shoulder and a substantially cylindrical first neck piece 10
  • the second time it is pulled in C a second, narrower, essentially cylindrical neck piece 20 is connected to the first neck piece 10.
  • the outside diameter d 1 of the first neck piece 10 essentially corresponds to the outside diameter of the thread to be created
  • the outside diameter d 2 of the second narrower neck piece 20 is slightly smaller than the core diameter d 3 of the thread to be created.
  • the shape of the retracted shoulder is for the inventive method Not relevant.
  • Procedures and tools for pulling in aluminum cans are the same Known specialist. He can also use it for feeding to the one described Adapt the neck shape so that it is not described here Need to become.
  • a thread 30 is rolled up on the first neck piece 10 or on the part of the first neck piece 10 facing the second neck piece 20.
  • the thread is produced by a thread roll rolling around the outer circumference of the first neck piece 10, which is pressed against a quasi-stationary thread template in the interior of the neck. The thread is therefore pressed inwards from the outside of the neck so that the outside diameter of the finished rolled thread corresponds to the original neck diameter d 1 .
  • Its core diameter d 3 is a little larger than the outer diameter d 2 of the second neck piece 20.
  • the thread runs against the second neck piece 20, that is, it extends not to the edge of the neck. This prevents the neck edge deformed by the thread rolling from their exactly circular cylindrical shape becomes.
  • the can neck is cut to length, for example immediately above the upper outlet of the thread.
  • the connection between the neck edge and the pump connection must be tight.
  • the type of seal used can be advantageous to the face of the can neck straight or slightly crooked. Methods and devices to cut can necks are known and must therefore not be described here.
  • Figures 2a and b now show a top view in detail of the method and the tools that are used to roll the thread.
  • Figure 2a shows the tools before the thread rolling process, Figure 2b during the thread rolling process.
  • annular end face 21 of the second neck piece 20 with the outside diameter d 2 and the first neck piece 10 with the outside diameter d 1 are shown.
  • an essentially cylindrical or slightly frustoconical thread template 40 is inserted into the doser neck.
  • the largest diameter of the template is such that it can be inserted through the second neck piece 20 without difficulty.
  • the template On its side surface, the template carries a slightly distorted, negative image 41 of the thread to be rolled, which is indicated by dashed lines in this top view.
  • the can neck and the template are arranged coaxially, that is, their axes of rotation S and T coincide.
  • a thread form formed as spiral around the roll pulling bead 51
  • Thread roll spaced from the neck so that it does not touch it.
  • the template 40 and the Thread roll 50 by shifting their axes T and U against each other moves that the template 40 where the thread roll 50 outside is positioned, touches the inner surface of the first neck piece and the Thread form 51 of the thread roll 50 around the thread depth of the roll Thread is pressed into the neck material.
  • the thread roll 50 rolled on the neck and thus coordinates the axis of rotation the template rotated about the axis of rotation of the can so that the template always rests against the neck and supports the neck material where the thread roll just rolls.
  • the two tools are at least moved once around the can neck and created the thread.
  • the template 40 and thread roll 50 brought back into the position described for the insertion (Fig. 2a) and axially away from the can.
  • the thread roll 50 When the thread rolls, the thread roll 50 is positively controlled in this way unrolled that the circumferential distance rolled on the roll is greater than that circumferential stretch rolled on the neck. Between thread roll and neck This creates a slip, so that the thread roll is in one Direction rolls over the neck circumference, but always in the opposite direction Direction slips on the neck surface. Through this Slip through which a force counteracts the direction of movement of the thread roll 50 arises on the neck material, the role is prevented Neck material in front of it and shifted in the unwinding direction.
  • FIGS. 3a and 3b show, corresponding to FIGS . 2a and 2b, the tools used for the thread rolling process before (FIG. 3a) and during (FIG. 3b) the thread rolling process, namely as a section along the axis of rotation of the can, with only one side of the can neck is shown.
  • the threads 41 of the thread template need only correspond to the shape of the finished thread in depth and pitch, but should not have any sharp edges where they come into contact with the deformed inner surface.
  • the thread shape 51 of the thread roll 50 must correspond in shape to the shape of the thread to be created.
  • the thread template 40 is advantageously designed such that it not only supports the inner surface of the first neck piece 10, but also at least partially the inner surface of the second neck piece 20, although no thread is rolled thereon.
  • FIG. 4 schematically shows the parts of a device for thread rolling on cans relevant to the invention in an exemplary embodiment.
  • the figure is a section along the axis of rotation S of the can.
  • the two neck pieces 10 and 20 are visible from the can.
  • the thread template 40 and the thread roller 50 are in a position which corresponds to their position in FIGS. 2b and 3b.
  • the axis T of the template 40 is not on the axis of rotation S of the can, the thread roller 50 presses into the neck material.
  • the means 60 are shown, by means of which the slip between the thread roll 50 and the can neck is produced. These are around a ring gear 61 which is attached to the shaft 42 of the template 40, and a second ring gear 62 running in this ring gear 61, which the thread roll 50 is attached. Now the axis U of the thread roll 50 moves about the axis T of the template 40, the thread roll rolls by the toothed drive 60 from the can neck under positive control. Since the Rolling radius r of the thread roll 50 on the can neck is smaller than that Rolling radius R of the ring gear 61 arises between the thread roll 50 and Can slip in such a way that the thread roll 50 on the Neck material slips against its direction of drainage.
  • the drives for the axial movement of the are not shown in the figure Device parts before and after the effective thread rolling process and for the rotational movement of the thread roll 50 around the can neck and with it coupled circular movement of the axis T.
  • the axial movement advantageously the clocked movement of the tool plate, on the too the tools for the other process steps are assembled, used.
  • the circular movement of the thread roll is, for example, with a belt drive driven.
  • the coupling of the movement of the thread roll 50 and the axis T of the Template 40 and the control of the relative movement of the two axes T and U before and after the effective thread rolling process can be done by appropriate asymmetrical wedge arrangements can be realized, the relative movement of the two axes by a relative movement in the axial Direction of these wedge arrangements is realized.
  • the movement of the axis T about the axis S can be realized in such a way that the axis T describes a cylinder jacket around the axis S, or that the axis T describes a cone about the axis S.
  • the template 40 In the event of cylinder movement the template 40 must be cylindrical, in the event of taper movement the template 40 must be frustoconical, with in the Can pointing tapered end be designed.
  • FIG. 5 shows a can closed with a hand pump 70, to which a thread was attached using the method according to the invention.
  • the thread can correspond to any standard for such threads, for example the Euronorm. It can be seen that threads which are produced by the method according to the invention have an accuracy of approximately ⁇ 0.1 mm, an accuracy which far exceeds the accuracy of corresponding plastic or glass threads. For this reason, it is also not necessary, as shown in FIG. 5, to improve the centering of the screwed-on pump by means of a corresponding recess on the end of the can neck facing the shoulder.
  • the shape of the can base is not relevant for the method according to the invention.
  • the can shown has, for example, an inwardly curved base.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Containers Having Bodies Formed In One Piece (AREA)
  • Chemical Treatment Of Metals (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäss den Oberbegriffen der entsprechenden, unabhängigen Patentansprüche zur Herstellung von Aluminiumdosen mit Gewinden, insbesondere von tiefgezogenen, tiefgezogenen und abgestreckten oder fliessgepressten, innen und aussen lackierten Aluminiumdosen mit Flaschengewinde.
Derartiges ist bekannt.
Es entspricht dem Stande der Technik, flache, runde Aluminiumstücke durch Ziehen zu zylinderförmigen Dosen zu formen, diese innen und aussen zu lackieren und dann durch Einziehen und Bördeln die Dosenöffnung zu verengen und für den Aufsatz eines Verschlusses fertig zu machen. Derartige Dosen werden beispielsweise zu Aerosol-Monoblockdosen weiterverarbeitet. Das Lackieren und vor allem das Aufdrucken von Schriftzügen oder Dekorationsmustern vor dem Einziehen ist deshalb vorteilhaft, weil nur an zylindrischen Dosen die Lacke aufgerollt werden können. Auch innen, wo der Lack zwar aufgespritzt wird, ist dies einfacher an der noch zylindrischen Dose.
Das Lackieren der Innenseite von Aluminiumbehältern ist notwendig, für alle diejenigen Anwendungen, in denen eine blanke Aluminiumoberfläche vom Inhalt der Dose angegriffen würde. Überall dort, wo während Gebrauch und Lagerung der Doseninhalt mit der Innenoberfläche der Dose in Kontakt kommt, ist es in derartigen Fällen wichtig, dass der Innenlack die Aluminiumoberfläche absolut unterbruchslos abdeckt.
Für die Verfahren zur Herstellung von lackierten Aluminiumdosen gemäss dem Stande der Technik sind Lacke entwickelt worden, die derart haftfähig, elastisch und gleitfähig sind, dass sich zylindrische, lackierte Aluminiumdosen flaschenförmig einziehen lassen, ohne dass der Lack Schaden nimmt.
Da Aluminium ein gut und billig recyclebares Verpackungsmaterial ist, wäre es sinnvoll und wünschenswert, wenn aus Aluminium Behälter hergestellt werden könnten, auf die wie auf Kunststoff- oder Glasflaschen beispielsweise eine Handpumpe mit einem Steigrohr oder ein Schraubdeckel aufgeschraubt werden könnte. Der Aluminiumbehälter könnte beispielsweise gefüllt und mit dem Schraubdeckel geschlossen in den Handel kommen. Der Konsument könnte die Pumpe, die für Mehrfachgebrauch ausgelegt wäre, einfach auf den Aluminiumbehälter auf- und wieder abschrauben und den Behälter ohne Fremdmaterial dem Recycling zuführen oder wieder befüllen. Zu diesem Zwecke wären Aluminiumdosen mit entsprechenden Gewinden, vorteilhafterweise normierten Gewinden notwendig.
Es stellt sich also die Aufgabe, ein Verfahren aufzuzeigen und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen an innen und aussen lackierten Aluminiumdosen Gewinde, insbesondere normierte Gewinde, angebracht werden können. Es ist dabei besonders wichtig, dass der Lack, vor allem der innere Lack durch das Anbringen des Gewindes nicht verletzt wird, denn in der oben beschriebenen Aufgabe einer derartigen Dose wird das Gewinde innen in Berührung stehen mit dem Doseninhalt. Verfahren und Vorrichtung sollen in bekannten Herstellungslinien für die Herstellung von tiefgezogenen, tiefgezogenen und abgestreckten oder fliessgepressten, lackierten Aluminiumdosen integrierbar sein, das heisst das Gewinde muss hergestellt werden können in derselben Aufspannung, in der die anderen Arbeitsschritte wie Einziehen des Halses, Ablängen der Dose etc. durchgeführt werden, und zwar in einer Zykluszeit von ca. 0,3 bis 0,6 sec und einer effektiven Bearbeitungszeit von 0,035 bis 0,07 sec. Die Dosen sollen nach dem Anbringen des Gewindes nicht gereinigt werden müssen, das heisst, dass Verfahren und Vorrichtung ohne Zufügen von Schmiermittel auskommen müssen oder dass ein Schmiermittel verwendet wird, das weder den Doseninhalt noch die Erscheinung der Dose beeinträchtigt.
Diese Aufgabe wird gelöst durch das Verfahren und die Vorrichtung gemäss den unabhängigen Patentansprüchen. In den abhängigen Patentansprüchen werden Ausführungsvarianten aufgezeigt.
Die wichtigsten Merkmale des erfindungsgemässen Verfahrens sind die folgenden: Das Gewinde wird durch ein auf der äusseren Halsseite rollendes Werkzeug und ein quasi stationäres, das Dosenmaterial von innen stützendes Werkzeug auf der Innenseite des Halses erzeugt. Die beiden Werkzeuge arbeiten derart zwangsgesteuert, dass zwischen Hals und Werkzeug ein Schlupf entsteht. Dadurch kann weitgehend verhindert werden, dass sich das Halsmaterial vor den Werkzeugen aufstaut und in der Bewegungsrichtung der Werkzeuge verschoben wird, was zu ovalen Gewinden führen und den Lack in hohem Masse beanspruchen und beschädigen würde.
Anhand der folgenden Figuren sollen nun das erfindungsgemässe Verfahren, die erfindungsgemässe Vorrichtung und die durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellte Aluminiumdose detailliert beschrieben werden. Dabei zeigen:
Figur 1
eine schematische Übersicht über die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemässen Verfahrens;
Figur 2 a und b
eine detaillierte Darstellung für den Verfahrensschritt des Gewinderollens als Draufsicht auf die Dose und die verwendeten Werkzeuge vor (Fig. 2a) und während (Fig 2b) dem Gewinderollen;
Figur 3 a und b
wie Figuren 2a und 2b, aber als Schnitt entlang der Rotationsachse der Dose;
Figur 4
eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, geschnitten entlang der Rotationsachse der zu bearbeitenden Dose;
Figur 5
eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Aluminiumdose entlang ihrer Rotationsachse geschnitten.
Figur 1 zeigt die prinzipiellen Verfahrensschritte des erfindungsgemässen Verfahrens. Dabei ist das Verfahren als Verfahrens-Blockschema dargestellt und darunter schematisch die durch die einzelnen Verfahrensschritte erzeugten Formveränderungen an der Dose, und zwar als Draufsicht und als Längsschnitt durch den Halsteil der Dose.
Aus flachen, meist runden Stücken einer tiefziehfähigen oder fliesspressbaren Aluminiumlegierung werden in bekannter Weise durch Tiefziehen, durch Tiefziehen und zusätzliches Abstrecken oder durch Fliesspressen zylindrische Dosen hergestellt. Dabei soll die Wandstärke der Dose maximal 20% der Steigung des für die Dose vorgesehenen Gewindes messen.
Nach dem Ziehen, Ziehen und Abstrecken oder Fliesspressen werden die Dosen zur Entfernung des für das Ziehen notwendigen Gleitmittels gereinigt. Dann werden sie in einem ersten Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens A (Lackierung) innen und aussen lackiert und eventuell bedruckt, solange sie eine zylindrische Form haben. Die verwendeten Lacke sind beispielsweise Polyester- oder Epoxiphenollacke. Sie werden für erhöhte Flexibilität, für erhöhte Haftfähigkeit und für bessere Gleiteigenschaften mit einem oder mehreren Zusatzstoffen, die dem Fachmann als Weichmacher, Katalyten und Gleitmittel bekannt sind, versetzt. Die für die Lackierung verwendeten Vorrichtungen entsprechen bekannten derartigen Vorrichtungen, mit denen der Innenlack durch Versprühen, der Aussenlack mit einer entsprechenden Rolle aufgetragen wird. Nach dem Lackieren werden die Lacke entsprechend getrocknet und polymerisiert.
Für die folgenden Verfahrensschritte werden die Dosen auf einen Drehtisch aufgespannt, durch dessen schrittweise Drehung sie in den Bereich aufeinanderfolgender Werkzeuge geführt werden, die auf einer Werkzeugplatte montiert sind. Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise in der CH-Patentschrift 394'998/65 (Lechner) beschrieben und wird als bekannt vorausgesetzt.
In zwei folgenden Verfahrensschritten B und C wird jede Dose stufenweise eingezogen, wobei die beiden Verfahrensschritte je nach Durchmesser der Dose, je nach gewünschter Dosenform und je nach Material aus verschieden vielen, effektiven Einziehschritten mit verschiedenen Werkzeugen bestehen können. Beim ersten Einziehen B erhält die Dose eine verengende Schulter und ein im wesentlichen zylinderförmiges erstes Halsstück 10, beim zweiten Einziehen C wird an das erste Halsstück 10 ein zweites, engeres im wesentlichen zylindrisches Halsstück 20 angeschlossen. Der Aussendurchmesser d1 des ersten Halsstückes 10 entspricht dabei im wesentlichen dem Aussendurchmesser des zu erstellenden Gewindes, der Aussendurchmesser d2 des zweiten engeren Halsstückes 20 ist wenig kleiner als der Kerndurchmesser d3 des zu erstellenden Gewindes.
Die Form der eingezogenen Schulter ist für das erfindungsmässige Verfahren nicht relevant.
Verfahren und Werkzeuge zum Einziehen von Aluminiumdosen sind dem Fachmann bekannt. Er kann sie auch für das Einziehen zu der beschriebenen Halsform durchaus adaptieren, sodass sie an dieser Stelle nicht beschrieben werden müssen.
In einem folgenden Verfahrensschritt D wird auf das erste Halsstück 10 oder auf den dem zweiten Halsstück 20 zugewandten Teil des ersten Halsstückes 10 ein Gewinde 30 aufgerollt. Das Gewinde wird erzeugt durch eine um den äusseren Umfang des ersten Halsstückes 10 abrollende Gewinderolle, die gegen eine quasi stationäre Gewindeschablone im Innern des Halses gedrückt wird. Das Gewinde wird also von der Aussenseite des Halses gegen innen gedrückt, sodass der Aussendurchmesser des fertig gerollten Gewindes dem ursprünglichen Halsdurchmesser d1 entspricht. Sein Kerndurchmesser d3 ist um weniges grösser als der Aussendurchmesser d2 des zweiten Halsstückes 20.
Das Gewinde läuft gegen das zweite Halsstück 20 aus, das heisst es erstreckt sich nicht bis zur Halskante. Dadurch wird verhindert, dass die Halskante durch das Gewinderollen aus ihrer exakt kreiszylindrischen Form deformiert wird.
Die für den Verfahrensschritt D eingesetzte, erfindungsgemässe Vorrichtung wird im Zusammenhang mit den Figuren 2, 3 und 4 noch detaillierter beschrieben.
In einem folgenden Verfahrensschritt E wird der Dosenhals abgelängt, beispielsweise unmittelbar über dem oberen Auslauf des Gewindes. Soll die Dose im Zusammenhang mit einer Handpumpe verwendet werden, muss die Verbindung zwischen Halskante und Pumpenanschluss dicht sein. Je nach verwendetem Dichtungstyp kann es vorteilhaft sein, die Stirnfläche des Dosenhalses gerade oder leicht schief auszugestalten. Verfahren und Vorrichtungen zum Ablängen von Dosenhälsen sind bekannt und müssen deshalb an dieser Stelle nicht beschrieben werden.
Um eine kontinuierliche, schnelle und ökonomische Produktion zu gewährleisten, ist es notwendig, die Verfahrensschritte B, C, D und E bei derselben Aufspannung der Dose durchzuführen. Das heisst aber auch, dass die Verfahrensschritte sich einem Grundtakt, der durch eine entsprechende Produktionsmaschine gegeben ist, unterordnen müssen. Soll das Gewinde in einem derartigen Takt gerollt werden, bedeutet das bei einer heute üblichen Produktionsgeschwindigkeit von zwischen 100 und 200 Dosen pro Minute, dass für das Gewinderollen eine Zykluszeit von zwischen 0,6 und 0,3 Sekunden zur Verfügung steht, in der die Dose an den entsprechenden Ort bewegt, die Werkzeuge in Arbeitsposition gebracht werden und das Gewinde gerollt wird.
Für den effektiven Vorgang des Gewinderollens steht eine Arbeitszeit von zwischen 0,035 und 0,07 sec zur Verfügung.
Figuren 2a und b zeigen nun in einer Draufsicht im Detail das Verfahren und die Werkzeuge, die zum Rollen des Gewindes eingesetzt werden. Figur 2a zeigt die Werkzeuge vor dem Gewinderollvorgang, Figur 2b während dem Gewinderollvorgang.
Von der Dose ist nur die kreisringförmige Stirnfläche 21 des zweiten Halsstückes 20 mit dem Aussendurchmesser d2 und das erste Halsstück 10 mit dem Aussendurchmesser d1 dargestellt. Für den Gewinderollvorgang wird eine im wesentlichen zylinderförmige oder leicht kegelstumpfförmige Gewindeschablone 40 in den Doserhals eingeführt. Der grösste Durchmesser der Schablone ist derart, dass sie ohne Schwierigkeiten durch das zweite Halsstück 20 eingeführt werden kann. Auf ihrer Seitenfläche trägt die Schablone ein leicht verzerrtes, negatives Abbild 41 des zu rollenden Gewindes, das in dieser Draufsicht gestrichelt angedeutet ist. Während dem Einführvorgang sind der Dosenhals und die Schablone koaxial angeordnet, das heisst ihre Drehachsen S und T fallen zusammen.
Vorteilhafterweise gleichzeitig mit dem Einführen der Gewindeschablone in den Dosenhals wird ausserhalb des Dosenhalses eine Gewinderolle 50 positioniert, die derartig mit einer Gewindeform (ausgebildet als sich spiralförmig um die Rolle ziehender Wulst 51) ausgestaltet ist, dass sie, ohne axial bewegt zu werden, das ganze Gewinde rollen kann. Beim Einführvorgang ist die Gewinderolle derart vom Hals beabstandet, dass sie diesen nicht berührt.
Für den effektiven Gewinderollvorgang werden nun die Schablone 40 und die Gewinderolle 50 durch Verschieben ihrer Achsen T und U derart gegeneinander bewegt, dass die Schablone 40 dort, wo aussen die Gewinderolle 50 positioniert ist, die Innenoberfläche des ersten Halsstückes berührt und die Gewindeform 51 der Gewinderolle 50 um die Gewindetiefe des zu rollenden Gewindes in das Halsmaterial gedrückt wird. Gleichzeitig wird die Gewinderolle 50 auf dem Hals abgerollt und damit koordiniert die Rotationsachse der Schablone derart um die Rotationsachse der Dose gedreht, dass die Schablone immer dort am Hals anliegt und das Halsmaterial stützt, wo die Gewinderolle gerade abrollt.
In diesem geschlossenen Zustand werden die beiden Werkzeuge mindestens einmal um den Dosenhals bewegt und so das Gewinde erzeugt.
Wenn das Gewinde gerollt ist, werden Schablone 40 und Gewinderolle 50 wieder in die für das Einführen beschriebene Position (Fig. 2a) gebracht und in achsialer Richtung von der Dose entfernt.
Beim Rollen des Gewindes wird die Gewinderolle 50 derart zwangsgesteuert abgerollt, dass die auf der Rolle abgerollte Umfangsstrecke grösser ist als die auf dem Hals abgerollte Umfangsstrecke. Zwischen Gewinderolle und Hals entsteht dadurch ein Schlupf, sodass die Gewinderolle sich zwar in einer Richtung über den Halsumfang abrollt, dabei aber immer auch in der entgegengesetzten Richtung auf der Halsoberfläche rutscht. Durch diesen Schlupf, durch den eine Kraft entgegen der Bewegungsrichtung der Gewinderolle 50 auf das Halsmaterial entsteht, wird verhindert, dass die Rolle das Halsmaterial vor sich her aufstaut und in Abrollrichtung verschiebt.
Da der Umfang der Gewindeschablone 40 kleiner ist als der Innenumfang des ersten Halsstückes 10, das sie während dem Gewinderollvorgang abzustützen hat, entsteht auch zwischen der Schablone 40 und der Innenoberfläche des ersten Halsstückes 10 ein Schlupf, derart, dass die Schablone 40 auf der Halsinnenoberfläche in der Bewegungsrichtung der Gewinderolle 50 rutscht.
Durch diesen beidseitigen Schlupf ergeben sich die besonders vorteilhaften Verfahrensumstände, die dazu führen, dass der Rundlauf des Gewindes gewährleistet ist und dass die Lackierung der Dose nicht verletzt wird. Das Rutschen der Gewinderolle und der Schablone hinterlässt auf dem Lack Spuren, die als leichte Oberflächenveränderungen der Lackierung im Gebiete des Gewindes erkennbar sind.
Figuren 3a und 3b zeigen entsprechend den Figuren 2a und 2b die für den Gewinderollvorgang eingesetzten Werkzeuge vor (Fig. 3a) und während (Fig. 3b) dem Gewinderollvorgang, und zwar als Schnitt entlang der Rotationsachse der Dose, wobei nur die eine Seite des Doserhalses dargestellt ist. In diesen Figuren sind die Ausgestaltungen der Gewindeschablone 40 und der Gewindeform 51 der Gewinderolle 50 deutlich sichtbar. Die Gänge 41 der Gewindeschablone brauchen der Form des fertigen Gewindes nur in der Gangtiefe und der Steigung zu entsprechen, sollen aber da, wo sie mit der verformten Innenoberfläche in Berührung kommen, keine scharfen Kanten aufweisen. Die Gewindeform 51 der Gewinderolle 50 hingegen muss in ihrer Form der Gangform des zu erstellenden Gewindes entsprechen. Vorteilhafterweise ist die Gewindeschablone 40 derart ausgestaltet, dass sie nicht nur die Innenoberfläche des ersten Halsstückes 10, sondern auch mindestens teilweise die Innenoberfläche des zweiten Halsstückes 20 stützt, obschon darauf kein Gewinde gerollt wird.
Figur 4 zeigt schematisch die erfindungsrelevante Teile einer Vorrichtung zum Gewinderollen an Dosen in einer beispielhaften Ausführungsform. Die Figur ist ein Schnitt entlang der Rotationsachse S der Dose. Von der Dose sind die beiden Halsstücke 10 und 20 sichtbar. Die Gewindeschablone 40 und die Gewinderolle 50 sind in einer Position, die ihrer Position in den Figuren 2b und 3b entsprecht. Die Achse T der Schablone 40 liegt nicht auf der Rotationsachse S der Dose, die Gewinderolle 50 drückt in das Halsmaterial.
Dargestellt sind vor allem die Mittel 60, mit deren Hilfe der Schlupf zwischen der Gewinderolle 50 und dem Dosenhals erzeugt wird. Es handelt sich dabei um einen Zahnkranz 61, der an der Welle 42 der Schablone 40 angebracht ist, und einen in diesem Zahnkranz 61 laufenden, zweiten Zahnkranz 62, der an der Gewinderolle 50 angebracht ist. Wird nun die Achse U der Gewinderolle 50 um die Achse T der Schablone 40 bewegt, rollt sich die Gewinderolle durch den Zahnantrieb 60 zwangsgesteuert auf dem Dosenhals ab. Da der Abwälzradius r der Gewinderolle 50 auf dem Dosenhals kleiner ist als der Wälzradius R des Zahnkranzes 61 entsteht zwischen Gewinderolle 50 und Dosenhals ein Schlupf und zwar derart, dass die Gewinderolle 50 auf dem Halsmaterial gegen ihre Ablaufrichtung rutscht.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, die beiden Radien r und R derart zu wählen, dass R : r ≧ 1,1 ist.
In der Figur nicht dargestellt sind die Antriebe für die axiale Bewegung der Vorrichtungsteile vor und nach dem effektiven Gewinderollvorgang und für die Drehbewegung der Gewinderolle 50 um den Dosenhals und die damit gekoppelte Kreisbewegung der Achse T. Für die axiale Bewegung wird vorteilhafterweise die getaktete Bewegung der Werkzeugplatte, auf der auch die Werzeuge für die anderen Verfahrensschritte montiert sind, ausgenutzt.
Die Kreisbewegung der Gewinderolle wird beispielsweise mit einem Riemenantrieb angetrieben.
Die Koppelung der Bewegung der Gewinderolle 50 und der Achse T der Schablone 40 sowie die Steuerung der relativen Bewegung der beiden Achsen T und U vor und nach dem effektiven Gewinderollvorgang können durch entsprechende asymmetrische Keilanordnungen realisiert werden, wobei die relative Bewegung der beiden Achsen durch eine relative Bewegung in axialer Richtung dieser Keilanordnungen realisiert wird.
Die Bewegung der Achse T um die Achse S kann derart realisiert sein, dass die Achse T einen Zylindermantel um die Achse S beschreibt, oder aber dass die Achse T einem Kegel um die Achse S beschreibt. Für den Fall der Zylinderbewegung muss die Schablone 40 zylinderförmig, für den Fall der Kegelbewegung muss die Schablone 40 entsprechend kegelstumpfförmig, mit in die Dose weisendem verjüngtem Ende ausgestaltet sein.
Figur 5 zeigt eine mit einer Handpumpe 70 verschlossene Dose, an der nach dem erfindungsgemässen Verfahren ein Gewinde angebracht wurde. Das Gewinde kann jeder Norm für derartige Gewinde entsprechen, beispielsweise der Euronorm. Es zeigt sich, dass Gewinde, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt werden, eine Genauigkeit von ca. ±0,1mm aufweisen, eine Genauigkeit, die die Genauigkeit entsprechender Kunststoff- oder Glasgewinde weit übersteigt. Aus diesem Grunde ist es auch, wie in der Figur 5 dargestellt, nicht notwendig, durch einen entsprechenden Einstich am der Schulter zugewandten Ende des Dosenhalses die Zentrierung der aufgeschraubten Pumpe zu verbessern. Die Form des Dosenbodens ist für das erfindungsgemässe Verfahren nicht relevant. Die dargestellte Dose weist beispielsweise einen nach innen gewölbten Boden auf.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von Aluminiumdosen mit Gewinde, welche innen und aussen lackiert sind, durch Herstellung einer zylindrischen Dose mittels Tiefziehen, Tiefziehen und Abstrecken oder Fliesspressen, durch Lackieren der zylindrischen Dose und nachfolgendes Einziehen, Gewinderollen mittels einer innenliegenden Gewindeschablone (40) und einer äusseren Gewinderolle (50), und Ablängen wobei die Verfahrensschritte Einziehen, Gewinderollen und Ablängen alle bei derselben Aufspannung der Dose durchgeführt werden dad. gek dass beim Rollen des Gewindes die Werkzeuge (40, 50) derart geführt werden, dass zwischen den Werkzeugen (40, 50) und dem Dosenmaterial durch Rutschen der Werkzeuge (40, 50) auf dem Dosenmaterial ein Vorbestimmter Schlupf entsteht, wobei das innere Werkzeug (40) in Bewegungsrichtung der Werkzeuge (40, 50) und das äussere Werkzeug (50) entgegen der Bewegungsrichtung der Werkzeuge auf dem Dosenmaterial rutscht.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Lackieren der Dosen Lacke verwendet werden, die durch Zusatzstoffe derart modifiziert sind, dass sie eine erhöhte Haftfähigkeit, erhöhte Flexibilität und verbesserte Gleiteigenschaffen aufweisen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatzstoffe Katalyten, Weichmacher und/oder Gleitmittel sind.
  4. Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Gewinderollen die Dose zu mindestens einem weiteren im wesentlichen zylindrischen Halsstück (20) eingezogen wird und dass der Aussendurchmesser dieses Halsstückes im wesentlichen dem Kerndurchmesser des zu rollenden Gewindes entspricht.
  5. Vorrichtung zum Rollen von Gewinden an lackierten Aluminiumdosen nach dem Verfahren gemäss einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sie eine Gewindeschablone (40) für die Abstützung des Halses von innen und eine Gewinderolle (50) für das Rollen des Gewindes von aussen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner Steuermittel aufweist, die die Bewegung der Schablone (40) und der Gewinderolle (50) koordinieren und die Bewegungen der Werkzeuge derart ablaufen lassen, dass zwischen Dosenhals und Werkzeugen der geforderte Schlupf entsteht.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel zum Erzeugen des Schlupfs aus einem Zahnkranz (61) auf der Welle (42) der Schablone (40) und einem Zahnkranz (62) auf der Gewinderolle (50) bestehen und dass der Wälzkreis des Zahnkranzes (61) auf der Welle (42) der Schablone (40) grösser ist als der Abwälzkreis der Gewinderolle (50) auf dem Dosenhals.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius (R) des Wälzkreises des Zahnkranzes (61) sich zum Abwälzradius (r) der Gewinderolle (50) auf dem Dosenhals derart gewählt sind, dass R : r ≧ 1,1 ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel zur Koordination der radialen Bewegung der Schablone (40) und der Gewinderolle (50) Keilsysteme und Mittel zur Erzeugung einer relativen Achsialbewegung dieser Keilsysteme gegeneinander aufweisen.
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