EP0772501B1 - Verfahren zur bildung eines geneckten und gebördelten abschnitts an einem zylindrischen hohlkörper und vorrichtung zum durchführen des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur bildung eines geneckten und gebördelten abschnitts an einem zylindrischen hohlkörper und vorrichtung zum durchführen des verfahrens Download PDF

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EP0772501B1
EP0772501B1 EP96914140A EP96914140A EP0772501B1 EP 0772501 B1 EP0772501 B1 EP 0772501B1 EP 96914140 A EP96914140 A EP 96914140A EP 96914140 A EP96914140 A EP 96914140A EP 0772501 B1 EP0772501 B1 EP 0772501B1
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EP
European Patent Office
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hollow body
tools
tool
inner tools
axially
Prior art date
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EP96914140A
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English (en)
French (fr)
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EP0772501A1 (de
Inventor
Jan Krüger
Harald Schmidt
Walter Sommer
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SIG Cantec GmbH and Co KG
Original Assignee
SIG Cantec GmbH and Co KG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2615—Edge treatment of cans or tins
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/04—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2615—Edge treatment of cans or tins
    • B21D51/263—Flanging

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a tipped and crimped Section at one end of a cylindrical hollow body open at both ends, in particular a can frame, by means of two internal tools and one External tool, the internal tools, of which at least one is rotationally driven, moved axially relative to the hollow body in its interior and then the outer tool radially against the the internal tools located hollow body is moved that the provided section of the hollow body in one of the two inner tools commonly formed concave circumferential contour is pressed and the outer tool and the inner tools in their starting position the back of the deformed body.
  • the invention further relates to a device for performing the above Procedure for the end to be teased and flared of the cylindrical Hollow body two axially movable inner tools, of which at least one is drivable, with one corresponding to the tipped and crimped end Contour and a radially movable against the inner tools has outer mold.
  • a generic method and a corresponding device are off known from EP 0 290 874 A2.
  • the known device is suitable for Simultaneously teasing and flanging both ends of an open at both ends Can frame. It has a tool arrangement for each end each consisting of two inner tools and one outer mold.
  • the Both inner tools of each tool arrangement are as drivable Shaft fixed disc and designed as a swash plate.
  • the fixed disc has a cylindrical outer surface to which in the direction of the swashplate, a tapering contour connects the Neck contour of the finished shaped box corresponds.
  • the diameter of the cylindrical surface is smaller than the inside diameter of the tipped end the can frame and thus significantly smaller than the inside diameter of the cylindrical wall of the can frame.
  • the swashplate which by its nature is radially adjustable and accordingly has no fixed axis of rotation, is formed from two washers, the flanging or flange contour of the tipped and flared end of the can frame. Both Ring discs are fixed radially against each other by an annular shoulder, but slightly displaceable in the axial direction, the Ring shoulder has a diameter that is slightly smaller than that Inside diameter of the undeformed can frame.
  • a disadvantage of the known device is that the can frame at its Recording only due to the diameter ratio of the inner tools is gripped by a narrow edge of an annular disc. This is one safe transport of the can frame in the circumferential direction is not ensured, and it can be due to the between the can frame and the internal tools possible slip to paint damage to the can frame.
  • the two Internal tools are staggered on a common shaft Shaft sections slidably arranged against each other.
  • the wall of the can body by an eccentric Infeed of the inner tools against the outer mold pressed.
  • the outer mold cannot be moved axially, the two inner tools will work in opposite directions depending on the infeed depth axially shifted.
  • Only the outer one is driven in rotation Molding tool; the internal tools must therefore be above the one in between Can body is brought to the required target speed.
  • the ring contour of the outer mold leads to wrinkles in the (tucked) area of the Can body.
  • the two inner tools also have different diameters, whereby in this case too, at least the diameter of one of the two inner tools is significantly smaller than the inside diameter of the teased, again the body of a hollow body representing a two-part can (EP 0 588 048 A1).
  • the internal tools are arranged on a shaft, whereby one of the inner tools is axially displaceable. After the hollow body has been pushed over the two inner tools and after eccentric Infeed of one of the inner tools is done by radial infeed axially displaceable outer form roller against the wall of the hollow body the inner tools pressed. As a function of the infeed depth, the Form roller and one of the inner tools axially displaced. With this device only the axially displaceable inner tool is driven in rotation. This known device also damages the paint on the hollow body. There is also an uneven crimp.
  • Another device is known, the two axially displaceable and radial fixed inner tools as well as an axially fixed and radially movable outer Has molding tool (EP-PS 0 520 693).
  • the two have Inner tools of different diameters, the inner tool can rotate with the smaller diameter in an eccentric position, in contact with the body, which in turn forms the body of a two-part can Hollow body.
  • the outer mold is capable of radial movements perform while the cylindrical hollow body rotates. It will outer mold in the section of the to be teased and crimped Hollow body pressed. Even with this device is because of the different Diameter of the two inner tools no uniform flaring to achieve.
  • the invention is based on the object, the method and the device to improve the type mentioned in that the described Disadvantages do not occur and that with the new method or new device hollow cylindrical bodies open at both ends, in particular Frames of three-part cans, tucked and flanged to protect the surface can.
  • an additional radial frictional connection is provided between at least one inner tool and the hollow body.
  • the internal tools designed according to the invention there is a complete and uniform support of the cylindrical hollow body, whereby the tipped and flanged area of the cylindrical hollow body can be trained very evenly. Because the inner tools are arranged on separate waves, these can be after teasing (local tapering or retraction of the side wall of the cylindrical Body, English: necking) on either side of the tipped hollow body be pulled out. This allows the tools to be proportionate large, at least larger than the inside diameter of the teased Area, be trained in what a good investment of the internal tools the inner wall of the cylindrical hollow body allows. Your outside diameter is only so much smaller than the inside diameter of the hollow body that an unimpeded movement of the inner tools into the hollow body and out of this is possible.
  • the radial clamping device of the at least one inner tool which is against the inner wall of the cylindrical hollow body presses is a secure, slip-free hold of the Hollow body also accessible during the actual molding process. On uneven material intake can be avoided. Conveniently the clamping device must be operated mechanically or hydraulically.
  • a particularly expedient embodiment of the device consists in that when axially pushing the inner tools together Centering is given.
  • the inner tools a non-positive and / or positive Have coupling for transmission of torques among each other.
  • the Internal tools are provided with stop rings, the diameter of which is larger than the inside diameter of the cylindrical hollow body.
  • this is at least a rotatable inner tool with a separate, speed-controlled Drive motor connected.
  • This allows the speed of the internal tools and possibly the hollow body regardless of the speed of the Adjust the rotating body and it can turn on one turn of the hollow body related infeed of the outer tool (mm / revolution of the hollow body) be adjusted or regulated. This allows different neck contours achieve optimal.
  • the device 50 shown in FIG. 1 has several stations 51 for formation a section to be teased and crimped one at both Ends of open cylindrical hollow body 1, in particular a can frame, on.
  • the formation of a tucked and beaded section is fundamental in U.S. Patent 4,070,888, particularly in Figs. 10-14.
  • the device 50 has a body firmly connected to the machine frame 21 52 with a central axis 53.
  • the evenly around axis 53 arranged stations 51 are located in both rotating bodies 54, 55 stored.
  • the rotating bodies 54, 55 are each with a ring gear 56, 57 provided and can be synchronized by a (not shown) rotary drive be rotated.
  • the central axis of rotation 53 can, as shown, be horizontal or be arranged vertically.
  • the rotating bodies 54, 55 can also together form a body.
  • the formation of the section to be teased and crimped on both Ends of open cylindrical hollow body 1 is carried out by two of each opposite Sides insertable into the cylindrical hollow body 1 Molding tools 2 and 3 (hereinafter referred to only briefly as internal tools) and an axially fixed outer mold 4.
  • Molding tools 2 and 3 (hereinafter referred to only briefly as internal tools) and an axially fixed outer mold 4.
  • Axes 2A and 3A of inner tools 2 and 3 are aligned.
  • the Internal tools 2 and 3 are with shafts 2W and 3W in sleeves 14, 15 arranged, which in turn are each rotatably supported in a holder 16, 17 are.
  • the shafts are 2W, 3W with the associated sleeves 14 and 15, respectively e.g. via a spline connection 18 non-rotatably, but axially to each other slidably connected.
  • the inner tools 2, 3 are one or several compression springs 8 and 9 are supported against the sleeves 14 and 15 in the sense that the spring force in each case towards the other
  • the holders 16, 17 are each in a corresponding via a guide shaft 20
  • Guides 22, 23 of the rotating body 54, 55 are not rotatable in the direction of Axes 2A, 3A are slidably guided and are each driven by a linear drive Form of a control groove 24, 25 and one firmly connected to the body 52 engaging driver part 26 attached to the guide shaft 20, e.g. in the form of a guide roller, moving towards and away from each other.
  • the greatest distance between the two inner tools 2, 3 must be apart be greater than the length of the hollow body to be teased and flanged 1 (see Fig. 2).
  • annular gear 28 is attached, which with a further (not shown) rotary drive is connected.
  • the inner tool 2 has - seen in the direction of the inner tool 3 - one to the system one end of the hollow body to be teased and crimped 1 provided stop ring 5, a short cylindrical part 30, one tapering part 31 and a central recess 32.
  • the inner tool 3 has - seen in the direction of the inner tool 2 - one to the system the other end of the hollow body 1 provided stop ring 6, a relatively long cylindrical part 33, the diameter of which is somewhat smaller is the inside diameter of the one to be teased and crimped Hollow body 1, a tapered part 34 and a centering projection 7.
  • the cylindrical parts or sections 30, 33 serve to receive the teasing and flanging hollow body 1.
  • Their outer diameters are the same size and so much slightly smaller than the inside diameter of the Hollow body 1 that the inner tools 2, 3 easily withdrawn from their Position (in which they are apart) in the for detection Retracted hollow body 1 coaxial to the axes 2A, 3A can be.
  • the cylindrical hollow body 1 By rotating the inner tools 2, 3 about their own axes 2A and 3A the cylindrical hollow body 1 is also set in rotation.
  • the Andes Internal tools 2 and 3 provided stop rings 5, 6 position the cylindrical hollow body 1 in the start phase of the necking and flanging process and grasp it with the positive connection given by the springs 8, 9.
  • For mutual centering of the two inner tools 2 and 3 engages the centering approach 7 of the inner tool 3 into the recess 32 of the inner tool 2 a.
  • the outer mold 4 is designed as a profile roller and in a Rotating body 54 pivotally mounted swing arm 35 is mounted.
  • the Swing arm 35 has a driver part 36 designed as a cam roller provided, the in a fixed with respect to the body 52 control groove 37 engages.
  • the cam drive control nut 37, driver part 36
  • the outer die 4 toward the coaxial axes 2A, 3A delivered or removed from them.
  • the relevant wall section of the cylindrical hollow body pressed towards the tapered sections 31, 34.
  • the inner tools give way 2, 3 apart against the force of the springs 8, 9 accordingly.
  • the degree of tapering necking
  • the outer end of the hollow body 1 forms when in contact and sliding on the tapered end 31 an outward Flanged flange, so that there is an overall teased and flared Forms edge section on the hollow body 1.
  • the inner tool 3' has a radially acting Tensioning device 10 with a tensioning piston 11 (hereinafter only briefly Called piston), a cylinder 12 receiving the piston and one Tension chamber 13 on.
  • the piston 11 is in the direction of a compression spring 38 pressed on the inner tool 2 '. If the inner tools 2 ', 3' for Receiving a hollow body 1 are moved apart axially, is the piston 11 pushed so far out that a shoulder or projection 39 from the inner tool 3 'projects outwards.
  • the clamping chamber 13 is a cavity in the inner tool 3 'through a very thin outer wall 40 is formed.
  • the clamping chamber 13 is above a radial bore 41 in line connection with the cylinder 12. Both rooms 12, 13 and the line connection 41 are with a liquid pressure medium filled. If now the inner tools 2 ', 3' for receiving a hollow body 1 move together, the piston 11 over the projection 39 from one part the end face of the inner tool 2 'pressed into the cylinder 12. The displaced pressure medium enters the clamping chamber 13 and expands the thin wall section 40 to the outside, as shown in FIG. 4 somewhat is exaggerated. The flared outer wall portion 40 is gripped thereby the wall of the hollow body 1 and thus creates a good friction connection between the inner tool 3 'and the hollow cylinder 1, making an optimal Carriage is guaranteed.
  • the centering lug 7 of the inner tool 3 slides into the recess 32 of the Inner tool 2.
  • the centering shoulder presses 7 against a friction lining 43 arranged in the recess 32. This The friction lining and the centering projection 7 together form a frictional connection Coupling between the two inner tools, through the inner tool 2 is driven each time the inner tool 3 moves together.
  • Fig. 3 shows a drive for the gear 28, which is assigned to the inner tool is.
  • the gear 28 and the holder 17 are in the working position in dash-dotted lines and in the retracted position in extended Lines shown.
  • a motor 60 attached to the body 52 also drives a gear 62 with an internal toothing 63 on its pinion 61.
  • the gear 62 also has an external toothing 64 which engages with the gear 28 stands. Since the gear 28 is displaced axially, the external toothing has 64 a corresponding width.
  • the motor 60 is speed-controlled, regardless of the speed of the Rotating bodies 54, 55. This allows the control nut 37 to be used Infeed of the outer tool 4 with respect to one revolution of the Internal tools 2, 3 and the hollow body 1 vary.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem Ende eines beidendig offenen zylindrischen Hohlkörpers, insbesondere einer Dosenzarge, mittels zweier Innenwerkzeuge und eines Außenwerkzeugs, wobei die Innenwerkzeuge, von denen mindestens eins drehangetrieben ist, axial relativ zu dem Hohlkörper in dessen Inneres bewegt werden und anschließend das Außenwerkzeug radial derart gegen den auf den Innenwerkzeugen befindlichen Hohlkörper bewegt wird, daß der dafür vorgesehene Abschnitt des Hohlkörpers in eine von den beiden Innenwerkzeugen gemeinsam gebildete konkave Umfangskontur gedrückt wird und wobei das Außenwerkzeug und die Innenwerkzeuge in ihre Ausgangsposition vor dem Verformen des Holkörpers zurückbewegt werden.
Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung zur Durchführung des genannten Verfahrens, die für das zu neckende und bördelnde Ende des zylindrischen Hohlkörpers zwei axial bewegbare Innenwerkzeuge, von denen mindestens eins drehantreibbar ist, mit einer dem geneckten und gebördelten Ende entsprechenden Kontur und ein radial gegen die Innenwerkzeuge bewegliches äußeres Formwerkzeug aufweist.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind aus der EP 0 290 874 A2 bekannt. Die bekannte Vorrichtung eignet sich zum gleichzeitigen Necken und Bördeln beider Enden einer beidendig offenen Dosenzarge. Sie besitzt für jedes Ende eine Werkzeuganordnung, bestehend jeweils aus zwei Innenwerkzeugen und einem äußeren Formwerkzeug. Die beiden Innenwerkzeuge jeder Werkzeuganordnung sind als auf der antreibbaren Welle fest angeordnete Scheibe und als Taumelscheibe ausgebildet. Die fest angeordnete Scheibe weist eine zylindrische Mantelfläche auf, an die sich in Richtung Taumelscheibe eine sich verjüngende Kontur anschließt, die der Neckkontur der fertig geformten Dose entspricht. Der Durchmesser der zylindrischen Fläche ist kleiner als der Innendurchmesser des geneckten Endes der Dosenzarge und damit deutlich kleiner als der Innendurchmesser der zylindrischen Wand der Dosenzarge. Die Taumelscheibe, die ihrer Natur gemäß radial einstellbar ist und dem entsprechend keine feste Drehachse aufweist, ist aus zwei Ringscheiben gebildet, die die Bördel- oder Flanschkontur des geneckten und gebördelten Endes der Dosenzarge aufweisen. Beide Ringscheiben sind durch eine Ringschulter radial gegeneinander festgelegt, aber in axialer Richtung geringfügig gegeneinander verschiebbar, wobei die Ringschulter einen Durchmesser aufweist, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der unverformten Dosenzarge.
Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, daß die Dosenzarge bei ihrer Aufnahme aufgrund der Durchmesserverhältnisse der Innenwerkzeuge nur von einem schmalen Rand der einen Ringscheibe erfaßt wird. Dadurch ist eine sichere Mitnahme der Dosenzarge in Umfangsrichtung nicht sichergestellt, und es kann infolge des zwischen der Dosenzarge und den Innenwerkzeugen möglichen Schlupfes zu Lackbeschädigungen an der Dosenzarge kommen.
Andere bekannte Vorrichtungen zum Necken und Bördeln des offenen Endes des Dosenrumpfes einer sog. Zweiteildose (die im fertigen Zustand aus zwei Teilen, dem mit dem Boden ein Stück bildenden Dosenrumpf und einem Deckel, besteht) bestehen im wesentlichen aus einem den Boden des Hohlkörpers axial fixierenden Bodenstempel, zwei Innenwerkzeugen, durch die die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers in der Phase des Neckens und Bördelns innen abgestützt wird, und einem äußeren Formwerkzeug, das das Necken und Bördeln des Dosenrumpfes bewirkt. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 28 05 321 C2 bzw. der US-PS 4 070 888 bekannt. Bei ihr weisen die beiden Innenwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser auf, wobei zumindest der Durchmesser eines der beiden Innenwerkzeuge wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des geneckten Dosenrumpfes. Die beiden Innenwerkzeuge sind auf einer gemeinsamen Welle mit versetzt angeordneten Wellenabschnitten gegeneinander verschiebbar angeordnet. Nachdem der Dosenkörper mittels des Bodenstempels über die beiden Innenwerkzeuge geschoben worden ist, wird die Wandung des Dosenrumpfes durch eine exzentrische Zustellung der Innenwerkzeuge gegen das äußere Formwerkzeug gedrückt. Während das äußere Formwerkzeug axial nicht verschiebbar ist, werden die beiden Innenwerkzeuge in Abhängigkeit von der Zustelltiefe gegenläufig axial verschoben. Rotatorisch angetrieben ist hierbei nur das äußere Formwerkzeug; die Innenwerkzeuge müssen folglich über den dazwischenliegenden Dosenrumpf auf die erforderliche Solldrehzahl gebracht werden. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung kommt es infolge des zwischen dem Dosenrumpf und den Innenwerkzeugen auftretenden Schlupfes zu Lackbeschädigungen an dem Dosenrumpf. Ferner führt die Ringkontur des äußeren Formwerkzeugs zu Faltenbildungen im eingezogenen (geneckten) Bereich des Dosenrumpfes.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung der zuletzt genannten Art weisen die beiden Innenwerkzeuge ebenfalls unterschiedliche Durchmesser auf, wobei auch in diesem Falle zumindest der Durchmesser eines der beiden Innenwerkzeuge wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des geneckten, wiederum den Rumpf einer Zweiteildose darstellenden Hohlkörpers (EP 0 588 048 A1). Die Innenwerkzeuge sind auf einer Welle angeordnet, wobei eines der Innenwerkzeuge axial verschiebbar ist. Nachdem der Hohlkörper über die beiden Innenwerkzeuge geschoben worden ist und nach exzentrischer Zustellung eines der Innenwerkzeuge wird durch radiale Zustellung einer axial verschiebbaren äußeren Formrolle die Wandung des Hohlkörpers gegen die Innenwerkzeuge gedrückt. Als Funktion der Zustelltiefe werden die Formrolle und eines der Innenwerkzeuge axial verschoben. Bei dieser Vorrichtung ist nur das axial verschiebbare Innenwerkzeug rotatorisch angetrieben. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung kommt es zu Lackbeschädigungen an dem Hohlkörper. Ferner entsteht ein ungleicher Bördel.
Es ist noch eine Vorrichtung bekannt, die zwei axial verschiebbare und radial fixierte Innenwerkzeuge sowie ein axial fixiertes und radial bewegliches äußeres Formwerkzeug aufweist (EP-PS 0 520 693). Auch hierbei haben die beiden Innenwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser, wobei das Innenwerkzeug mit dem kleineren Durchmesser in exzentrischer Position umlaufen kann, in Kontakt mit dem wiederum den Rumpf einer Zweiteildose bildenden Hohlkörper. Das äußere Formwerkzeug ist in der Lage, radiale Bewegungen auszuführen, während der zylindrische Hohlkörper rotiert. Dabei wird das äußere Formwerkzeug in den zu neckenden und zu bördelnden Abschnitt des Hohlkörpers gepreßt. Auch mit dieser Vorrichtung ist wegen der unterschiedlichen Durchmesser der beiden Innenwerkzeuge keine gleichmäßige Bördelung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehenden zu verbessern, daß die beschriebenen Nachteile nicht auftreten und daß mit dem neuen Verfahren bzw. der neuen Vorrichtung beidendig offene zylindrische Hohlkörper, insbesondere Zargen von Dreiteildosen, oberflächenschonend geneckt und gebördelt werden können.
Diese Aufgabe wird, soweit sie das Verfahren betrifft, durch folgende Schritte gelöst:
  • Die beiden Innenwerkzeuge werden von einer voneinander entferten Position mit entgegengesetzter Richtung in den Hohlkörper eingefahren,
  • in der Lage des geringsten Abstandes zwischen den beiden Innenwerkzeugen wird der Hohlkörper von diesen axial fixiert und axial kraftschlüssig erfaßt,
  • es wird ein zusätzlicher, radial wirkender Kraftschluß zwischen mindestens einem Innenwerkzeug und dem Hohlkörper hergestellt
  • und das Außenwerkzeug wird formgebend gegen den Hohlkörper angedrückt.
Durch das Einfahren der Innenwerkzeuge von entgegengesetzten, voneinander entfernten Positionen in den Hohlkörper und durch das Zurückfahren in die Ausgangspositionen können die in den Hohlkörper einfahrenden Teile mit einem relativ großen Durchmesser ausgebildet werden. Und zwar kann dieser Durchmesser größer sein als der Durchmesser des geneckten Teils des Hohlkörpers, da die Innenwerkzeuge zu beiden Seiten des geneckten Teils in ihre Ausgangslage zurückgefahren werden. Durch diesen großen Durchmesser ist eine gute Vorzentrierung des Hohlkörpers auf den Innenwerkzeugen gegeben.
Mit dem axialen Kraftschluß zwischen den Innenwerkzeugen und dem Hohlkörper, der über die Enden des Hohlkörpers erzeugt wird, wird der Hohlkörper auf die Drehzahl der Innenwerkzeuge beschleunigt, ohne daß die Oberfläche an der Innenseite des Hohlkörpers durch Reibung beansprucht wird.
Um die Oberfläche an die Innenseite des Hohlkörpers auch während des eigentlichen Formvorganges (Necken und Bördeln) vor Beschädigungen durch Schlupf zu bewahren, ist vorgesehen, einen zusätzlichen radialen Kraftschluß zwischen zumindest einem Innenwerkzeug und dem Hohlkörper herzustellen.
Um die durch die beiden Innenwerkzeuge gegebene Kontur für das Necken und Bördeln in sich möglichst stabil auszuführen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, die beiden Innenwerkzeuge beim axialen Zusammenfahren zueinander zu zentrieren.
Damit für den Fall, daß nur ein Innenwerkzeug permanent drehangetrieben wird, eine schnelle Beschleunigung des anderen, nicht angetriebenen Innenwerkzeugs erfolgen kann, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß am Ende des axialen Zusammenfahrens der Innenwerkzeuge innerhalb des Hohlkörpers ein eine Drehmitnahme bewirkender Kraft- und/oder Formschluß zwischen den beiden Innenwerkzeugen hergestellt wird.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangsgenannten Art dadurch gelöst,
daß die beiden Innenwerkzeuge
  • an getrennten Wellen angeordnet sind, deren Achsen miteinander fluchten,
  • bei ihrer axialen Beweglichkeit einerseits eine voneinander entfernte Endlage einnehmen, die ein Einführen des Hohlkörpers zwischen die Innenwerkzeuge senkrecht zu ihrer gemeinsamen Achse ermöglicht und andererseits eine Endlage aufweisen, in der sie sich innerhalb des Hohlkörpers befinden,
  • in ihrem zur Aufnahme des Hohlkörpers jeweils vorgesehenen Bereich (zylindrische Teile) den gleichen Durchmesser aufweisen, wobei dieser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers
  • und mit ihrer jeweiligen Welle zusätzlich gegen axialen Druck verschiebbar gelagert sind,
daß in dem zur Aufnahme des zylindrischen Hohlkörpers vorgesehenen Bereich mindestens eines Innenwerkzeugs eine radial wirkende Spannvorrichtung vorgesehen ist, die gegen die Innenwandung des zylindrischen Hohlkörpers andrückbar ist
und daß das äußere Formwerkzeug zur Bildung des geneckten und gebördelten Endes soweit gegen die Profilkonturen der Innenwerkzeuge zustellbar ist, daß die beiden Innenwerkzeuge axial auseinander geschoben werden.
Durch die erfindungsgemäß gestalteten Innenwerkzeuge erfolgt eine vollständige und gleichmäßige Abstützung des zylindrischen Hohlkörpers, wodurch der geneckte und gebördelte Bereich des zylindrischen Hohlkörpers sehr gleichmäßig ausgebildet werden kann. Dadurch, daß die Innenwerkzeuge auf getrennten Wellen angeordnet sind, können diese nach dem Necken (örtliches Verjüngen oder Einziehen der Seitenwand des zylindrischen Körpers, englisch: necking) zu jeweils ihrer Seite aus dem geneckten Hohlkörper herausgezogen werden. Dadurch können die Werkzeuge auch verhältnismäßig groß, jedenfalls größer als der Innendurchmesser des geneckten Bereichs, ausgebildet werden, was eine gute Anlage der Innenwerkzeuge an die Innenwand des zylindrischen Hohlkörpers ermöglicht. Ihr Außendurchmesser ist nur um soviel geringer als der Innendurchmesser des Hohlkörpers, daß ein ungehindertes Bewegen der Innenwerkzeuge in den Hohlkörper hinein und aus diesem heraus möglich ist. Durch die radial wirkende Spannvorrichtung des mindestens einen Innenwerkzeugs, die sich gegen die Innenwandung des zylindrischen Hohlkörpers andrückt, ist ein sicherer, schlupffreier Halt des Hohlkörpers auch beim eigentlichen Formvorgang erreichbar. Ein ungleichmäßiger Materialeinzug kann dadurch vermieden werden. Zweckmäßigerweise ist die Spannvorrichtung mechanisch oder hydraulisch zu betätigen.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Vorrichtung besteht darin, daß beim axialen Zusammenschieben der Innenwerkzeuge eine gegenseitige Zentrierung gegeben ist.
Sofern bei einer Vorrichtung nur ein Innenwerkzeug permanent angetrieben wird, ist vorgesehen, daß die Innenwerkzeuge eine kraft- und/oder formschlüssige Kupplung zu Übertragung von Drehmomenten untereinander aufweisen.
Weiterhin ist es zum axialen Erfassen des Hohlkörpers von Vorteil, wenn die Innenwerkzeuge mit Anschlagringen versehen sind, deren Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist das mindestens eine drehantreibbare Innenwerkzeug mit einem separaten, drehzahlgeregelten Antriebsmotor verbunden. Dadurch läßt sich die Drehzahl der Innenwerkzeuge und ggf. des Hohlkörpers unabhängig von der Drehzahl der Drehkörper einstellen und es kann die auf eine Umdrehung des Hohlkörpers bezogene Zustellung des Außenwerkzeugs (mm/Umdrehung des Hohlkörpers) eingestellt bzw. geregelt werden. Dadurch lassen sich verschiedene Neckkonturen optimal erreichen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt,
Fig. 2
die Vorrichtung mit auseinandergefahrenen Innenwerkzeugen, von denen nur eins ständig angetrieben wird,
Fig. 3
eine Antriebsanordnung für das eine antreibbare Innenwerkzeug der Vorrichtung nach Fig. 2 in schematischer Darstellung und
Fig. 4
eine andere, mit einer Spannvorrichtung versehene Vorrichtung in einem auszugsweisen Längsschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 50 weist mehrere Stationen 51 zur Bildung eines zu neckenden und zu bördelnden Abschnitts eines an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörpers 1, insbesondere einer Dosenzarge, auf. Die Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts ist grundsätzlich in der US-PS 4 070 888, insbesondere in den Fig. 10-14, offenbart. Die Vorrichtung 50 weist einen mit dem Maschinengestell 21 fest verbundenen Körper 52 mit einer zentralen Achse 53 auf. An dem Körper 52 sind zwei Drehkörper 54, 55 um die Achse 53 drehbar gelagert. Die gleichmäßig um die Achse 53 angeordneten Stationen 51 sind jeweils in beiden Drehkörpem 54, 55 gelagert. Die Drehkörper 54, 55 sind jeweils mit einem Zahnkranz 56, 57 versehen und können von einem (nicht dargestellten) Drehantrieb synchron gedreht werden. Die zentrale Drehachse 53 kann dabei, wie dargestellt, waagerecht oder senkrecht angeordnet sein. Die Drehkörper 54, 55 können auch zusammen einen Körper bilden.
Die Bildung des zu neckenden und zu bördelnden Abschnitts des an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörpers 1 erfolgt durch zwei von jeweils gegenüberliegenden Seiten in den zylindrischen Hohlkörper 1 einführbare innere Formwerkzeuge 2 und 3 (im folgenden nur kurz als Innenwerkzeug bezeichnet) sowie ein axial fixiertes äußeres Formwerkzeug 4. Bei dieser Vorrichtung fluchten die Achsen 2A und 3A der Innenwerkzeuge 2 und 3 miteinander. Die Innenwerkzeuge 2 und 3 sind dabei mit Wellen 2W und 3W in Hülsen 14, 15 angeordnet, die wiederum jeweils in einem Halter 16, 17 drehbar gelagert sind. Dabei sind die Wellen 2W, 3W mit den zugehörigen Hülsen 14 bzw. 15 z.B. über eine Keilwellenverbindung 18 verdrehfest, aber axial zueinander verschiebbar verbunden. Die Innenwerkzeuge 2, 3 sind über eine oder mehrere Druckfedem 8 bzw. 9 gegen die Hülsen 14 bzw. 15 in dem Sinne abgestützt, daß die Federkraft jeweils in Richtung auf das andere Innenwerkzeug 3 bzw. 2 gerichtet ist.
Die Halter 16, 17 sind jeweils über einen Führungsschaft 20 in entsprechenden Führungen 22, 23 der Drehkörper 54, 55 nicht drehbar in Richtung der Achsen 2A, 3A gleitbar geführt und werden von jeweils einem Linearantrieb in Form einer fest mit dem Körper 52 verbundenen Steuernut 24, 25 und einem darin eingreifenden, am Führungsschaft 20 befestigten Mitnehmerteil 26, z.B. in Form einer Führungsrolle, aufeinander zu und voneinander weg bewegt. Dabei muß der größte Abstand der beiden Innenwerkzeuge 2, 3 voneinander größer sein als die Länge des zu neckenden und zu bördelnden Hohlkörpers 1 (vgl. Fig. 2).
An dem dem jeweiligen Innenwerkzeug 2 bzw. 3 zugewandten Enden der Hülsen 14, 15 ist jeweils ein ringförmiges Zahnrad 28 befestigt, das mit einem weiteren (nicht dargestellten) Drehantrieb in Verbindung steht. Das Innenwerkzeug 2 weist - in Richtung des Innenwerkzeugs 3 gesehen - einen zur Anlage eines Endes des zu neckenden und zu bördelnden Hohlkörpers 1 vorgesehenen Anschlagring 5, einen kurzen zylindrischen Teil 30, einen sich verjüngenden Teil 31 und eine zentrische Ausnehmung 32 auf. Das Innenwerkzeug 3 weist - in Richtung des Innenwerkzeugs 2 gesehen - einen zur Anlage des anderen Endes des Hohlkörpers 1 vorgesehenen Anschlagring 6, einen relativ langen zylindrischen Teil 33, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des zu neckenden und zu bördelnden Hohlkörpers 1, ein sich verjüngendes Teil 34 und einen Zentrieransatz 7 auf. Die zylindrischen Teile bzw. Abschnitte 30, 33 dienen zur Aufnahme des zu neckenden und zu bördelnden Hohlkörpers 1. Ihre Außendurchmesser sind gleich groß und um soviel geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Hohlkörpers 1, daß die Innenwerkzeuge 2, 3 problemfrei aus ihrer zurückgezogenen Position (in der sie voneinander entfernt sind) in den zum Erfassen koaxial zu den Achsen 2A, 3A bereitgehaltenen Hohlkörper 1 eingefahren werden können.
Durch die Rotation der Innenwerkzeuge 2, 3 um ihre eigene Achse 2A bzw. 3A wird der zylindrische Hohlkörper 1 ebenfalls in Rotation versetzt. Die an den Innenwerkzeugen 2 und 3 vorgesehenen Anschlagringe 5, 6 positionieren den zylindrischen Hohlkörper 1 in der Startphase des Neck- und Bördelprozesses und erfassen ihn mit dem durch die Federn 8, 9 gegebenen Kraftschluß. Zur gegenseitigen Zentrierung der beiden Innenwerkzeuge 2 und 3 greift der Zentrieransatz 7 des Innenwerkzeugs 3 in die Ausnehmung 32 des Innenwerkzeugs 2 ein.
Das äußere Formwerkzeug 4 ist als Profilrolle ausgebildet und in einem am Drehkörper 54 schwenkbar gelagerten Schwingarm 35 gelagert. Der Schwingarm 35 ist mit einem als Kurvenrolle ausgebildeten Mitnehmerteil 36 versehen, der in eine fest in bezug auf den Körper 52 angeordnete Steuemut 37 eingreift. Über den Kurvenantrieb (Steuemut 37, Mitnehmerteil 36) kann das äußere Formwerkzeug 4 in Richtung auf die koaxialen Achsen 2A, 3A hin zugestellt oder von diesen entfernt werden. Wird das äußere Formwerkzeug 4 zugestellt, so wird der betreffende Wandabschnitt des zylindrischen Hohlkörpers in Richtung auf die sich verjüngenden Abschnitte 31, 34 gedrückt. Wird das äußere Formwerkzeug 4, nachdem es (unter Zwischenlage der Wand des Hohlkörpers 1) auf den sich verjüngenden Abschnitten 31, 34 aufliegt, weiter in Richtung auf die Achsen 2A, 3A zugestellt, so weichen die Innenwerkzeuge 2, 3 entgegen der Kraft der Federn 8, 9 entsprechend auseinander. Dabei kann der Grad der Verjüngung (des Neckens) verändert bzw. eingestellt werden. Gleichzeitig bildet das äußere Ende des Hohlkörpers 1 beim Anliegen und Gleiten an dem sich verjüngenden Ende 31 einen nach außen gerichteten Bördelflansch, so daß sich insgesamt ein geneckter und gebördelter Randabschnitt am Hohlkörper 1 bildet.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Vorrichtung mit Innenwerkzeugen 2', 3' und einem äußeren Formwerkzeug 4' weist das Innenwerkzeug 3' eine radial wirkende Spannvorrichtung 10 mit einem Spannkolben 11 (im folgenden nur kurz Kolben genannt), einen den Kolben aufnehmenden Zylinder 12 und eine Spannkammer 13 auf. Der Kolben 11 wird durch eine Druckfeder 38 in Richtung auf das Innenwerkzeug 2' gedrückt. Wenn die Innenwerkzeuge 2', 3' zur Aufnahme eines Hohlkörpers 1 axial auseinander gefahren sind, ist der Kolben 11 soweit nach außen gedrückt, daß ein Ansatz oder Vorsprung 39 aus dem Innenwerkzeug 3' nach außen vorspringt.
Die Spannkammer 13 ist ein Hohlraum im Innenwerkzeug 3', die durch eine sehr dünne Außenwand 40 gebildet ist. Die Spannkammer 13 steht über eine radiale Bohrung 41 in Leitungsverbindung mit dem Zylinder 12. Beide Räume 12, 13 und die Leitungsverbindung 41 sind mit einem flüssigen Druckmedium gefüllt. Wenn nun die Innenwerkzeuge 2', 3' zur Aufnahme eines Hohlkörpers 1 zusammenfahren, wird der Kolben 11 über den Vorsprung 39 von einem Teil der Stirnfläche des Innenwerkzeugs 2' in den Zylinder 12 hineingedrückt. Das dabei verdrängte Druckmedium gelangt in die Spannkammer 13 und weitet den dünnen Wandabschnitt 40 nach außen auf, wie dies in Fig. 4 etwas übertrieben dargestellt ist. Der aufgeweitete Außenwandabschnitt 40 erfaßt dabei die Wand des Hohlkörpers 1 und schafft so eine gute Reibverbindung zwischen dem Innenwerkzeug 3' und dem Hohlzylinder 1, womit eine optimale Mitnahme gewährleistet ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform wird nur das rechte Innenwerkzeug 3 angetrieben, das vorzugsweise, wie bei dem Innenwerkzeug 3' beschrieben, mit einer Spannvorrichtung 10 versehen ist. Demgemäß ist die Hülse 15 mit einem Zahnrad 28 versehen. Die Hülse 14' des linken Innenwerkzeugs 2 weist kein solches Zahnrad auf.
Wenn die Innenwerkzeuge über die Steuernuten zusammengefahren werden, gleitet der Zentrieransatz 7 des Innenwerkzeugs 3 in die Ausnehmung 32 des Innenwerkzeugs 2. Am Ende des Zusammenfahrens drückt der Zentrieransatz 7 gegen einen in der Ausnehmung 32 angeordneten Reibbelag 43. Dieser Reibbelag und der Zentrieransatz 7 bilden zusammen eine kraftschlüssige Kupplung zwischen beiden Innenwerkzeugen, druch die das Innenwerkzeug 2 bei jedem Zusammenfahren von dem Innenwerkzeug 3 angetrieben wird.
Fig. 3 zeigt einen Antrieb für das Zahnrad 28, das dem Innenwerkzeug zugeordnet ist. Dabei sind das Zahnrad 28 und der Halter 17 in der Arbeitsposition in strichpunktierten Linien und in der zurückgezogenen Position in ausgezogenen Linien dargestellt. Ein an dem Körper 52 befestigter Motor 60 treibt mit seinem Ritzel 61 ein Zahnrad 62 mit einer Innenverzahnung 63 an. Das Zahnrad 62 hat femer eine Außenverzahnung 64, die mit dem Zahnrad 28 in Eingriff steht. Da das Zahnrad 28 axial verschoben wird, hat die Außenverzahnung 64 eine entsprechende Breite.
Der Motor 60 ist drehzahlgeregelt, und zwar unabhängig von der Drehzahl der Drehkörper 54, 55. Dadurch läßt sich die durch die Steuemut 37 vorgegebene Zustellung des Außenwerkzeugs 4 in bezug auf jeweils eine Umdrehung der Innenwerkzeuge 2, 3 bzw. des Hohlkörpers 1 variieren.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem Ende eines beidendig offenen zylindrischen Hohlkörpers (1), insbesondere einer Dosenzarge, mittels zweier Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') und eines Außenwerkzeugs (4), wobei die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3'), von denen mindestens eins drehangetrieben ist, axial relativ zu dem Hohlkörper (1) in dessen Inneres bewegt werden und anschließend das Außenwerkzeug (4) radial derart gegen den auf den Innenwerkzeugen befindlichen Hohlkörper (1) bewegt wird, daß sein dafür vorgesehener Abschnitt in eine von den beiden Innenwerkzeugen (2, 3; 2', 3') gemeinsam gebildete konkave Umfangskontur (31, 34) gedrückt wird und wobei das Außenwerkzeug (4) und die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') in ihre Ausgangsposition vor dem Verformen des Hohlkörpers (1) zurückbewegt werden,
    gekennzeichnet durch folgende Schritte:
    Einfahren der beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') von einer voneinander entfernten Position mit entgegengesetzter Richtung in den Hohlkörper (1),
    axiales Fixieren und kraftschlüssiges Erfassen des Hohlkörpers (1) durch die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') in der Lage ihres geringsten Abstandes voneinander,
    Herstellen eines zusätzlichen, radial wirkenden Kraftschlusses zwischen mindestens einem Innenwerkzeug (3') und dem Hohlkörper (1)
    und formgebendes Andrücken des Außenwerkzeugs (4) gegen den Hohlkörper (1).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') beim axialen Zusammenfahren gegeneinander zentriert werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, daß am Ende des axialen Zusammenfahrens der Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') ein Kraft- und/oder Formschluß zwischen dem mindestens einen drehangetriebenen Innenwerkzeug (3) und dem anderen Innenwerkzeug (2) hergestellt wird.
  4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, die für das zu neckende und bördelnde Ende des zylindrischen Hohlkörpers (1) zwei axial bewegbare Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3'), von denen mindestens eins drehantreibbar ist, mit einer dem geneckten und gebördelten Ende entsprechenden Kontur und ein radial gegen die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') bewegliches äußeres Formwerkzeug (4) aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3')
    an getrennten Wellen (2W, 3W) angeordnet sind, deren Achsen (2A, 3A) miteinander fluchten,
    bei ihrer axialen Beweglichkeit einerseits eine voneinander entfernte Endlage einnehmen, die ein Einführen des Hohlkörpers (1) zwischen die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') senkrecht zu ihrer gemeinsamen Achse (2A, 3A) ermöglicht und andererseits eine Endlage aufweisen, in der sie sich innerhalb des Hohlkörpers (1) befinden,
    in ihrem zur Aufnahme des Hohlkörpers (1) vorgesehenen Bereich (zylindrische Teile 30, 33) den gleichen Durchmesser aufweisen, wobei dieser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers (1),
    mit ihrer jeweiligen Welle (2W bzw. 3W) zusätzlich gegen axialen Druck (Federn 8, 9) verschiebbar gelagert sind,
    daß in dem zur Aufnahme des zylindrischen Hohlkörpers (1) vorgesehenen Bereich mindestens eines Innenwerkzeugs (3') eine radial wirkende Spannvorrichtung (10) vorgesehen ist, die gegen die Innenwandung des Zylindrischen Hohlkörpers (1) andrückbar ist
    und daß das äußere Formwerkzeug (4; 4') zur Bildung des geneckten und gebördelten Endes soweit gegen die Profilkonturen der Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') zustellbar ist, daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') dabei axial auseinander geschoben werden.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das eine Innenwerkzeug (3) einen Zentrieransatz (7) und das andere Innenwerkzeug (2) eine entsprechende Ausnehmung (32) aufweist, und
    daß die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') soweit axial zusammenfahrbar sind, daß der Zentrieransatz (7) in die Ausnehmung (32) eindringt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') eine kraft- und/oder formschlüssige Kupplung zur Übertragung von Drehmomenten untereinander aufweisen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') mit Anschlagringen (5, 6) versehen sind, deren Durchmesser größer ist als der Durchmesser des zylindrischen Hohlkörpers (1).
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (10) mechanisch oder hydraulisch betätigbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, daß das mindestens eine drehantreibbare Innenwerkzeug (3) mit einem eigenen, drehzahlgeregelten Antriebsmotor (60) verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
    dadurch gekennzeichnet, daß das Innenwerkzeug (3, 3') mit der Spannvorrichtung drehantreibbar ist.
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