WO1996035529A1 - 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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WO1996035529A1
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inner tools
cylindrical
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Jan Krüger
Harald Schmidt
Walter Sommer
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Krupp Kunststofftechnik Gmbh
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    • B21D51/2615—Edge treatment of cans or tins
    • B21D51/263—Flanging

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a tipped and flanged section at one end of a cylindrical hollow body open at both ends, in particular a can frame, by means of two inner tools and one outer tool, the inner tools, of which at least one is driven in rotation, axially are moved relative to the hollow body in the interior thereof and then the outer tool is moved radially against the hollow body located on the inner tools such that the section of the hollow body provided for this purpose is pressed into a concave circumferential contour formed jointly by the two inner tools and thereby the outer tool and the inner tools are moved back to their starting position before the shaping of the hollow body.
  • the invention further relates to a device for carrying out the above-mentioned method which, for the end to be teased and crimped of the cylindrical hollow body, has two axially movable inner tools, at least one of which can be driven in rotation, with a contour corresponding to the tipped and flanged end and a radially counter the inner tools have a movable outer mold.
  • a generic method and a corresponding device are known from EP 0290 874 A2.
  • the known device is suitable for simultaneously teasing and flanging both ends of a can frame that is open at both ends. It has a tool arrangement for each end, consisting of two inner tools and one outer mold.
  • the two inner tools of each tool arrangement are designed as a disk fixedly arranged on the drivable shaft and as a swashplate.
  • the fixed disc has a cylindrical outer surface, which is followed by a tapering contour in the direction of the swash plate, which contour corresponds to the neck contour of the fully formed can.
  • the diameter of the cylindrical surface is smaller than the inner diameter of the cornered of the can frame and thus significantly smaller than the inside diameter of the cylindrical wall of the can frame.
  • the swash plate which by its nature can be adjusted radially and accordingly has no fixed axis of rotation, is formed from two ring disks which have the flared or flange contour of the tipped and flanged end of the can frame. Both ring disks are fixed radially against one another by an annular shoulder, but are slightly displaceable relative to one another in the axial direction, the annular shoulder having a diameter that is slightly smaller than the inside diameter of the undeformed can frame.
  • a disadvantage of the known device is that the can body is only gripped by a narrow edge of the one ring disk when it is received due to the diameter ratios of the inner tools. As a result, a secure entrainment of the can body in the circumferential direction is not ensured, and paint damage to the can body can occur as a result of the possible slippage between the can body and the internal tools.
  • the two inner tools have different diameters, with at least the diameter of one of the two inner tools being substantially smaller than the inner diameter of the tinned can body.
  • the two inner tools are arranged on a common shaft with staggered shaft sections displaceable relative to each other. After the can body has been pushed over the two inner tools by means of the base stamp, the wall of the can body is made up by an eccentric infeed of the inner tools against the outer mold __ _ _ _
  • the two inner tools also have different diameters, and in this case too, at least the diameter of one of the two inner tools is significantly smaller than the inner diameter of the tipped hollow body, which in turn represents the body of a two-part can (EP 0588048 A1).
  • the inner tools are arranged on a shaft, one of the inner tools being axially displaceable. After the hollow body has been pushed over the two inner tools and after eccentric infeed of one of the inner tools, the wall of the hollow body is pressed against the inner tools by radial infeed of an axially displaceable outer shaping roller. The form roller and one of the internal tools are moved axially as a function of the infeed depth. In this device, only the axially displaceable inner tool is driven in rotation. This known device also causes damage to the lacquer on the hollow body. There is also an uneven crimp.
  • a device which has two axially displaceable and radially fixed inner tools and an axially fixed and radially movable outer molding tool (EP-PS 0520693).
  • the two inner tools have different diameters, the inner tool with the smaller diameter being able to rotate in an eccentric position in contact with the hollow body, which in turn forms the body of a two-part can.
  • the outer die is capable of radial movements while the cylindrical hollow body rotates. It will outer molding tool pressed into the section of the hollow body to be teased and crimped. Even with this device, because of the different diameters of the two inner tools, it is not possible to achieve a uniform bulge.
  • the invention is based on the object of improving the method and the device of the type mentioned at the outset such that the disadvantages described do not occur and that the new method and the new device have cylindrical hollow bodies which are open at both ends, in particular frames of three-part cans, and are gentle on the surface can be teased and flanged.
  • the two inner tools are inserted into the hollow body from a position distant from one another in the opposite direction,
  • the hollow body In the position of the smallest distance between the two inner tools, the hollow body is axially fixed by these and gripped axially in a non-positive manner,
  • the parts moving into the hollow body can be designed with a relatively large diameter. Namely, this diameter can be larger than the diameter of the tipped part of the hollow body, since the inner tools are moved back to their starting position on both sides of the tipped part. This large diameter ensures good pre-centering of the hollow body on the internal tools. With the axial frictional connection between the inner tools and the hollow body, which is generated via the ends of the hollow body, the hollow body is accelerated to the speed of the inner tools without the surface on the inside of the hollow body being stressed by friction.
  • an additional radial frictional connection between at least one internal tool and the hollow body is provided.
  • the object underlying the invention is achieved in a device of the type mentioned in that the two inner tools
  • At least one inner tool has a radially acting clamping device which can be pressed against the inner wall of the cylindrical hollow body and that the outer mold for forming the tipped and flanged end can be advanced against the profile contours of the inner tools to such an extent that the two inner tools are pushed axially apart.
  • the internal tools designed according to the invention provide complete and uniform support for the cylindrical hollow body, as a result of which the necked and flanged region of the cylindrical hollow body can be made very uniform. Because the inner tools are arranged on separate shafts, they can be pulled out of the tucked hollow body to their side after teasing (local tapering or pulling in the side wall of the cylindrical body, English: necking). As a result, the tools can also be designed to be relatively large, in any case larger than the inside diameter of the cornered area, which enables the inside tools to rest well against the inside wall of the cylindrical hollow body. Their outer diameter is only so much smaller than the inner diameter of the hollow body that an unimpeded movement of the inner tools into and out of the hollow body is possible.
  • a particularly expedient embodiment of the device consists of mutual centering when the inner tools are pushed together axially.
  • the inner tools have a non-positive and / or positive coupling for transmitting torques to one another.
  • the inner tools are provided with stop rings, the diameter of which is larger than the inner diameter of the cylindrical hollow body.
  • the at least one rotationally drivable inner tool is connected to a separate, speed-controlled drive motor.
  • the speed of the inner tools and, if appropriate, of the hollow body can be set independently of the speed of the rotating body, and the infeed of the outer tool (mm / revolution of the hollow body) related to one revolution of the hollow body can be set or regulated. Different neck contours can thereby be optimally achieved.
  • FIG. 1 shows a device according to the invention in longitudinal section
  • FIG. 2 shows the device with the internal tools moved apart, of which only one is constantly driven
  • Fig. 3 shows a drive arrangement for the one drivable inner tool of the device of FIG. 2 in a schematic representation
  • the device 50 shown in FIG. 1 has several stations 51 for forming a section to be teased and crimped of a cylindrical hollow body 1 open at both ends, in particular a can frame.
  • the formation of a tucked and crimped section is basically disclosed in US Pat. No. 4,070,888, particularly in FIGS. 10-14.
  • the device 50 has a body 52 which is fixedly connected to the machine frame 21 and has a central axis 53. On the body 52, two rotary bodies 54, 55 are rotatably mounted about the axis 53.
  • the stations 51 arranged uniformly about the axis 53 are each mounted in both rotating bodies 54, 55.
  • the rotary bodies 54, 55 are each provided with a ring gear 56, 57 and can be rotated synchronously by a rotary drive (not shown).
  • the central axis of rotation 53 can, as shown, be arranged horizontally or vertically.
  • the rotary body 54, 55 can also form a body together.
  • the section of the cylindrical hollow body 1 which is open at both ends and is to be teased and crimped is formed by two inner molds 2 and 3 (hereinafter referred to only briefly as inner tool) which can be inserted into the cylindrical hollow body 1 from opposite sides axially fixed outer mold 4.
  • inner tool two inner molds 2 and 3
  • the inner tools 2 and 3 are arranged with shafts 2W and 3W in sleeves 14, 15, which in turn are each rotatably mounted in a holder 16, 17.
  • the shafts 2W, 3W with the associated sleeves 14 and 15 are non-rotatable, for example via a splined shaft connection 18, but axially to one another slidably connected.
  • the inner tools 2, 3 are supported via one or more compression springs 8 and 9 against the sleeves 14 and 15 in the sense that the spring force is directed in the direction of the other inner tool 3 and 2, respectively.
  • the holders 16, 17 are each guided via a guide shaft 20 in corresponding guides 22, 23 of the rotary bodies 54, 55 so as not to be rotatable in the direction of the axes 2A, 3A and are each connected by a linear drive in the form of a body to the body 52 Control groove 24, 25 and a driver part 26 engaging therein and fastened to the guide shaft 20, for example 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 greater than the length of the hollow body 1 to be teased and flanged (see FIG. 2).
  • annular gear wheel 28 is fastened, which is connected to a further (not shown) rotary drive.
  • the inner tool 2 has - seen in the direction of the inner tool 3 - a stop ring 5 provided for abutment of one end of the hollow body 1 to be teased and flanged, a short cylindrical part 30, a tapering part 31 and a central recess 32.
  • the inner tool 3 has - seen in the direction of the inner tool 2 - a stop ring 6 provided for contacting the other end of the hollow body 1, a relatively long cylindrical part 33, the diameter of which is somewhat smaller than the inside diameter of the one to be teased and flanged Hohlkö ⁇ ers 1, a tapered part 34 and a centering projection 7.
  • the cylindrical parts or sections 30, 33 serve to receive the hollow body 1 to be teased and flanged.
  • Their outer diameters are the same size and are so much smaller than the inner diameter of the hollow body 1 that the inner tools 2, 3 can be withdrawn from them without any problems Position (in which they are apart) in the for detection 10 coaxial to the axes 2A, 3A ready hollow body 1 can be retracted.
  • 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 stop rings 5, 6 provided on the inner tools 2 and 3 position the cylindrical hollow body 1 in the starting phase of the necking and flanging process and grasp it with the force fit given by the springs 8, 9.
  • the centering projection 7 of the inner tool 3 engages in the recess 32 of the inner tool 2.
  • the outer molding tool 4 is designed as a profile roller and is mounted in a swing arm 35 pivotably mounted on the rotary body 54.
  • the swing arm 35 is provided with a follower part 36 designed as a cam roller, which engages in a control groove 37 arranged fixedly with respect to the body 52.
  • the cam drive control groove 37, driver part 36
  • the outer molding tool 4 can be advanced in the direction of the coaxial axes 2A, 3A or removed therefrom. If the outer mold 4 is fed in, the relevant wall section of the cylindrical hollow body is pressed in the direction of the tapering sections 31, 34.
  • the outer mold 4 After it lies (with the wall of the hollow body 1 in between) on the tapered sections 31, 34, is further advanced in the direction of the axes 2A, 3A, the inner tools 2, 3 give way against the force of the springs 8, 9 apart accordingly.
  • the degree of tapering (necking) can be changed or adjusted.
  • the outer end of the hollow body 1 forms an outwardly directed flange flange when it contacts and slides against the tapered end 31, so that a tipped and flanged edge section is formed on the hollow body 1 overall.
  • the inner tool 3' has a radially acting clamping device 10 with a clamping piston 11 (hereinafter referred to as piston only), one which receives the piston Cylinder 12 and a clamping chamber 13.
  • the piston 11 is pressed by a compression spring 38 in the direction of the inner tool 2 '.
  • the clamping chamber 13 is a cavity in the inner tool 3 ′, which is formed by a very thin outer wall 40.
  • the clamping chamber 13 is connected to the cylinder 12 via a radial bore 41. Both spaces 12, 13 and the line connection 41 are filled with a liquid pressure medium.
  • the sleeve 15 is provided with a gear 28.
  • the sleeve 14 'of the left-hand inner tool 2 has no such gear.
  • Fig. 3 shows a drive for the gear 28, which is assigned to the inner tool.
  • the gear 28 and the holder 17 are shown in the working position in dash-dotted lines and in the retracted position in solid lines.
  • a motor 60 fastened to the body 52 drives a pinion 62 with an internal toothing 63 with its pinion 61.
  • the gear 62 also has an external toothing 64 which engages with the gear 28. Since the gear 28 is displaced axially, the external toothing 64 has a corresponding width.
  • the motor 60 is speed-controlled, regardless of the speed of the rotating bodies 54, 55.
  • the infeed of the outer tool 4 predetermined by the control nut 37 can be varied with respect to one revolution of the inner tools 2, 3 or of the hollow body 1.

Abstract

Eine Vorrichtung für die Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem Ende eines an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörpers (1), beispielsweise einer Dosenzarge, weist zwei axial verschiebbare und radial fixierte Innenwerkzeuge (2, 3) und ein axial fixiertes und radial bewegliches äußeres Formwerkzeug (4) auf. Das äussere Formwerkzeug (4) führt bei der Bildung des geneckten und gebördelten Abschnitts eine radiale Zustellbewegung auf die Innenwerkzeuge (2, 3) aus und rückt dabei zwischen die Profilkonturen der beiden die Innenkontur des Abschnitts formenden Innenwerkzeuge (2, 3) vor, wobei die beiden Innenwerkzeuge (2, 3) auseinander geschoben werden. Die Achsen (2A, 3A) der beiden Innenwerkzeuge (2, 3) fluchten miteinander. Die beiden Innenwerkzeuge (2, 3) weisen den gleichen Durchmesser auf, der nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers (1).

Description

Verfahren zur Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem zylindrischen Hohlkörper und Vorrichtung zum Durchfuhren des Verfahrens
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung eines geneckten und gebördel¬ ten Abschnitts an einem Ende eines beidendig offenen zylindrischen Hohlkör¬ pers, insbesondere einer Dosenzarge, mittels zweier Innenwerkzeuge und ei¬ nes 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 Innenwerk¬ zeugen gemeinsam gebildete konkave Umfangskontur gedrückt wird und wo¬ bei 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 ent¬ sprechenden Kontur und ein radial gegen die Innenwerkzeuge bewegliches äußeres Formwerkzeug aufweist.
Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung sind aus der EP 0290 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 antreibba¬ ren 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 En- des der Dosenzarge und damit deutlich kleiner als der Innendurchmesser der zylindrischen Wand der Dosenzarge. Die Taumelscheibe, die ihrer Natur ge¬ mäß radial einstellbar ist und dem entsprechend keine feste Drehachse auf¬ weist, 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 Hohl¬ körpers axial fixierenden Bodenstempel, zwei Innenwerkzeugen, durch die die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers in der Phase des Neckens und Bör¬ delns 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 zu¬ mindest der Durchmesser eines der beiden Innenwerkzeuge wesentlich klei¬ ner 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 ge¬ schoben worden ist, wird die Wandung des Dosenrumpfes durch eine exzen¬ trische 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 ge¬ genläufig axial verschoben. Rotatorisch angetrieben ist hierbei nur das äußere Formwerkzeug; die Innenwerkzeuge müssen folglich über den dazwischenlie¬ genden Dosenrumpf auf die erforderliche Solidrehzahl gebracht werden. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung kommt es infolge des zwischen dem Dosen¬ rumpf und den Innenwerkzeugen auftretenden Schlupfes zu Lackbeschädi¬ gungen an dem Dosenrumpf. Ferner führt die Ringkontur des äußeren Form¬ werkzeugs 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 Innen¬ werkzeuge wesentlich kleiner ist als der Innendurchmesser des geneckten, wiederum den Rumpf einer Zweiteildose darstellenden Hohlkörpers (EP 0588048 A1). Die Innenwerkzeuge sind auf einer Welle angeordnet, wo¬ bei eines der Innenwerkzeuge axial verschiebbar ist. Nachdem der Hohlkörper über die beiden Innenwerkzeuge geschoben worden ist und nach exzentri¬ scher 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 Vor¬ richtung ist nur das axial verschiebbare Innenwerkzeug rotatorisch angetrie¬ ben. Auch bei dieser bekannten Vorrichtung kommt es zu Lackbeschädigun¬ gen 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 äuße¬ res Formwerkzeug aufweist (EP-PS 0520693). Auch hierbei haben die bei¬ den Innenwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser, wobei das Innenwerk¬ zeug 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 unterschied¬ lichen Durchmesser der beiden Innenwerkzeuge keine gleichmäßige Börde- lung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehenden zu verbessem, daß die beschrie¬ benen 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 wer¬ den können.
Diese Aufgabe wird, soweit sie das Verfahren betrifft, durch folgende Schritte gelöst:
- Die beiden Innenwerkzeuge werden von einer voneinander entferten Posi¬ tion mit entgegengesetzter Richtung in den Hohlkörper eingefahren,
- in der Lage des geringsten Abstandes zwischen den beiden Innenwerkzeu¬ gen 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 ange¬ drückt.
Durch das Einfahren der Innenwerkzeuge von entgegengesetzten, voneinan¬ der 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 Hohl¬ körpers, 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 Hohl¬ körper, 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 ei¬ gentlichen 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 Zusam¬ menfahren zueinander zu zentrieren.
Damit für den Fall, daß nur ein Innenwerkzeug permanent drehangetrieben wird, eine schnelle Beschleunigung des anderen, nicht angetriebenen Innen¬ werkzeugs erfolgen kann, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgese¬ hen, daß am Ende des axialen Zusammenfahrens der Innenwerkzeuge inner¬ halb 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 End¬ lage einnehmen, die ein Einführen des Hohlkörpers zwischen die Innen¬ werkzeuge senkrecht zu ihrer gemeinsamen Achse ermöglicht und ande¬ rerseits 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 aulweisen, wobei dieser nur geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkör¬ pers
- und mit ihrer jeweiligen Welle zusätzlich gegen axialen Druck verschiebbar gelagert sind, daß in dem zur Aufnahme des zylindrischen Hohlkörpers vorgesehenen Be¬ reich mindestens eines Innenwerkzeugs eine radial wirkende Spannvorrich¬ tung vorgesehen ist, die gegen die Innenwandung des zylindrischen Hohlkör¬ pers andrückbar ist und daß das äußere Formwerkzeug zur Bildung des geneckten und gebördel¬ ten Endes soweit gegen die Profilkonturen der Innenwerkzeuge zustellbar ist, daß die beiden Innenwerkzeuge axial auseinander geschoben werden.
Durch die erfindungsgemäß gestalteten Innenwerkzeuge erfolgt eine voll¬ ständige und gleichmäßige Abstützung des zylindrischen Hohlkörpers, wo¬ durch 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 Hohlkör¬ per herausgezogen werden. Dadurch können die Werkzeuge auch verhält¬ nismäßig 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 Außendurchmes¬ ser ist nur um soviel geringer als der Innendurchmesser des Hohlkörpers, daß ein ungehindertes Bewegen der Innenwerkzeuge in den Hohlköφer hinein und aus diesem heraus möglich ist. Durch die radial wirkende Spannvorrichtung des mindestens einen Innenwerkzeugs, die sich gegen die Innenwandung des zylindrischen Hohlköφers andrückt, ist ein sicherer, schlupffreier Halt des Hohlköφers auch beim eigentlichen Formvorgang erreichbar. Ein ungleichmäßiger Materialeinzug kann dadurch vermieden werden. Zweck- mäßigerweise ist die Spannvorrichtung mechanisch oder hydraulisch zu betä¬ tigen.
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 form¬ schlüssige Kupplung zu Übertragung von Drehmomenten untereinander auf¬ weisen.
Weiterhin ist es zum axialen Erfassen des Hohlköφers von Vorteil, wenn die Innenwerkzeuge mit Anschlagringen versehen sind, deren Durchmesser größer ist als der Innendurchmesser des zylindrischen Hohlköφers.
Bei einer besonders vorteilhaften Weiterbildung der Vorrichtung ist das min¬ destens eine drehantreibbare Innenwerkzeug mit einem separaten, drehzahl¬ geregelten Antriebsmotor verbunden. Dadurch läßt sich die Drehzahl der In¬ nenwerkzeuge und ggf. des Hohlkörpers unabhängig von der Drehzahl der Drehköφer einstellen und es kann die auf eine Umdrehung des Hohlkörpers bezogene Zustellung des Außenwerkzeugs (mm/Umdrehung des Hohlköφers) eingestellt bzw. geregelt werden. Dadurch lassen sich verschiedene Neckkon¬ turen optimal erreichen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver¬ bindung 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 Bil¬ dung eines zu neckenden und zu bördelnden Abschnitts eines an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlköφers 1 , insbesondere einer Dosenzarge, auf. Die Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts ist grundsätzlich in der US-PS 4070888, insbesondere in den Fig. 10-14, offenbart. Die Vor¬ richtung 50 weist einen mit dem Maschinengestell 21 fest verbundenen Köφer 52 mit einer zentralen Achse 53 auf. An dem Köφer 52 sind zwei Drehköφer 54, 55 um die Achse 53 drehbar gelagert. Die gleichmäßig um die Achse 53 angeordneten Stationen 51 sind jeweils in beiden Drehköφern 54, 55 gelagert. Die Drehköφer 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, waa¬ gerecht oder senkrecht angeordnet sein. Die Drehköφer 54, 55 können auch zusammen einen Köφer bilden.
Die Bildung des zu neckenden und zu bördelnden Abschnitts des an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlköφers 1 erfolgt durch zwei von jeweils ge¬ genüberliegenden Seiten in den zylindrischen Hohlkörper 1 einführbare innere Formwerkzeuge 2 und 3 (im folgenden nur kurz als Innenwerkzeug bezeich¬ net) 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 Druckfedern 8 bzw. 9 gegen die Hülsen 14 bzw. 15 in dem Sinne ab¬ gestützt, 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 entsprechen¬ den Führungen 22, 23 der Drehköφer 54, 55 nicht drehbar in Richtung der Achsen 2A, 3A gleitbar geführt und werden von jeweils einem Linearantrieb in Form einer fest mit dem Köφer 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 Hül¬ sen 14, 15 ist jeweils ein ringförmiges Zahnrad 28 befestigt, das mit einem weiteren (nicht dargestellten) Drehantrieb in Verbindung steht. Das Innenwerk¬ zeug 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 Innen¬ werkzeug 3 weist - in Richtung des Innenwerkzeugs 2 gesehen - einen zur An¬ lage des anderen Endes des Hohlköφers 1 vorgesehenen Anschlagring 6, einen relativ langen zylindrischen Teil 33, dessen Durchmesser etwas geringer ist als der Innendurchmesser des zu neckenden und zu bördelnden Hohlköφers 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 zurückge¬ zogenen Position (in der sie voneinander entfernt sind) in den zum Erfassen 10 koaxial zu den Achsen 2A, 3A bereitgehaltenen Hohlköφer 1 eingefahren werden können.
Durch die Rotation der Innenwerkzeuge 2, 3 um ihre eigene Achse 2A bzw. 3A wird der zylindrische Hohlköφer 1 ebenfalls in Rotation versetzt. Die an den Innenwerkzeugen 2 und 3 vorgesehenen Anschlagringe 5, 6 positionieren den zylindrischen Hohlköφer 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 Zen¬ trieransatz 7 des Innenwerkzeugs 3 in die Ausnehmung 32 des Innenwerk¬ zeugs 2 ein.
Das äußere Formwerkzeug 4 ist als Profilrolle ausgebildet und in einem am Drehköφer 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 Köφer 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 Hohlkör¬ pers in Richtung auf die sich verjüngenden Abschnitte 31, 34 gedrückt. Wird das äußere Formwerkzeug 4, nachdem es (unter Zwischenlage der Wand des Hohlköφers 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 wir¬ kende 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 Rich¬ tung auf das Innenwerkzeug 2' gedrückt. Wenn die Innenwerkzeuge 2', 3' zur Aufnahme eines Hohlköφers 1 axial auseinander gefahren sind, ist der Kol¬ ben 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 Leitungsvenbindung mit dem Zylinder 12. Beide Räume 12, 13 und die Leitungsvenbindung 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 Hohlköφers 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 Innen¬ werkzeug 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 Innen¬ werkzeugs 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 12
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 zuge¬ ordnet ist. Dabei sind das Zahnrad 28 und der Halter 17 in der Arbeitsposition in strichpunktierten Linien und in der zurückgezogenen Position in ausgezoge¬ nen Linien dargestellt. Ein an dem Körper 52 befestigter Motor 60 treibt mit seinem Ritzel 61 ein Zahnrad 62 mit einer Innenverzahήung 63 an. Das Zahn¬ rad 62 hat ferner eine Außenverzahnung 64, die mit dem Zahnrad 28 in Ein¬ griff steht. Da das Zahnrad 28 axial verschoben wird, hat die Außenverzah¬ nung 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

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem Ende eines beidendig offenen zylindrischen Hohlkörpers (1), ins¬ besondere 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 Hohlköφer (1) in dessen Inneres bewegt werden und anschließend das Außenwerkzeug (4) radial derart gegen den auf den Innenwerkzeugen befindlichen Hohlköφer (1) bewegt wird, daß sein dafür vorgesehener Abschnitt in eine von den beiden Innenwerkzeugen (2, 3; 2', 3') gemein¬ sam 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 Hohlköφers (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 Hohlköφer (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). 14
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') beim axialen Zusammenfah¬ ren 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 Hohlköφers (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 In¬ nenwerkzeuge (2, 3; 2', 3') bewegliches äußeres Formwerkzeug (4) auf¬ weist, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Innen Werkzeuge (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), 15
- mit ihrer jeweiligen Welle (2W bzw. 3W) zusätzlich gegen axialen
Druck (Federn 8, 9) verschiebbar gelagert sind, daß in dem zur Aufnahme des zylindrischen Hohlköφers (1) vorgesehe¬ nen Bereich mindestens eines Innenwerkzeugs (3') eine radial wirkende Spannvorrichtung (10) vorgesehen ist, die gegen die Innenwandung des Zylindrischen Hohlköφers (1) andrückbar ist und daß das äußere Formwerkzeug (4; 4') zur Bildung des geneckten und gebördelten Endes soweit gegen die Profilkonturen der Innenwerk¬ zeuge (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 zylindri¬ schen 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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