WO2012127026A2 - Vorrichtung und verfahren zum abschneiden eines endabschnitts eines dosenrohlings - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum abschneiden eines endabschnitts eines dosenrohlings Download PDF

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WO2012127026A2
WO2012127026A2 PCT/EP2012/055187 EP2012055187W WO2012127026A2 WO 2012127026 A2 WO2012127026 A2 WO 2012127026A2 EP 2012055187 W EP2012055187 W EP 2012055187W WO 2012127026 A2 WO2012127026 A2 WO 2012127026A2
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axis
cutting
conveyor
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Klaus Blei
Uwe Günther
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Schuler Pressen Gmbh
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    • B26D7/00—Details of apparatus for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D7/06—Arrangements for feeding or delivering work of other than sheet, web, or filamentary form
    • B26D7/0625—Arrangements for feeding or delivering work of other than sheet, web, or filamentary form by endless conveyors, e.g. belts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B26D7/01—Means for holding or positioning work
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    • B65G47/74—Feeding, transfer, or discharging devices of particular kinds or types
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    • B65G47/846—Star-shaped wheels or wheels equipped with article-engaging elements
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    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T83/00—Cutting
    • Y10T83/465—Cutting motion of tool has component in direction of moving work
    • Y10T83/4734—Flying support or guide for work

Definitions

  • the invention relates to a method and a
  • Device for cutting for example, laser cutting a can blank.
  • the can blank has a lateral surface and a can bottom. Depending on the manufacturing process of this can blank, the edge may be uneven and jagged. In these cases, it is necessary, the axial end portion of the can blank with a
  • the cutting means can be any suitable cutting agent.
  • the cutting means can be any suitable cutting agent.
  • Holding devices is on a turntable a
  • a laser is arranged, which forms the axial end portion of a
  • Cropping is done by a laser cutting unit, however is not described in detail.
  • the device for cutting a can blank has one around a first one
  • Each can receptacle serves to receive one can blank each.
  • the can blank is positioned and held by a retainer in the can receptacle.
  • the holding device has a rotatable about a second axis of rotation plate, wherein the second axis of rotation in particular with the longitudinal axis of the can blank
  • a cutting means moves in accordance with the movement of the conveyor and in particular
  • the can blank concerned will be both the first
  • Rotary axis as well as moved around the second axis of rotation. Since a standstill or a delay of the conveyor during cutting is not required, a large number of can blanks per unit time can be processed.
  • the conveyor rotates at 210 revolutions per minute and has ten can receptacles. Let that way to process 2100 cans per minute.
  • the contact duration of the cutting means with the can blank is very short and preferably less than 100 milliseconds, for example 15 to 50 milliseconds.
  • a cutting means can be a mechanical
  • Cutting tool with a cutting edge of diamond or ceramic serve.
  • the cutting edge is brought into contact with the lateral surface of the can blank.
  • the cutting tool can be arranged radially or obliquely to the first axis of rotation displaceable on the conveyor.
  • each can receptacle is a separate one
  • a laser beam can also be used as the cutting means.
  • Laser beam is fixedly mounted on a machine frame, so that the conveyor and the
  • Laser source for example, a solid-state laser and preferably a fiber laser can be used.
  • a solid-state laser and preferably a fiber laser can be used.
  • Laser beam can be emitted as a continuous beam during the contact period.
  • the device has a
  • the deflection of the laser beam is adjusted to the rotational movement of the conveyor or the can blank around the first axis of rotation.
  • the focal position of the laser beam remains during the processing of the
  • the deflecting device can be mounted to be displaceable parallel to the first axis of rotation and / or to the second axis of rotation. This allows processing can blanks with different heights in the same device.
  • the deflection device has a plurality of reflection surfaces.
  • the deflection can be at the same speed as the
  • Can receptacle is associated with a reflection surface over which the laser beam to the there
  • the Refelexions vom are seen in the circumferential direction around the first axis of rotation is not flat, but preferably convex spherical, since they move relative to the incident laser beam from the laser source and the focus point of the deflected emergent laser beam must be carried unchanged during cutting relative to the second axis of rotation.
  • Holding device on a holding element which is displaceable between a rest position and a holding position.
  • the holding element releases the can receptacle, so that a can blank can be picked up or delivered.
  • the holding element secures and supports the can blank in the can receptacle.
  • a part of the holding element can support the can blank on its lateral surface, so that an accurate positioning of the can blank for laser cutting is ensured.
  • the holding element may be, for example, an arcuate or annular
  • This support member may partially or completely enclose the lateral surface of the can blank in the holding position in the circumferential direction. It is particularly advantageous if the support member has on its inside an air bearing. This allows the can blank to be precisely positioned. In addition, will
  • the device may comprise a curved rail in a preferred embodiment.
  • a mechanically connected to the holding part curve follower rest against the curved rail.
  • the cam follower follows the cam during rotation of the conveyor about the first axis of rotation and thereby may cause a displacement of the holder depending on the course of the cam.
  • the position of the holding part or the displacement of the holding part is adjusted to the rotational position or rotation of the
  • the plate can be permanently driven or alternatively stand still when the can blank in the
  • the plate is rotatably connected in one embodiment with a drive wheel, the rotation of the can blank about its longitudinal axis can be effected very easily by rotation of the drive wheel.
  • an arcuate drive rail coaxial with the first axis of rotation may be present.
  • the drive wheel comes into contact with the inner side of the drive rail, it rolls on this side and causes the plate to rotate about the second axis of rotation.
  • the length of the arcuate side of the drive rail is greater than the circumference of the
  • Rotary axis performs while the drive wheel on the
  • Anfahrschiene abuts. This ensures that sufficient time is available for the complete cutting of an axial end portion of the can blank.
  • the standstill of the plate during the recording and / or the delivery of a can blank can be realized in a simple manner.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a
  • Figure 2 is a schematic, sectioned
  • Figure 3 is a diagram showing the switching of a
  • Figure 4 shows an alternative embodiment of the device with a mechanical cutting tool instead of a laser.
  • Figures 1 and 2 show an apparatus 10 for cutting can blanks 11 by means of a laser and in particular for cutting an axial end portion 12 of the can blank 11th
  • a transport wheel 16 which is rotatably mounted about a transport wheel rotation axis 17.
  • the transport wheel 16 rotates counterclockwise. On its outer circumference has the
  • Transportradaus strictly terme 18 have a preferably circular arc-shaped first recess portion 19 whose arcuate course in the preferred
  • Embodiment is adapted to the diameter of the lateral surface 20 of the can blank 11. At the first
  • Recess section 19 is followed by a planar second recess portion 21 which is tangent to the first
  • Recess section 19 extends.
  • a guide element 22 is arranged, which has a guide surface along which the can blanks 11 slide during the rotation of the transport wheel 16 along.
  • the distance of the guide element 22 from the TransportradausEnglishept 18 and the Transportrad- rotation axis 17 is adapted to the diameter of the lateral surface 20 of the can blanks 11.
  • the conveyor 27 is rotatably disposed about a first axis of rotation Dl.
  • the conveyor 27 rotates opposite to the transport wheel 16 and
  • Embodiment be up to about 210 revolutions per minute.
  • the conveyor 27 has a plurality and
  • FIG. 1 shows only a few can shots 28 as well as some
  • Transport recesses 18 a can blank 11 shown.
  • the conveyor 27 is illustrated in Figure 1 only very much schematized. Their essential components are in the partial representation of
  • Each can receptacle 28 is a holding device 29 for holding and positioning the can blank 11
  • the holding device 29 includes a rotatable about a second axis of rotation D2 plate 30.
  • the plate 30 is one
  • Can bottom 32 is adapted, which has a concave from the outside, central concavity, in the one corresponding projection 33 of the intermediate piece 31st
  • the intermediate piece 31 is exchangeable and is arranged on a base part of the plate 30 depending on the can blanks 11 to be processed.
  • the plate 30 is rotationally fixed on a shaft 37th
  • the shaft 37 is rotatably mounted coaxially with the second axis of rotation D2 via a first bearing arrangement 38 on a carrier 39.
  • the carrier 39 has two legs 40 which are spaced apart in the direction of the second axis of rotation D 2 and which are perforated along the second axis of rotation D 2 and each carry a bearing of the first bearing arrangement 38.
  • the shaft 37 passes through the two legs 40.
  • the carrier 39 has a recess 41. In this area, a drive wheel 42 is secondarily disposed on the shaft 37 rotatably.
  • the carrier 39 is non-rotatably connected with its inner end region 43 to a drive shaft 44 of the conveyor 27.
  • the drive shaft 44 is arranged coaxially with the first axis of rotation Dl.
  • the inner end 43 is supported on a flange 45 of the
  • Drive shaft 44 from. At two axially spaced locations is the drive shaft 44 by means of a second
  • a curve rail 51 is arranged, for example, below the carrier 43, which runs in the embodiment at a constant distance to the first axis of rotation Dl and is closed annularly.
  • the curved rail 51 is divided along its course into a plurality of peripheral sections which are parallel or oblique to a plane perpendicular to the first
  • Rotary axis Dl is oriented.
  • the cam rail 51 has two axially spaced portions which are parallel to the plane and connected to each other via two portions which extend obliquely to this plane.
  • a curve follower 52 At the cam rail 51 is a curve follower 52.
  • the cam follower 52 surrounds the cam rail 51 and is in the direction of the first axis of rotation Dl seen from two opposite sides of the cam rail 51 at.
  • the cam follower 52 has in the embodiment of two rollers 53, which from opposite side to the
  • Curve rail 51 abut.
  • the rollers are rotatably mounted on an actuating element 56 which projects through a hole 57 of the carrier 39 and at its the cam follower 52 opposite end carries a holding element 58.
  • Actuator 56 is designed rod or rod-shaped in the embodiment and extends in
  • Embodiment is configured as a roller guide, the actuating element 56 is slidably mounted on the carrier 39 in the direction of the first axis of rotation Dl. Depending on the course of the cam rail 51, the actuating element 56 is positioned or moved in the direction of the first axis of rotation, whereby also arranged on the actuating element 56
  • Retaining element 58 is axially movable between a rest position I and a holding position II.
  • the holding position II is shown in dashed lines in Figure 2.
  • the holding element 58 has an exchangeable arcuate or annular support part, which is designed as a support ring 60, for example. At rest I Supporting ring 60 encloses the plate 30 and / or the
  • the support ring 60 can be axially displaced away from the plate 30 to the
  • Jacket surface 20 of the can blank 11 annular
  • the inner diameter of the support ring 60 is greater than the outer diameter of the lateral surface 20, whereby an air gap 61 is formed between the lateral surface 20 and the support ring 60.
  • This air gap 61 serves to an air bearing between the support ring 60 and the
  • Compressed air supply 62 provided so that compressed air for
  • Promoted support ring 60 and there distributed over the circumference arranged not shown nozzles can be ejected radially inwardly.
  • the compressed air supply 62 is in the embodiment of the actuating element 56th
  • a compressed air channel extends to supply the support ring 60 or its nozzles with compressed air.
  • the can blank 11 is held by the holding device 29 on the plate 30. In the case described here
  • Embodiment this is done by generating a negative pressure in the region of the concave depression of the
  • a vacuum pump via a vacuum line 67 to the vacuum channel 65 is connected.
  • a laser source 70 is provided, which has a Laser beam 71 generated, which is guided along a beam path and in the embodiment of the
  • Laser source 70 emerges approximately parallel to the first axis of rotation Dl.
  • the laser steel 71 is over a
  • Deflection device 72 deflected and directed to the can blank 11 to be cut.
  • the deflection device 72 deflects the laser beam 71 adapted to the rotational movement of the conveyor 27 about the first axis of rotation Dl, so that the focal point F of the laser beam 71 with the rotational movement of the conveyor 27 and thus with the rotational movement of the can blank 11 moves about the first axis of rotation Dl becomes.
  • the focal point F is in the embodiment between the two axes of rotation Dl, D2 in a plane containing the two axes of rotation Dl, D2.
  • Focus point F of the first rotation axis Dl and the second rotation axis D2 is one during laser cutting
  • the load beam 71 represents the cutting means 69.
  • the focal point F is adapted only in the device of the device 10 to the dimension of the can blanks 11 to be processed. For this, the
  • Deflection 72 are moved axially parallel to the first axis of rotation Dl, whereby the distance of the focal point F varies from the plate 30 measured in the direction of the second axis of rotation and thus the distance of the cutting edge of
  • Can bottom 32 can be adjusted. Further, a focusing unit 73 with one or more lenses in the beam path between the laser source 70 and the
  • Deflection device 72 is used to adjust the distance of the focal point F of the first axis of rotation Dl and the second axis of rotation D2, so that the focal point F exactly on the outer surface 20 of the can blank 11th
  • the position of the focal point F can via the axial displacement of the deflection 72 and the Focusing unit 73 can be adjusted.
  • the at least one lens of the focusing unit 73 can be displaced in the direction of the beam path of the load beam 71
  • the diameter of the focal point F can also be changed via the focusing unit 73.
  • the deflection device 72 has at least one and, according to the example, a plurality of reflection surfaces 74.
  • the number of reflection surfaces 74 corresponds, for example, the number of can receptacles 28 of the conveyor 27.
  • the reflection surfaces 74 are inclined to the first axis of rotation Dl arranged and curved in the embodiment in the circumferential direction about the first axis of rotation Dl and in particular convexly spherical.
  • the reflection surfaces 74 are arranged to a closed mirror surface around the first axis of rotation Dl around. In this way, so to speak
  • Facet mirror 75 is formed, which has a frustoconical shape.
  • the lateral surface of this truncated cone is divided into individual curved facets, which form the reflection surfaces 74.
  • the reflecting surfaces 74 directly adjoin each other to form an edge.
  • Deflection device 72 and, according to the example, the facet mirror 75 is coupled in a motion-coupled manner to the conveying device 27.
  • a rotationally fixed connection between the deflection device 72 and the conveying device 27 is produced.
  • the facet mirror 75 is rotatably connected to the drive shaft 44 and arranged coaxially with the first axis of rotation Dl.
  • Each reflective surface 74 is associated with a can receptacle 28 and oriented so that the laser beam 71 is deflected to the associated can receptacle 28 during cutting.
  • the apparatus 10 further includes a suction unit 80 for receiving the trimmings and in particular the
  • an arcuate drive rail 81 is arranged, which cooperates with the drive wheel 42.
  • the length of the arcuate side 82 of the drive rail 81 is determined so that it is greater than the circumference of the drive wheel 42. Rolls the drive wheel 42 on the inner side 82 of the arc
  • Brush part 83 is arranged. About the soft bristles of the brush portion 83, the drive wheel 42 is slow and
  • the drive rail 81 can be radial to the first
  • the drive wheel 42 may be made of elastic material.
  • the device 10 can be hanging or lying down
  • the two axes of rotation Dl, D2 can thereby be oriented substantially horizontally or substantially vertically.
  • the laser cutting of a can blank 11 takes place as follows:
  • the can blanks 11 are passed through the singulator 14 and
  • Retaining element 58 is brought with the support ring 60 from the rest position I to the holding position II.
  • the cam rail 51 has in this first rotary section A on a rising course, whereby the actuating element 56 is axially displaced. Following this first
  • the cam rail 51 extends in a second rotary section B again parallel to a plane which is oriented at right angles to the first axis of rotation Dl.
  • Drive rail 81 is arranged.
  • the drive wheel 42 is due to the contact with the arcuate side 82 of the
  • this Part Bl moves a reflection surface 74 of the deflector 72 along the position at which the
  • Facet mirror 75 hits. As a result, the incident laser beam 71 is reflected and the emergent laser beam 71 is assigned to that of the reflection surface 74
  • the focal point F lies on the lateral surface 20.
  • Reflecting surface 74 of the deflection 72 occur. As a result, the laser beam 71 is directed toward the next can blank 11 to be cut. The can blanks 11 can thus be cropped without their
  • Movement about the first axis of rotation Dl should be delayed or stopped.
  • the can blanks 11 are at
  • the laser source 70 is preferably activated continuously.
  • the laser beam 71 is preferably only for one period of time
  • Can blank 11 directed, which corresponds to the duration of one revolution of the plate about the second axis of rotation D2.
  • the laser beam 71 is deflected to the next can blank 11.
  • the cut remnants and, for example, the severed end section 12 are sucked off by the suction device 80 following the partial area Bl. After the can blank has passed through the second rotary section B, he reaches a third rotary section C by the
  • Holding device 29 is moved back from your holding position II back to the rest position I.
  • the curved rail 51 is sloping, so that the Actuator 56 can be retracted.
  • Delivery point 90 is the negative pressure for holding the
  • Can blanks 11 lifted It may be provided at the delivery point 90, a guide surface 92, against which the
  • Can receptacle 28 is led out before this continues to the transfer point 26 and there a new
  • Can blank 11 receives.
  • the partial area Bl corresponds approximately to an angle range of 36 °.
  • the portion Bl, in which the can blank 11 is processed corresponds therefore to 360 ° divided by the number of can receptacles 28th
  • a laser can serve as a cutting means 69, a cutting tool 100 with a cutting edge 101, as shown schematically in Figure 4.
  • Cutting edge can consist of polycrystalline diamond (PCD) or of ceramic material.
  • PCD polycrystalline diamond
  • the cutting tool 100 is slidably mounted on the conveyor 27.
  • Each can receptacle is a separate sliding
  • a control cam 102 for example in the form of a rail or a control disk, serves to displace the cutting tool 100 in the direction of the associated second axis of rotation Dl or away from it.
  • Control cam 102 is rotationally fixed relative to the Conveyor 27 arranged. about
  • Curve devices 103 are the cutting tools 100 linearly displaceable on the control cam 102 at. Through the course of the control cam 102, the cutting tools 100 are positioned or displaced depending on the rotation of the conveyor 27 to the control cam 102. In the extended position PA, the blade 102 is in contact with the lateral surface 20 of the can blank 11, while in the retracted position PE by far the
  • Cutting tools 100 rotate with the conveyor 27 about the first axis of rotation Dl, even in this second imple mentation shape, a cutting off of the end portion 12 of the can blank 11 take place when it moves about the first axis of rotation Dl and at the same time to its own
  • Cutting tool 100 is used on the
  • Conveyor 27 is arranged and rotates with this about the first axis of rotation. Otherwise, the structure of the second embodiment of the device 10 according to FIG. 4 corresponds to the first embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the invention relates to a device 10 and a method for cutting a can blank 11, wherein an axial end portion of the can blank 11 is separated.
  • the can blank 11 is constant by a conveyor 27 during the cutting process Speed is moved about a first axis of rotation Dl.
  • a laser beam 71 is used as the cutting means 69.
  • a deflection device 72 for example a facet mirror 75 with a plurality of reflection surfaces 74 directs the laser beam 71 at a focal point F in the region of a can receptacle 28 of the conveyor 27.
  • Conveyor 27 adapted to the first axis of rotation Dl, so that the focal point F of the laser beam with respect to the longitudinal axis of the can blank 11 during the
  • Canned blank rotates about the first axis of rotation Dl, with the distance to the longitudinal axis of the can blank 11 and

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) sowie ein Verfahren für das Schneiden eines Dosenrohlings (11), wobei ein axialer Endabschnitt des Dosenrohlings (11) abgetrennt wird. Der Dosenrohling (11) wird durch eine Fördereinrichtung (27) während des Schneidvorgangs mit konstanter Geschwindigkeit um eine erste Drehachse (D1) bewegt. Als Schneidmittel (69) dient vorzugsweise ein Laserstrahl (71). Eine Umlenkeinrichtung (72), beispielsgemäß ein Facettenspiegel (75) mit mehreren Reflexionsflächen (74) lenkt dem Laserstrahl (71) an einem Fokuspunkt (F) im Bereich einer Dosenaufnahme (28) der Fördereinrichtung (27). Dort befindet sich die Mantelfläche (20) des Dosenrohlings (11). Durch die Drehung des Dosenrohlings (11) um seine Längsachse (D2) wird dessen axialer Endabschnitt (12) abgetrennt. Dabei wird das Umlenken des Laserstrahls (71) mit Hilfe der Umlenkeinrichtung (72) an die Drehbewegung der Fördereinrichtung (27) um die erste Drehachse (D1) angepasst, so dass sich der Fokuspunkt (F) des Laserstrahls bezüglich der Längsachse des Dosenrohlings (11) während des Laserschneidens nicht verändert, auch wenn sich der Dosenrohling um die erste Drehachse (D1) dreht, die mit Abstand zur Längsachse des Dosenrohlings (11) und vorzugsweise parallel zu dieser verläuft.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Abschneiden eines
Endabschnitts eines Dosenrohlings
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine
Vorrichtung zum Schneiden beispielsweise Laserschneiden eines Dosenrohlings. Insbesondere soll mit der Vorrichtung und dem Verfahren der axiale Endabschnitt eines
Dosenrohlings abgeschnitten werden. Der Dosenrohling weist eine Mantelfläche und einen Dosenboden auf. Abhängig vom Herstellungsverfahren dieses Dosenrohlings kann der Rand uneben und gezackt sein. In diesen Fällen ist es notwendig, den axialen Endabschnitt des Dosenrohlings mit einem
Schneidmittel abzutrennen. Das Schneidmittel kann ein
Laserstrahl oder ein mechanische Schneidwerkzeug sein.
Aus DE 28 01 475 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Metalldose bekannt. Dort wird vorgeschlagen, den axialen Endabschnitt durch Laserschneiden zu entfernen. Der Dosenrohling wird dabei über eine Magnet- oder
Vakuumeinheit durch eine Halteeinrichtung mit einem
drehbaren Teller gehalten. Eine Mehrzahl von
Halteeinrichtungen ist auf einem Drehtisch einer
Fördereinrichtung angeordnet. Neben dem Drehtisch ist ein Laser angeordnet, der den axialen Endabschnitt eines
Dosenrohlings abtrennen kann.
Aus DE 10 2009 003 699 AI ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Dosenrohlingen sowie Dosen bekannt. Dort werden Kunststoffdosen aus sogenannten
Vorformlingen durch Streckblasen hergestellt. Zum
Zuschneiden dient eine Laserschneideinheit, die jedoch nicht näher beschrieben ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik kann es als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, eine Vorrichtung zum Schneiden für Dosenrohlinge zu
schaffen, die ein effizientes Bearbeiten der Dosenrohling erlaubt und einfach aufgebaut ist. Außerdem soll ein einfaches und wirtschaftliches Verfahren zum Schneiden von Dosenrohlingen angegeben werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 17 gelöst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung weist die Vorrichtung zum Schneiden eines Dosenrohlings eine um eine erste
Drehachse rotierende Fördereinrichtung mit mehreren
Dosenaufnahmen auf. Jede Dosenaufnahme dient zur Aufnahme jeweils eines Dosenrohlings. Der Dosenrohling wird durch eine Halteeinrichtung in der Dosenaufnahme positioniert und gehalten. Die Halteeinrichtung weist einen um eine zweite Drehachse drehbaren Teller auf, wobei die zweite Drehachse insbesondere mit der Längsachse des Dosenrohlings
übereinstimmt. Ein Schneidmittel bewegt sich angepasst an die Bewegung der Fördereinrichtung und insbesondere
angepasst an die Drehgeschwindigkeit der Dosenaufnahmen um die erste Drehachse. Während des Schneidens wird der betreffende Dosenrohling daher sowohl um die erste
Drehachse, als auch um die zweite Drehachse bewegt. Da ein Stillstand oder eine Verzögerung der Fördereinrichtung während des Schneidens nicht erforderlich ist, kann eine große Anzahl von Dosenrohlingen pro Zeiteinheit bearbeitet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dreht sich die Fördereinrichtung mit 210 Umdrehungen pro Minute und weist zehn Dosenaufnahmen auf. Auf diese Weise lassen sich 2100 Dosen pro Minute bearbeiten. Die Kontaktdauer des Schneidmittels mit dem Dosenrohling ist sehr kurz und vorzugsweise kleiner als 100 Millisekunden, beispielsweise 15 bis 50 Millisekunden.
Als Schneidmittel kann ein mechanisches
Schneidwerkzeug mit einer Schneide aus Diamant oder Keramik dienen. In einem Drehwinkelbereich der Fördereinrichtung um die erste Drehachse wird die Schneide mit der Mantelfläche des Dosenrohlings in Kontakt gebracht. Hierfür kann das Schneidwerkzeug radial oder schräg zur ersten Drehachse verschiebbar an der Fördereinrichtung angeordnet sein.
Vorzugsweise ist jeder Dosenaufnahme ein separates
Schneidwerkzeug zugeordnet.
Alternativ kann als Schneidmittel auch ein Laserstrahl verwendet werden. Eine Laserquelle zur Erzeugung des
Laserstrahls ist stationär an einem Maschinengestell befestigt, so dass sich die Fördereinrichtung und die
Dosenrohlinge relativ zur Laserquelle bewegen. Als
Laserquelle kann beispielsweise ein Festkörperlaser und vorzugsweise ein Faserlaser verwendet werden. Der
Laserstrahl kann als Dauerstrahl während der Kontaktdauer abgegebenen werden. Die Vorrichtung weist eine
Umlenkeinrichtung auf, die zwischen der Laserquelle und einem Bearbeitungsbereich angeordnet ist und den
Laserstrahl in den Bearbeitungsbereich auf einen
Dosenrohling umlenkt. Beispielsweise kann die
Umlenkeinrichtung hierfür wenigstens eine Reflexionsfläche aufweisen. Das Umlenken des Laserstrahls erfolgt dabei angepasst an die Drehbewegung der Fördereinrichtung bzw. des Dosenrohlings um die erste Drehachse. Die Fokuslage des Laserstrahls bleibt währen der Bearbeitung des
Dosenrohlings gegenüber der ersten und/oder zweiten
Drehachse unverändert. Aufgrund der an die Bewegung der Dosenrohlinge um die erste Drehachse angepassten Umlenkung und der Drehung der Dosenrohlinge um ihre Längsachse kann der Dosenrohling entlang seines gesamten Umfangs bearbeitet werden, ohne die Fokuslage ändern zu müssen. Gleichzeitig dreht sich die Fördereinrichtung kontinuierlich um die erste Drehachse.
Um die Fokuslage des Laserstrahls an der Mantelfläche des Dosenrohlings relativ zum Dosenboden einzustellen, kann die Umlenkeinrichtung parallele zur ersten Drehachse und/oder zur zweiten Drehachse verschiebbar gelagert sein. Dadurch lassen sich Dosenrohlinge mit unterschiedlichen Höhen in derselben Vorrichtung bearbeiten.
Beim Ausführungsbeispiel weist die Umlenkeinrichtung mehrere Reflexionsflächen auf. Die Umlenkeinrichtung kann dabei mit der gleichen Geschwindigkeit wie die
Fördereinrichtung um die erste Drehachse drehen und
insbesondere drehfest mit der ersten Fördereinrichtung verbunden sein. Bei dieser Ausgestaltung ist es
vorteilhaft, wenn die Anzahl der Reflexionsflächen mit der Anzahl der Dosenaufnahmen übereinstimmt. Jeder
Dosenaufnahme ist dabei eine Reflexionsfläche zugeordnet, über die der Laserstrahl auf den dort befindlichen
Dosenrohling gerichtet werden kann. Die Refelexionsflächen sind in Umfangsrichtung um die erste Drehachse gesehen nicht eben, sondern vorzugsweise konvex ballig ausgeführt, da sie sich relativ zum einfallenden Laserstrahl aus der Laserquelle bewegen und der Fokuspunkt des umgelenkten ausfallenden Laserstrahls während des Schneidens gegenüber der zweiten Drehachse unverändert mitgeführt werden muss.
Bei einer bevorzugten Aus führungs form weist die
Halteeinrichtung ein Halteelement auf, das zwischen einer Ruhestellung und einer Haltestellung verlagerbar ist. In der Ruhestellung gibt das Haltelement die Dosenaufnahme frei, so dass ein Dosenrohling aufgenommen oder abgegeben werden kann. In der Haltestellung sichert und stützt das Halteelement den Dosenrohling in der Dosenaufnahme. Hierfür kann ein Teil des Halteelements den Dosenrohling an seiner Mantelfläche abstützen, so dass eine genaue Positionierung des Dosenrohlings für das Laserschneiden gewährleistet ist.
Zum Abstützen des Dosenrohlings kann das Halteelement beispielsweise ein bogenförmiges oder ringförmiges
Stützteil aufweisen. Dieses Stützteil kann die Mantelfläche des Dosenrohlings in der Haltestellung in Umfangsrichtung teilweise oder vollständig umschließen. Es ist dabei insbesondere von Vorteil, wenn das Stützteil an seiner Innenseite ein Luftlager aufweist. Dadurch lässt sich der Dosenrohling exakt positionieren. Außerdem werden
Beschädigungen durch Kratzer oder gar Verformungen
vermieden .
Zur Verlagerung des Halteteils zwischen der
Ruhestellung und der Haltestellung kann die Vorrichtung bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Kurvenschiene aufweisen. Dabei kann ein mit dem Halteteil mechanisch verbundener Kurvenfolger an der Kurvenschiene anliegen. Der Kurvenfolger folgt der Kurvenschiene während der Drehung der Fördereinrichtung um die erste Drehachse und kann dadurch abhängig von dem Verlauf der Kurvenschiene eine Verschiebung des Halteteils bewirken. Die Stellung des Halteteils bzw. die Verschiebung des Halteteils erfolgt angepasst an die Drehstellung bzw. Drehung der
Fördereinrichtung um die erste Drehachse. Es ist auf diese Weise möglich, die Position oder Bewegung des Halteteils sehr einfach an die Drehung der Fördereinrichtung um die erste Drehachse anzupassen und dadurch Drehabschnitte zu definieren, in denen ein Dosenrohling abgestützt oder freigegeben wird.
Der Teller kann permanent angetrieben sein oder alternativ stillstehen, wenn der Dosenrohling in der
Dosenaufnahme aufgenommen und/oder aus der Dosenaufnehme abgegeben wird. Wenn der Teller bei einer Ausführung mit einem Antriebsrad drehfest verbunden ist, kann die Drehung des Dosenrohlings um seine Längsachse sehr einfach durch Drehung des Antriebsrades bewirkt werden. Um eine Drehung des Antriebsrades zu erreichen, kann beispielsweise eine bogenförmige Antriebsschiene koaxial zur ersten Drehachse vorhanden sein. Gelangt das Antriebsrad in Kontakt mit der bogeninneren Seite der Antriebsschiene rollt es auf dieser Seite ab und bewirkt eine Drehung des Tellers um die zweite Drehachse. Vorzugsweise ist die Länge der bogeninneren Seite der Antriebsschiene größer als der Umfang des
Antriebsrades, so dass der Teller bzw. der Dosenrohling mehr als eine vollständige Umdrehung um die zweite
Drehachse durchführt, während das Antriebsrad an der
Antreffschiene anliegt. Dies stellt sicher, dass für das vollständige Abschneiden eines axialen Endabschnitts des Dosenrohlings ausreichend Zeit zur Verfügung steht.
Außerdem kann auf einfache Weise der Stillstand des Tellers bei der Aufnahme und/oder der Abgabe eines Dosenrohlings realisiert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung und des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung. In der Beschreibung wird die
Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Es zeigen :
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein
Aus führungsbeispiel der Vorrichtung zum Schneiden von Dosenrohlingen mithilfe eines Lasers,
Figur 2 eine schematische, geschnittene
Teildarstellung eines Ausführungsbeispiels einer
Fördereinrichtung der Vorrichtung aus Figur 1,
Figur 3 ein Diagramm, das das Umschalten einer
Halteeinrichtung zwischen zwei Stellungen I, II in
Abhängigkeit von einer Drehbewegung einer Fördereinrichtung um eine erste Drehachse Dl veranschaulicht und
Figur 4 eine alternative Ausführung der Vorrichtung mit einem mechanischen Schneidwerkzeug anstelle eines Lasers .
Die Figuren 1 und 2 zeigen eine Vorrichtung 10 zum Schneiden von Dosenrohlingen 11 mittels eines Lasers und insbesondere zum Abschneiden eines axialen Endabschnitts 12 des Dosenrohlings 11.
Über einen Zufuhrkanal 13 werden zu bescheidende
Dosenrohlinge 11 einer Vereinzelungseinrichtung 14
zugeführt, die die Dosenrohlinge 11 an einer Aufnahmestelle 15 nacheinander aufnimmt und mit Abstand zueinander
weitertransportiert. Hierfür weist die
Vereinzelungseinrichtung 14 ein Transportrad 16 auf, das um eine Transportrad-Drehachse 17 drehbar gelagert ist. Beim Ausführungsbeispiel dreht sich das Transportrad 16 entgegen dem Uhrzeigersinn. An seinem Außenumfang weist das
Transportrad mehrere und beispielsgemäß zehn regelmäßig beabstandete Transportausnehmungen 18 auf, die jeweils zum Transport eines Dosenrohlings 11 dienen. Die
Transportradausnehmungen 18 weisen einen vorzugsweise kreisbogenförmigen ersten Ausnehmungsabschnitt 19 auf, dessen kreisbogenförmiger Verlauf beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel an dem Durchmesser der Mantelfläche 20 des Dosenrohlings 11 angepasst ist. An dem ersten
Ausnehmungsabschnitt 19 schließt sich ein ebener zweiter Ausnehmungsabschnitt 21 an, der tangential zum ersten
Ausnehmungsabschnitt 19 verläuft.
Koaxial zum Transportrad 16 ist ein Führungselement 22 angeordnet, das eine Führungsfläche aufweist, entlang der die Dosenrohlinge 11 bei der Drehung des Transportrades 16 entlang gleiten. Der Abstand des Führungselements 22 von den Transportradausnehmungen 18 bzw. der Transportrad- Drehachse 17 ist an den Durchmesser der Mantelfläche 20 der Dosenrohlinge 11 angepasst.
Es versteht sich, dass anstelle einer sich drehenden Vereinzelungseinrichtung 14 auch eine die Dosenrohlinge 11 linear fördernde Vereinzelungseinrichtung vorgesehen sein könnte, beispielsweise in Form eines Schraubenförderers.
An einer Übergabestelle 26 werden die transportierten und vereinzelten Dosenrohlinge 11 von der
Vereinzelungseinrichtung 14 an eine Fördereinrichtung 27 übergeben. Die Fördereinrichtung 27 ist drehbar um eine erste Drehachse Dl angeordnet. Die Fördereinrichtung 27 dreht sich entgegengesetzt zum Transportrad 16 und
beispielsgemäß in einer Drehrichtung R im Uhrzeigersinn. Die Drehzahl des Transportrades 16 und die Drehzahl der Fördereinrichtung 27 sind identisch und können beim
Ausführungsbeispiel bis zu etwa 210 Umdrehungen pro Minute betragen .
Die Fördereinrichtung 27 weist mehrere und
beispielsgemäß zehn Dosenaufnahmen 28 auf, die gleichmäßig verteilt am Umfang der Fördereinrichtung 27 angeordnet sind. Der Übersicht halber ist in Figur 1 lediglich in einigen Dosenaufnahmen 28 sowie in einigen
Transportausnehmungen 18 ein Dosenrohling 11 dargestellt. Die Fördereinrichtung 27 ist in Figur 1 lediglich sehr stark schematisiert veranschaulicht. Deren wesentliche Bestandteile sind in der Teildarstellung der
Fördereinrichtung 27 in Figur 2 dargestellt.
Jeder Dosenaufnahme 28 ist eine Halteeinrichtung 29 zum Halten und Positionieren des Dosenrohlings 11
zugeordnet. Die Halteeinrichtung 29 enthält einen um eine zweite Drehachse D2 drehbaren Teller 30. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel gehört zu dem Teller 30 ein
Zwischenstück 31, dessen Oberseite an die Kontur des
Dosenbodens 32 angepasst ist, der eine von außen gesehen konkave, zentrale Einwölbung aufweist, in die ein entsprechender Vorsprung 33 des Zwischenstücks 31
eingreift. Das Zwischenstück 31 ist austauschbar und wird abhängig von den zu bearbeitenden Dosenrohlingen 11 auf einem Basisteil des Tellers 30 angeordnet.
Der Teller 30 ist drehfest auf einer Welle 37
angeordnet. Die Welle 37 ist koaxial zur zweiten Drehachse D2 über eine erste Lageranordnung 38 an einem Träger 39 drehbar gelagert. Der Träger 39 weist zwei in Richtung der zweiten Drehachse D2 beabstandete Schenkel 40 auf, die entlang der zweiten Drehachse D2 durchbrochen sind und jeweils ein Lager der ersten Lageranordnung 38 tragen. Die Welle 37 durchsetzt die beiden Schenkel 40. Zwischen den beiden Schenkeln 40 weist der Träger 39 eine Ausnehmung 41 auf. In diesem Bereich ist ein Antriebsrad 42 drehfest auf der Welle 37 abgeordnet.
Der Träger 39 ist mit seinem inneren Endbereich 43 drehfest mit einer Antriebswelle 44 der Fördereinrichtung 27 verbunden. Die Antriebswelle 44 ist koaxial zur ersten Drehachse Dl angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel stützt sich das innere Ende 43 auf einem Flansch 45 der
Antriebswelle 44 ab. An zwei axial beabstandeten Stellen ist die Antriebswelle 44 mit Hilfe einer zweiten
Lageranordnung 45 und einer dritten Lageranordnung 46 drehbar an einem nicht im Einzelnen dargestellten und lediglich schematisch angedeuteten Maschinengestell 47 gelagert .
Am Maschinengestell ist beispielsgemäß unterhalb des Trägers 43 eine Kurvenschiene 51 angeordnet, die beim Ausführungsbeispiel mit konstantem Abstand zur ersten Drehachse Dl verläuft und ringförmig geschlossen ist. Die Kurvenschiene 51 ist entlang ihres Verlaufs in mehrere Umfangsabschnitte unterteilt, die parallel oder schräg zu einer Ebene verlaufen, die rechtwinklig zur ersten
Drehachse Dl orientiert ist. Beim Ausführungsbeispiel weist die Kurvenschiene 51 zwei axial beabstandete Abschnitte auf, die parallel zu der Ebene verlaufen und über zwei Abschnitte miteinander verbunden sind, die schräg zu dieser Ebene verlaufen.
An der Kurvenschiene 51 liegt ein Kurvenfolger 52 an. Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel umgreift der Kurvenfolger 52 die Kurvenschiene 51 und liegt in Richtung der ersten Drehachse Dl gesehen von zwei entgegengesetzten Seiten an der Kurvenschiene 51 an. Der Kurvenfolger 52 weist beim Ausführungsbeispiel zwei Rollen 53 auf, die von entgegengesetzten Seite an der
Kurvenschiene 51 anliegen. Die Rollen sind drehbar an einem Betätigungselement 56 befestigt, das durch ein Loch 57 des Trägers 39 hindurchragt und an seinem dem Kurvenfolger 52 entgegengesetzten Ende ein Halteelement 58 trägt. Das
Betätigungselement 56 ist beim Ausführungsbeispiel stab- oder stangenförmig ausgeführt und erstreckt sich im
Wesentlichen in Richtung der ersten Drehachse Dl. Über eine Führungseinrichtung 59, die beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel als Rollenführung ausgestaltet ist, ist das Betätigungselement 56 in Richtung der ersten Drehachse Dl verschiebbar am Träger 39 gelagert. Abhängig vom Verlauf der Kurvenschiene 51 wird das Betätigungselement 56 in Richtung der ersten Drehachse positioniert oder bewegt, wodurch auch das am Betätigungselement 56 angeordnete
Halteelement 58 axial zwischen eine Ruhestellung I und einer Haltestellung II bewegbar ist. Die Haltestellung II ist in Figur 2 gestrichelt dargestellt.
Das Halteelement 58 weist ein austauschbares bogen- oder ringförmiges Stützteil auf, das beispielsgemäß als Stützring 60 ausgeführt ist. In der Ruhestellung I umschließt Stützring 60 den Teller 30 und/oder das
Zwischenstück 31. Durch Verschieben des Betätigungselements 56 in Richtung der ersten Drehachse Dl kann der Stützring 60 axial vom Teller 30 wegverschoben werden, um die
Mantelfläche 20 des Dosenrohlings 11 ringförmig zu
umschließen und den Dosenrohling 11 zu positionieren bzw. abzustützen. Der Innendurchmesser des Stützrings 60 ist größer als der Außendurchmesser der Mantelfläche 20, wodurch zwischen der Mantelfläche 20 und dem Stützring 60 ein Luftspalt 61 gebildet ist. Dieser Luftspalt 61 dient dazu, ein Luftlager zwischen dem Stützring 60 und dem
Dosenrohling 11 auszubilden. Hierfür ist eine
Druckluftzufuhr 62 vorgesehen, so dass Druckluft zum
Stützring 60 gefördert und dort über am Umfang verteilt angeordnete nicht dargestellte Düsen radial nach innen ausgestoßen werden kann. Die Druckluftzufuhr 62 ist beim Ausführungsbeispiel an das Betätigungselement 56
angeschlossen. Im Betätigungselement 56 und im Halteelement 58 verläuft ein nicht dargestellter Druckluftkanal, um den Stützring 60 bzw. dessen Düsen mit Druckluft zu versorgen.
Der Dosenrohling 11 wird durch die Halteeinrichtung 29 am Teller 30 gehalten. Bei dem hier beschriebenen
Ausführungsbeispiel erfolgt dies durch Erzeugung eines Unterdrucks im Bereich der konkaven Vertiefung des
Dosenbodens 32. Zu diesem Zweck verläuft ein
Unterdruckkanal 65 durch das Zwischenstück 31, den Teller 30 und die Welle 37 koaxial zur zweiten Drehachse D2. Über ein drehbar mit der Welle 37 verbundenes Anschlussstück 66 ist eine Unterdruckpumpe über eine Unterdruckleitung 67 mit dem Unterdruckkanal 65 verbunden.
Als Schneidelement 69 zum Schneiden des Dosenrohlings 11 dient bei dem Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 und 2 ein Laser. Eine Laserquelle 70 ist vorgesehen, die einen Laserstrahl 71 erzeugt, der entlang eines Strahlengangs geführt wird und beim Ausführungsbeispiel aus der
Laserquelle 70 in etwa parallel zu der ersten Drehachse Dl austritt. Der Laserstahl 71 wird über eine
Umlenkeinrichtung 72 umgelenkt und auf den zu schneidenden Dosenrohling 11 gerichtete. Die Umlenkeinrichtung 72 lenkt den Laserstrahl 71 dabei angepasst an die Drehbewegung der Fördereinrichtung 27 um die erste Drehachse Dl um, so dass der Fokuspunkt F des Laserstrahls 71 mit der Drehbewegung der Fördereinrichtung 27 und damit mit der Drehbewegung des Dosenrohlings 11 um die erste Drehachse Dl mitbewegt wird. Der Fokuspunkt F befindet sich beim Ausführungsbeispiel zwischen den beiden Drehachsen Dl, D2 in einer Ebene, die die beiden Drehachsen Dl, D2 enthält. Der Abstand des
Fokuspunkts F von der ersten Drehachse Dl und der zweiten Drehachse D2 ist während des Laserschneidens eines
Dosenrohlings 11 konstant. Am Fokuspunktes F stellt der Lasterstrahl 71 das Schneidmittel 69 dar.
Der Fokuspunkt F wird lediglich bei der Einrichtung der Vorrichtung 10 an die Dimension der zu bearbeitenden Dosenrohlinge 11 angepasst. Hierfür kann die
Umlenkeinrichtung 72 axial parallel zur ersten Drehachse Dl verschoben werden, wodurch der Abstand des Fokuspunkts F vom Teller 30 in Richtung der zweiten Drehachse gemessen variiert und damit der Abstand der Schnittkante vom
Dosenboden 32 eingestellt werden kann. Ferner ist eine Fokussiereinheit 73 mit einer oder mehrerer Linsen in den Strahlengang zwischen der Laserquelle 70 und der
Umlenkeinrichtung 72 eingesetzt, um die Entfernung des Fokuspunkts F von der ersten Drehachse Dl bzw. von der zweiten Drehachse D2 einzustellen, so dass der Fokuspunkt F genau auf der Mantelfläche 20 des Dosenrohlings 11
angeordnet ist. Die Lage des Fokuspunktes F kann über die axiale Verschiebung der Umlenkeinrichtung 72 und die Fokussiereinheit 73 eingestellt werden. Die wenigstens eine Linse der Fokussiereinheit 73 kann hierfür in Richtung des Strahlenverlaufs der Lasterstrahls 71 verschiebbar
angeordnet sein. Auch der Durchmesser des Fokuspunktes F kann über die Fokussiereinheit 73 verändert werden.
Die Umlenkeinrichtung 72 weist wenigstens eine und beispielsgemäß mehrere Reflexionsflächen 74 auf. Die Anzahl der Reflexionsflächen 74 entspricht beispielsgemäß der Anzahl der Dosenaufnahmen 28 der Fördereinrichtung 27. Die Reflexionsflächen 74 sind geneigt zur ersten Drehachse Dl angeordnet und beim Ausführungsbeispiel in Umfangsrichtung um die erste Drehachse Dl gekrümmt und insbesondere konvex ballig ausgeführt. Die Reflexionsflächen 74 sind zu einer geschlossenen Spiegelfläche um die erste Drehachse Dl herum angeordnet. Auf diese Weise wird sozusagen ein
Facettenspiegel 75 gebildet, der eine kegelstumpfartige Form aufweist. Die Mantelfläche dieses Kegelstumpfes ist in einzelne gekrümmte Facetten, die die Reflexionsflächen 74 bilden, unterteilt. Die Reflexionsflächen 74 grenzen unter Bildung einer Kante unmittelbar aneinander an. Die
Umlenkeinrichtung 72 und beispielsgemäß der Facettenspiegel 75 ist bewegungsgekoppelt mit der Fördereinrichtung 27. Beim Ausführungsbeispiel ist eine drehfeste Verbindung zwischen der Umlenkeinrichtung 72 und der Fördereinrichtung 27 hergestellt. Zu diesem Zweck ist der Facettenspiegel 75 drehfest mit der Antriebswelle 44 verbunden und koaxial zur ersten Drehachse Dl angeordnet. Jede Reflexionsfläche 74 ist einer Dosenaufnahme 28 zugeordnet und so ausgerichtet, dass der Laserstrahl 71 während des Schneidens zu der zugeordneten Dosenaufnahme 28 abgelenkt wird.
Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Absaugeinheit 80 auf, um die Schneidabfälle und insbesondere den
abgetrennten Endabschnitt 12 abzusaugen. Koaxial zur ersten Drehachse Dl ist ferner eine bogenförmige Antriebsschiene 81 angeordnet, die mit dem Antriebsrad 42 zusammenarbeitet. Die Länge der bogeninneren Seite 82 der Antriebsschiene 81 ist dabei so bestimmt, dass diese größer ist als der Umfang des Antriebsrades 42. Rollt das Antriebsrad 42 auf der bogeninneren Seite 82 der
Antriebsschiene 81 durch die Drehung der Fördereinrichtung 27 und die erste Drehachse Dl ab, so wird über die Welle 37 und den Teller 30 eine Drehung des Dosenrohlings 11 um seine Längsachse bewirkt, die mit der zweiten Drehachse D2 übereinstimmt. Da die Länge der bogeninneren Seite 82 größer ist als der Umfang des Antriebsrades führt der
Dosenrohling 11 mehr als eine vollständige Drehung um seine Längsachse aus, so dass ausreichend Zeit bleibt, den
Dosenrohling 11 mit Hilfe des Lasers zu beschneiden.
Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in Drehrichtung R vor der Antriebsschiene 81 ein
Bürstenteil 83 angeordnet. Über die weichen Borsten des Bürstenteils 83 wird das Antriebsrad 42 langsam und
verschleißarm beschleunigt, bevor es dann mit der
Antriebsschiene 81 zur Anlage gelangt und auf dieser abrollt .
Die Antriebsschiene 81 kann radial zur ersten
Drehachse Dl elastisch ausgebildet und/oder federnd
gelagert sein, um einen ausreichenden Kontakt mit dem
Antriebsrad 42 sicherzustellen und gleichzeitig einen verschleißarmen Kontakt zu gewährleisten. Alternativ oder zusätzlich kann auch das Antriebsrad 42 aus elastischem Material hergestellt sein.
Die Vorrichtung 10 kann hängend oder liegend
angeordnet sein. Die beiden Drehachsen Dl, D2 können dabei im Wesentlichen horizontal oder im Wesentlichen vertikal ausgerichtet sein.
Das Laserschneiden eines Dosenrohlings 11 erfolgt folgendermaßen :
An der Übergabestelle 26 werden die Dosenrohlinge 11 durch die Vereinzelungseinrichtung 14 übergeben und
nacheinander in die Dosenaufnahme 28 der Fördereinrichtung 27 eingeführt. Die Fördereinrichtung 27 dreht sich in
Drehrichtung R. Sobald der Dosenrohling 11 auf dem Teller 30 bzw. dem Zwischenstück 31 angeordnet ist, wird er durch den erzeugten Unterdruck am Teller 30 gehalten. In einem ersten Drehbereich A im Anschluss an die Übergabestelle 26 wird die Halteeinrichtung 29 und beispielsgemäß das
Halteelement 58 mit dem Stützring 60 von der Ruhestellung I in die Haltestellung II gebracht. Die Kurvenschiene 51 weist in diesem ersten Drehabschnitt A einen ansteigenden Verlauf auf, wodurch das Betätigungselement 56 axial verschoben wird. Im Anschluss an diesen ersten
Drehabschnitt A verläuft die Kurvenschiene 51 in einem zweiten Drehabschnitt B wieder parallel zu einer Ebene, die rechtwinklig zur ersten Drehachse Dl orientiert ist.
Dadurch verbleibt die Halteeinrichtung 29 in ihrer
Haltestellung II. Die Stellung der Halteeinrichtung in den Drehbereichen ist in Figur 3 schematisch dargestellt.
In diesem zweiten Drehabschnitt B ist die
Antriebsschiene 81 angeordnet. Das Antriebsrad 42 wird durch den Kontakt mit der bogeninneren Seite 82 der
Antriebsschiene 81 gedreht und führt zu einer Rotation des Dosenrohlings 11 um seine Längsachse bzw. die zweite
Drehachse D2. In einem Teilabschnitt Bl wird der
Dosenrohling 11 durch das Schneidmittel 69 und
beispielsgemäß den Laserstrahl 71 geschnitten. In diesem Teilabschnitt Bl bewegt sich eine Reflexionsfläche 74 der Umlenkeinrichtung 72 entlang der Stelle, an der der
Laserstrahl 71 auf die Umlenkeinrichtung 72 bzw. den
Facettenspiegel 75 auftrifft. Dadurch wird der einfallende Laserstrahl 71 reflektiert und der ausfallende Laserstrahl 71 auf den der Reflexionsfläche 74 zugeordneten
Dosenrohling 11 gerichtet. Der Fokuspunkt F liegt auf der Mantelfläche 20.
Sobald durch die fortgesetzte Drehung der
Fördereinrichtung 27 der Dosenkörper 11 den Teilbereich Bl verlässt, kann der Laserstrahl 71 auf die nächste
Reflexionsfläche 74 der Umlenkeinrichtung 72 einfallen. Dadurch wird der Laserstrahl 71 auf den nächsten zu schneidenden Dosenrohling 11 gerichtet. Die Dosenrohlinge 11 können somit beschnitten werden, ohne dass deren
Bewegung um die erste Drehachse Dl verzögert oder gestoppt werden müsste. Die Dosenrohlinge 11 werden bei
kontinuierlicher und konstanter Rotationsbewegung der Fördereinrichtung 27 beschnitten. Die Laserquelle 70 ist vorzugsweise ununterbrochen aktiviert. Der Laserstrahl 71 ist vorzugsweise nur für eine Zeitdauer auf einen
Dosenrohling 11 gerichtet, die der Dauer einer Umdrehung des Tellers um die zweite Drehachse D2 entspricht.
Anschließend wird der Laserstrahl 71 auf den nächsten Dosenrohling 11 umgelenkt.
Die Schnittreste und beispielsgemäß der abgetrennte Endabschnitt 12 werden durch die Absaugeinrichtung 80 im Anschluss an den Teilbereich Bl abgesaugt. Nachdem der Dosenrohling den zweiten Drehabschnitt B durchlaufen hat, erreicht er einen dritten Drehabschnitt C, indem die
Halteeinrichtung 29 von Ihrer Haltestellung II wieder in die Ruhestellung I zurückgefahren wird. Hierfür verläuft die Kurvenschiene 51 abfallend, so dass das Betätigungselement 56 eingefahren werden kann. Der
Dosenrohling 11 ist in der Ruhestellung I der
Halteeinrichtung 29 nur noch am Teller 30 oder dem
Zwischenstück 31 gehalten. An einer Abgabestelle 90 wird der beschnittene Dosenrohling 11 aus der Dosenaufnahme 28 in einen Abgabekanal 91 abgegeben. Bei Erreichen der
Abgabestelle 90 wird der Unterdruck zum Halten des
Dosenrohlings 11 aufgehoben. Es kann eine Leitfläche 92 an der Abgabestelle 90 vorgesehen sein, gegen die der
Dosenrohling 11 durch die Drehbewegung der
Fördereinrichtung 27 bewegt und dadurch aus der
Dosenaufnahme 28 herausgeführt wird, bevor sich diese zur Übergabestelle 26 weiterdreht und dort einen neuen
Dosenrohling 11 aufnimmt.
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht der Teilbereich Bl in etwa einem Winkelbereich von 36°. Der Teilbereich Bl, in dem der Dosenrohling 11 bearbeitet wird entspricht daher 360° geteilt durch die Anzahl der Dosenaufnahmen 28.
Anstelle eines Lasers kann als Schneidmittel 69 auch ein Schneidwerkzeug 100 mit einer Schneide 101 dienen, wie dies in Figur 4 schematisch veranschaulicht ist. Die
Schneide kann aus polykristallinem Diamant (PKD) oder aus keramischem Material bestehen. Das Schneidwerkzeug 100 ist verschiebbar an der Fördereinrichtung 27 gelagert. Jeder Dosenaufnahme ist ein separates verschiebbares
Schneidwerkzeug zugeordnet.
Eine Steuerkurve 102, beispielsweise in Form einer Schiene oder einer Steuerscheibe, dient zur Verschiebung des Schneidwerkzeugs 100 in Richtung auf die zugeordnete zweite Drehachse Dl hin oder von dieser weg. Die
Steuerkurve 102 ist drehfest gegenüber der Fördereinrichtung 27 angeordnet. Über
Kurvenfolgereinrichtungen 103 liegen die Schneidwerkzeuge 100 linear verschiebbar an der Steuerkurve 102 an. Durch den Verlauf der Steuerkurve 102 werden die Schneidwerkzeuge 100 positioniert oder verschoben abhängig von der Drehung der Fördereinrichtung 27 zur Steuerkurve 102. In der ausgefahrenen Position PA ist die Schneide 102 in Kontakt mit der Mantelfläche 20 des Dosenrohlings 11, während sie in der eingefahrenen Position PE mit Abstand zum
Dosenrohling positioniert ist. Dadurch, dass die
Schneidwerkzeuge 100 sich mit der Fördereinrichtung 27 um die erste Drehachse Dl drehen, kann auch bei dieser zweiten Aus führungs form ein Abschneiden des Endabschnitts 12 des Dosenrohlings 11 erfolgen, wenn sich dieser um die erste Drehachse Dl bewegt und gleichzeitig um seine eigene
Längsachse dreht.
Die Ausführung der Vorrichtung 10 nach Figur 4
arbeitet wie die erste Ausführung, so dass diesbezüglich auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel nach Figuren 1 bis 3 verwiesen werden kann. Der Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, dass anstelle einer Laserquelle 70 und einer Umlenkeinrichtung 72 beim zweiten Ausführungsbeispiel ein mechanisches
Schneidwerkzeug 100 verwendet wird, das auf der
Fördereinrichtung 27 angeordnet ist und sich mit dieser um die erste Drehachse dreht. Ansonsten entspricht der Aufbau der zweiten Aus führungs form der Vorrichtung 10 nach Figur 4 der ersten Aus führungs form nach Figuren 1 und 2.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 sowie ein Verfahren für das Schneiden eines Dosenrohlings 11, wobei ein axialer Endabschnitt des Dosenrohlings 11 abgetrennt wird. Der Dosenrohling 11 wird durch eine Fördereinrichtung 27 während des Schneidvorgangs mit konstanter Geschwindigkeit um eine erste Drehachse Dl bewegt.
Vorzugsweise wird als Schneidmittel 69 ein Laserstrahl 71 verwendet. Eine Umlenkeinrichtung 72, beispielsgemäß ein Facettenspiegel 75 mit mehreren Reflexionsflächen 74 lenkt dem Laserstrahl 71 an einem Fokuspunkt F im Bereich einer Dosenaufnahme 28 der Fördereinrichtung 27. Dort befindet sich die Mantelfläche 20 des Dosenrohlings 11. Durch die Drehung des Dosenrohlings 11 um seine Längsachse D2 wird dessen axialer Endabschnitt 12 abgetrennt. Dabei wird das Umlenken des Laserstrahls 71 mit Hilfe der
Umlenkeinrichtung 72 an die Drehbewegung der
Fördereinrichtung 27 um die erste Drehachse Dl angepasst, so dass sich der Fokuspunkt F des Laserstrahls bezüglich der Längsachse des Dosenrohlings 11 während des
Laserschneidens nicht verändert, auch wenn sich der
Dosenrohling um die erste Drehachse Dl dreht, die mit Abstand zur Längsachse des Dosenrohlings 11 und
vorzugsweise parallel zu dieser verläuft.
Bezugs zeichenliste :
10 Vorrichtung
11 Dosenrohling
12 Endabschnitt des Dosenrohlings
13 Zufuhrkanal
14 Vereinzelungseinrichtung
15 Aufnahmestelle
16 Transportrad
17 Transportrad-Drehachse
18 Transportradausnehmung
19 erster Ausnehmungsabschnitt
20 Mantelfläche
21 zweiter Ausnehmungsabschnitt
22 Führungselement
26 Übergabestelle
27 Fördereinrichtung
28 Dosenaufnahme
29 Halteeinrichtung
30 Teller
31 Zwischenstück
32 Dosenboden
33 Vorsprung
34 Basisteil des Tellers
37 Welle
38 erste Lageranordnung
39 Träger
40 Schenkel
41 Ausnehmung
42 Antriebsrad
43 inneres Ende des Trägers
44 Antriebswelle zweite Lageranordnung dritte Lageranordnung Maschinengestell Kurvenschiene
Kurvenfolger
Rolle Betätigungselement Loch
Stützteil
Führungseinrichtung Stützring
Luftspalt
Druckluftzufuhr Unterdruckkanal Anschlussstück
Unterdruckleitung Schneidelement
Laserquelle
Laserstrahl
Umlenkeinrichtung Fokussiereinheit Reflexionsfläche Facettenspiegel Absaugeinheit
Antriesbsschiene bogeninnere Seite Bürstenteil
Abgabestelle 91 Abgabekanal
92 Leitfläche
100 Schneidwerkzeug
101 Schneide
102 Steuerkurve
103 Kurvenfolgereinrichtung
A erster Drehabschnitt
B zweiter Drehabschnitt
Bl Teilabschnitt
C dritter Drehabschnitt
Dl erste Drehachse
D2 zweite Drehachse
F Fokuspunkt
PA ausgefahrene Position
PE eingefahrene Position
R Drehrichtung
I Ruhestellung
II Haltestellung

Claims

Patentansprüche :
1. Vorrichtung (10) zum Schneiden eines Dosenrohlings
(11) , mit einer um eine erste Drehachse (Dl) rotierenden Fördereinrichtung (27) mit mehreren Dosenaufnahmen
(28) zur Aufnahme jeweils eines Dosenrohlings (11), wobei jeder Dosenaufnahme (28) eine Halteeinrichtung
(29) mit einem um eine zweite Drehachse (D2) drehbaren Teller (30) zugeordnet ist, und mit einem Schneidmittel (69), das angepasst an die Rotation der Fördereinrichtung (27) um eine erste Drehachse (Dl) ebenfalls um die erste Drehachse (Dl) rotiert .
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass als Schneidmittel (69) ein Scheidwerkzeug (100) mit einer Schneide (101) dient, das sich gemeinsam mit der Fördereinrichtung (27) um die erste Drehachse (Dl) dreht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass jeder Dosenaufnahme (28) ein Schneidwerkzeug (100) zugeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidwerkzeug (100) radial oder schräg zur zweiten Drehachse (D2)
beweglich an der Fördereinrichtung (27) gelagert ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass eine gegenüber der Fördereinrichtung (29) stationäre Laserquelle (70) und mit einer den Laserstrahl (71) der Laserquelle (70) angepasst an die Rotation der Fördereinrichtung (27) umlenkenden Umlenkeinrichtung (72) vorhanden sind, wobei der umgelenkte Laserstrahl (71) im Bereich seines Fokuspunkts (F) als Schneidmittel dient.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (72) parallel zur zweiten Drehachse (D2) verschiebbar gelagert ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkeinrichtung (72) wenigstens eine Reflexionsfläche (74) aufweist, die sich angepasst an oder gemeinsam mit der
Fördereinrichtung (27) bewegt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der
Reflexionsflächen (74) der Umlenkeinrichtung (72) der Anzahl der Dosenaufnahmen (28) entspricht.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (29) ein Halteelement (58) umfasst, das zwischen einer Ruhestellung (I) und einer Haltestellung (II) bewegbar ist .
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58) in seiner Haltestellung (II) den Dosenrohling (11) an dessen Mantelfläche (20) abstützt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58) ein bogenförmiges oder ringförmiges Stützteil (60)
aufweist, das die Mantelfläche (20) des Dosenrohlings (11) mit Abstand zum Dosenboden (32) umschließt.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass das Stützteil (60) an seiner Innenseite ein Luftlager (61) aufweist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (58) parallel zur zweiten Drehachse (D2) verschiebbar geführt gelagert ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung des Halteelements (58) zwischen der Ruhestellung (I) und der Haltestellung (II) durch eine Kurvenschiene (51) erfolgt, an der ein Kurvenfolger (52) anliegt, der mit dem Halteelement (58) verbunden ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Teller (30) mit einem Antriebsrad (42) drehfest verbunden ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, dass eine bogenförmige
Antriebsschiene (81) koaxial zur ersten Drehachse (Dl) angeordnet ist, an der das Antriebsrad (42) in einem Abschnitt der Drehung der Fördereinrichtung (27) um die erste Drehachse (Dl) anliegt.
17. Verfahren zum Schneiden eines Dosenrohlings (11) mit folgenden Schritten: - Zuführen mehrerer Dosenrohlinge (11) in jeweils eine Dosenaufnahme (28) einer sich um eine erste Drehachse (Dl) drehenden Fördereinrichtung (27),
- Aktivieren einer Laserquelle (70) und Umlenken des Laserstrahl (71) mittels einer Umlenkeinrichtung (72) angepasst an die Drehbewegung (R) des Dosenrohlings (11) um die erste Drehachse (Dl),
- Drehen des Dosenrohlings (11) um seine Längsachse (D2) während des Laserschneidens.
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