DE19517671A1 - Vorrichtung für die Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem zylindrischen Hohlkörper - Google Patents
Vorrichtung für die Bildung eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem zylindrischen HohlkörperInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Bildung
eines geneckten und gebördelten Abschnitts an einem Ende
eines zylindrischen Hohlkörpers, insbesondere einer Do
senzarge, die zwei axial zueinander verschiebbare Innen
werkzeuge und ein radial bewegliches äußeres Formwerkzeug
aufweist, das zur Bildung des geneckten und gebördelten
Abschnitts radial soweit zwischen die Profilkonturen der
beiden die Innenkontur des Abschnittsformenden Innenwerk
zeuge zustellbar ist, das die beiden Innenwerkzeuge axial
auseinander geschoben werden.
Bekannte Vorrichtungen der vorgenannten Art bestehen im
wesentlichen aus einem den Rumpf eines eine sog. Zweiteil
dose bildenden Hohlkörpers axial fixierenden Bodenstempel,
zwei Innenwerkzeugen, durch die in der Phase des Neckens
und Bördelns die Wandung des zylindrischen Hohlkörpers in
nen abgestützt wird, und einem äußeren Formwerkzeug, das
das Necken und Bördeln des Dosenrumpfes bewirkt.
Bei einer der bekannten Vorrichtungen (US-PS 4 070 888)
weisen die beiden Innenwerkzeuge unterschiedliche Durch
messer auf, wobei zumindest der Durchmesser eines der bei
den Innenwerkzeuge wesentlich kleiner ist als der Innen
durchmesser des geneckten Dosenrumpfes. Die beiden Innen
werkzeuge sind auf einer Welle axial verschiebbar angeord
net. Nachdem der Dosenkörper mittels eines Bodenstempels
über die beiden Innenwerkzeuge geschoben worden ist, wird
die Wandung des Dosenrumpfes durch eine exzentrische Zu
stellung eines der Innenwerkzeuge von Innenwerkzeugen ge
gen das äußere Formwerkzeug gedrückt. Während das äußere
Formwerkzeug axial nicht verschiebbar ist, werden die bei
den Innenwerkzeuge in Abhängigkeit von der Zustelltiefe
gegenläufig axial verschoben. Rotatorisch angetrieben ist
hierbei nur das äußere Formwerkzeug; die Innenwerkzeuge
müssen folglich über den dazwischenliegenden Dosenrumpf
auf die erforderliche Solldrehzahl gebracht werden. Bei
dieser bekannten Vorrichtung kommt es infolge des zwischen
dem Dosenrumpf und den Innenwerkzeugen auftretenden
Schlupfes zu Lackbeschädigungen an dem Dosenrumpf. Ferner
führt die Ringkontur des äußeren Formwerkzeugs zu Falten
bildungen im eingezogenen (geneckten) Bereich des Dosen
rumpfes.
Bei einer anderen bekannten Vorrichtung weisen die beiden
Innenwerkzeuge ebenfalls unterschiedliche Durchmesser auf,
wobei auch in diesem Falle zumindest der Durchmesser eines
der beiden Innenwerkzeuge wesentlich kleiner ist als der
Innendurchmesser des geneckten, wiederum den Rumpf einer
Zweiteildose darstellenden Hohlkörpers (EP-PS 0 558 048).
Die Innenwerkzeuge sind auf einer Welle angeordnet, wobei
eines der Innenwerkzeuge axial verschiebbar ist. Nachdem
der Hohlkörper über die beiden Innenwerkzeuge geschoben
worden ist und nach exzentrischer Zustellung eines der In
nenwerkzeuge wird durch radiale Zustellung einer axial
verschiebbaren äußeren Formrolle die Wandung des Hohlkör
pers gegen die Innenwerkzeuge gedrückt. Als Funktion der
Zustelltiefe werden die Formrolle und eines der Innenwerk
zeuge axial verschoben. Bei dieser Vorrichtung ist nur das
axial verschiebbare Innenwerkzeug rotatorisch angetrieben.
Auch bei dieser bekannten Vorrichtung kommt es zu Lackbe
schädigungen an dem Hohlkörper. Ferner entsteht ein un
gleicher Bördel.
Es ist noch eine Vorrichtung bekannt, die zwei axial ver
schiebbare und radial fixierte Innenwerkzeuge sowie ein
axial fixiertes und radial bewegliches äußeres Formwerk
zeug aufweist (EP-PS 0 520 693). Auch hierbei haben die
beiden Innenwerkzeuge unterschiedliche Durchmesser, wobei
das Innenwerkzeug mit dem kleineren Durchmesser in exzen
trischer Position umlaufen kann, in Kontakt mit dem wie
derum den Rumpf einer Zweiteildose bildenden Hohlkörper.
Das äußere Formwerkzeug ist in der Lage, radiale Bewegun
gen auszuführen, während der zylindrische Hohlkörper ro
tiert. Dabei wird das äußere Formwerkzeug in den zu
neckenden und zu bördelnden Abschnitt des Hohlkörpers ge
preßt. Auch mit dieser Vorrichtung ist wegen der unter
schiedlichen Durchmesser der beiden Innenwerkzeuge keine
gleichmäßige Bördelung zu erzielen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung
der eingangs genannten Art dahingehenden zu verbessern,
daß die beschriebenen Nachteile nicht auftreten und daß
mit dieser Vorrichtung beidendig offene zylindrische Hohl
körper, insbesondere Zargen von Dreiteildosen, geneckt und
gebördelt werden können.
Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß die
Achsen der beiden Innenwerkzeuge miteinander fluchten, daß
die beiden Innenwerkzeuge in dem zur Aufnahme des Hohlkör
pers vorgesehenen Bereich den gleichen Durchmesser auf
weisen, wobei dieser nur geringfügig kleiner ist als der
Innendurchmesser des zylindrischen Hohlkörpers, und daß
die beiden Innenwerkzeuge auf voneinander getrennten Wel
len angeordnet sind, die axial einerseits soweit auseinan
der bewegbar sind, daß der von den Innenwerkzeugen gebil
dete Abstand größer ist als die Länge des zu neckenden und
zu bördelnden Hohlkörpers, und andererseits soweit zusam
menfahrbar sind, daß sich die Innenwerkzeuge berühren.
Durch die erfindungsgemäß gestalteten Innenwerkzeuge er
folgt eine vollständige und gleichmäßige Abstützung des
zylindrischen Hohlkörpers, wodurch der geneckte und gebör
delte Bereich des zylindrischen Hohlkörpers sehr gleich
mäßig ausgebildet werden kann. Dadurch, daß die Innenwerk
zeuge auf getrennten Wellen angeordnet sind, können diese
nach dem Necken (örtliches Verjüngen oder Einziehen der
Seitenwand des zylindrischen Körpers, englisch: necking)
zu jeweils ihrer Seite aus dem geneckten Hohlkörper her
ausgezogen werden. Dadurch können die Werkzeuge auch ver
hältnismäßig groß, jedenfalls größer als der Innendurch
messer des geneckten Bereichs, ausgebildet werden, was
eine gute Anlage der Innenwerkzeuge an die Innenwand des
zylindrischen Hohlkörpers ermöglicht. Ihr Außendurchmesser
ist nur um soviel geringer als der Innendurchmesser des
Hohlkörpers, daß ein ungehindertes Bewegen der Innenwerk
zeuge in den Hohlkörper hinein und aus diesem heraus mög
lich ist.
In Ausgestaltung der Erfindung stehen die Wellen der bei
den Innenwerkzeuge mit einer Drehantriebseinrichtung in
Verbindung. Da somit die vergleichsweise schweren Innen
werkzeuge permanent angetrieben sind, können weder Lack
abrieb noch Beschädigungen der Innenwandung des zylindri
schen Hohlkörpers auftreten.
Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung
besteht darin, daß beim axialen Zusammenschieben der In
nenwerkzeuge eine gegenseitige Zentrierung möglich ist.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die
Innenwerkzeuge mit Anschlagringen versehen, deren Durch
messer größer ist als der Durchmesser des zylindrischen
Hohlkörpers. Hierdurch ist ein sicherer Halt des
zylindrischen Hohlkörpers auf den beiden Innenwerkzeugen
gewährleistet.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann noch dadurch verbes
sert werden, daß im Bereich des zylindrischen Hohlkörpers
eine radial wirkende Spannvorrichtung vorgesehen ist, die
sich gegen die Innenwandung des zylindrischen Hohlkörpers
anlegt, so daß ein sicherer Halt des Hohlkörpers erreicht
und ein ungleichmäßiger Materialeinzug vermieden wird.
Zweckmäßigerweise ist die Spannvorrichtung mechanisch oder
hydraulisch zu betätigen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs
beispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längs
schnitt;
Fig. 2 eine andere, mit einer Spannvorrichtung verse
hene erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem aus
zugsweisen Längsschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung 50 weist mehrere
Stationen 51 zur Bildung eines zu neckenden und zu bör
delnden Abschnitts eines an beiden Enden offenen zylindri
schen Hohlkörpers 1, insbesondere einer Dosenzarge, auf.
Die Vorrichtung 50 weist einen mit dem Maschinengestell 21
fest verbundenen Körper 52 mit einer zentralen Achse 53
auf. An dem Körper 52 sind zwei Drehkörper 54, 55 um die
Achse 53 drehbar gelagert. Die gleichmäßig um die Achse 53
angeordneten Stationen 51 sind jeweils in beiden Drehkör
pern 54, 55 gelagert. Die Drehkörper 54, 55 sind jeweils
mit einem Zahnkranz 56, 57 versehen und können von einem
(nicht dargestellten) Drehantrieb synchron gedreht werden.
Die Bildung des zu neckenden und zu bördelnden Abschnitts
des an beiden Enden offenen zylindrischen Hohlkörpers 1
erfolgt durch zwei von jeweils gegenüberliegenden Seiten
in den zylindrischen Hohlkörper 1 einführbare innere Form
werkzeuge 2 und 3 (im folgenden nur kurz als Innenwerk
zeug bezeichnet) sowie ein axial fixiertes äußeres Form
werkzeug 4. Bei dieser Vorrichtung fluchten die Achsen 2A
und 3A der Innenwerkzeuge 2 und 3 miteinander. Die Innen
werkzeuge 2 und 3 sind dabei mit Wellen 2W und 3W in Hül
sen 14, 15 angeordnet, die wiederum jeweils in einem Hal
ter 16, 17 drehbar gelagert sind. Dabei sind die Wellen
2W, 3W mit den zugehörigen Hülsen 17 bzw. 15 z. B. über
eine Keilwellenverbindung 18 verdrehfest, aber axial zu
einander verschiebbar verbunden. Die Innenwerkzeuge 2, 3
sind über eine oder mehrere Druckfedern 8 bzw. 9 gegen die
Hülsen 14 bzw. 15 in dem Sinne abgestützt, daß die Feder
kraft jeweils in Richtung auf das andere Innenwerkzeug 3
bzw. 2 gerichtet ist.
Die Halter 16, 17 sind jeweils über einen Führungsschaft
20 in entsprechenden Führungen 22, 23 der Drehkörper 54,
55 nicht drehbar in Richtung der Achsen 2A, 3A gleitbar
geführt und werden von jeweils einem Linearantrieb in Form
einer fest mit dem Körper 52 verbundenen Steuernut 24, 25
und einem darin eingreifenden, am Führungsschaft 20
befestigten Mitnehmerteil 26, z. B. in Form einer
Führungsrolle, aufeinander zu und voneinander weg bewegt.
Dabei muß der größte Abstand der beiden Innenwerkzeuge 2,
3 voneinander größer sein als die Länge des zu neckenden
und zu bördelnden Hohlkörpers 1.
An dem dem jeweiligen Innenwerkzeug 2 bzw. 3 zugewandten
Enden der Hülsen 14, 15 ist jeweils ein ringförmiges Zahn
rad 28 befestigt, das mit einem weiteren (nicht darge
stellten) 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 bör
delnden 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 gese
hen - einen zur Anlage des anderen Endes des Hohlkörpers 1
vorgesehenen Anschlagring 6, einen relativ langen zy
lindrischen Teil 33, dessen Durchmesser etwas geringer ist
als der Innendurchmesser des zu neckenden und zu bör
delnden Hohlkörpers 1, ein sich verjüngendes Teil 34 und
einen Zentrieransatz 7 auf. Die zylindrischen Teile bzw.
Abschnitte 30, 33 dienen zur Aufnahme des zu neckenden und
zu bördelnden Hohlkörpers 1. Ihre Außendurchmesser sind
gleich groß und um soviel geringfügig kleiner als der
Innendurchmesser des Hohlkörpers 1, daß die Innenwerkzeuge
2, 3 problemfrei aus ihrer zurückgezogenen Position (in
der sie voneinander entfernt sind) in den zum Erfassen
koaxial zu den Achsen 2A, 3A bereitgehaltenen Hohlkörper 1
eingefahren werden können.
Durch die Rotation der Innenwerkzeuge 2, 3 um ihre eigene
Achse 2A bzw. 3A wird der zylindrische Hohlkörper 1 eben
falls in Rotation versetzt. Die an den Innenwerkzeugen 2
und 3 vorgesehenen Anschlagringe 5, 6 positionieren den
zylindrischen Hohlkörper 1 in der Startphase des Neck- und
Bördelprozesses. Zur gegenseitigen Zentrierung der beiden
Innenwerkzeuge 2 und 3 greift der Zentrieransatz 7 des In
nenwerkzeugs 3 in die Ausnehmung 32 des Innenwerkzeugs 2
ein.
Das äußere Formwerkzeug 4 ist als Profilrolle ausgebildet
und in einem am Drehkörper 54 schwenkbar gelagerten
Schwingarm 35 gelagert. Der Schwingarm 35 ist mit einem
als Kurvenrolle ausgebildeten Mitnehmerteil 36 versehen,
der in eine fest in bezug auf den Körper 52 angeordnete
Steuernut 37 eingreift. Über den Kurvenantrieb (Steuernut
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 Form
werkzeug 4 zugestellt, so wird der betreffende Wandab
schnitt des zylindrischen Hohlkörpers in Richtung auf die
sich verjüngenden Abschnitte 31, 34 gedrückt. Wird das
äußere Formwerkzeug 4, nachdem es (unter Zwischenlage der
Wand des Hohlkörpers 1) auf den sich verjüngenden Ab
schnitten 31, 34 auf liegt, weiter in Richtung auf die Ach
sen 2A, 3A zugestellt, so weichen die Innenwerkzeuge 2, 3
entgegen der Kraft der Federn 8, 9 entsprechend auseinan
der. 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. 2 dargestellten Vorrichtung mit Innenwerk
zeugen 2′, 3′ und einem äußeren Formwerkzeug 4′ weist das
Innenwerkzeug 3′ eine radial wirkende Spannvorrichtung 10
mit einem Spannkolben 11 (im folgenden nur kurz Kolben ge
nannt), einen den Kolben aufnehmenden Zylinder 12 und eine
Spannkammer 13 auf. Der Kolben 11 wird durch eine Druckfe
der 38 in Richtung auf das Innenwerkzeug 2′ gedrückt. Wenn
die Innenwerkzeuge 2′, 3′ zur Aufnahme eines Hohlkörpers 1
axial auseinander gefahren sind, ist der Kolben 11 soweit
nach außen gedrückt, daß ein Ansatz oder Vorsprung 39 aus
dem Innenwerkzeug 3′ nach außen vorspringt.
Die Spannkammer 13 ist ein Hohlraum im Innenwerkzeug 3′,
die durch eine sehr dünne Außenwand 40 gebildet ist. Die
Spannkammer 13 steht über eine radiale Bohrung 41 in Lei
tungsverbindung mit dem Zylinder 12. Beide Räume 12, 13
und die Leitungsverbindung 41 sind mit einem flüssigen
Druckmedium gefüllt. Wenn nun die Innenwerkzeuge 2′, 3′
zur Aufnahme eines Hohlkörpers 1 zusammenfahren, wird der
Kolben 11 über den Vorsprung 39 von einem Teil der Stirn
fläche des Innenwerkzeugs 2′ in den Zylinder 12 hineinge
drückt. Das dabei verdrängte Druckmedium gelangt in die
Spannkammer 13 und weitet den dünnen Wandabschnitt 40 nach
außen auf, wie dies in Fig. 2 etwas übertrieben darge
stellt ist. Der auf geweitete Außenwandabschnitt 40 erfaßt
dabei die Wand des Hohlkörpers 1 und schafft so eine gute
Reibverbindung zwischen dem Innenwerkzeug 3′ und dem
Hohlzylinder 1, womit eine optimale Mitnahme gewährleistet
ist.
Claims (6)
1. Vorrichtung für die Bildung eines geneckten und gebör
delten Abschnitts an einem Ende eines zylindrischen
Hohlkörpers, insbesondere einer Dosenzarge, die zwei
axial zueinander verschiebbare Innenwerkzeuge und ein
radial bewegliches äußeres Formwerkzeug aufweist, das
zur Bildung des geneckten und gebördelten Abschnitts
soweit zwischen die Profilkonturen der beiden die In
nenkontur des Abschnitts formenden Innenwerkzeuge zu
stellbar ist, daß die beiden Innenwerkzeuge axial
auseinander geschoben werden,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Achsen (2A, 3A) der beiden Innenwerkzeuge (2,
3; 2′, 3′) miteinander fluchten,
daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2′, 3′) in dem
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),
und daß die beiden Innenwerkzeuge (2, 3; 2′, 3′) auf
voneinander getrennten Wellen (2W, 3W) angeordnet
sind, die axial soweit auseinander bewegbar sind, daß
der von den Innenwerkzeugen (2, 3; 2′, 3′) gebildete
Abstand größer ist als die Länge des zu neckenden und
zu bördelnden Hohlkörpers (1).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wellen (2W, 3W) der beiden Innenwerkzeuge (2,
3) mit einer Antriebseinrichtung in Verbindung stehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Innenwerkzeug (3) einen Zentrieransatz
(7) und das andere Innenwerkzeug (2) eine entspre
chende Ausnehmung (32) aufweist, und das die Innen
werkzeuge soweit axial zusammenfahrbar sind, daß der
Zentrieransatz (7) in die Ausnehmung (32) eindringt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Innenwerkzeuge (2, 3; 2′, 3′) mit Anschlagrin
gen (5, 6) versehen sind, deren Durchmesser größer ist
als der Durchmesser des zylindrischen Hohlkörpers (1).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in dem zur Aufnahme des zylindrischen Hohlkörpers
(1) vorgesehenen Bereich mindestens eines Innenwerk
zeugs (3′) eine radial wirkende Spannvorrichtung (10)
vorgesehen ist, die gegen die Innenwandung des zylin
drischen Hohlkörpers (1) anlegbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spannvorrichtung (10) mechanisch oder hydrau
lisch betätigbar ist.
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