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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Formen eines röhrenförmigen Dosengehäuses, wie
zum Beispiel für
Dosen zum Speichern und Lagern von Nahrungsmitteln, Dosen für Farbe
u. dgl. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf die Herstellung
von Dosen, die aus drei Teilen bestehen, nämlich einem Bodenteil, einem
Gehäuseteil
und einem Deckel oder Verschluss, sowie auf die kostengünstige Herstellung von
Dosen in kleinen Losen.
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In
DE 22 60 475 wird der am
nächsten
kommende Stand der Technik offenbart.
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Es
ist bereits eine große
Anzahl verschiedener Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von
Dosen bekannt: Dosen werden üblicherweise
in großer
Zahl mit speziell ausgelegten Werkzeugen und Maschinen hergestellt,
und damit können
die Produktionskosten für
jedes Teil auf einem vernünftigen
Niveau gehalten werden. Auf der anderen Seite sind die Einrichtungen
zum Herstellen der Dosen kundenspezifisch und darauf ausgelegt,
eine bestimmte Dosengröße und Dosenform
herzustellen, und die fehlende Flexibilität führt zu relativ hohen Kosten,
wenn der Dosentyp geändert
werden soll.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben
und eine Vorrichtung zu schaffen, mit denen schnelle und kosteneffiziente Wechsel
zwischen Dosen verschiedener Größen und Formen
möglich
werden, so dass auch kleinere Lose in der Herstellung möglich werden.
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Es
werden ein erfindungsgemäßes Verfahren
nach Anspruch 1 sowie eine erfindungsgemäße Vorrichtung nach Anspruch
4 angegeben.
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Erfindungsgemäß kann das
röhrenförmiges Dosengehäuse bzw.
das Rohblech in eine gewünschte
Querschnittsform gebracht werden, indem der Rohling oder die röhrenförmige Gehäusewand durch
die Klemmstellen von wenigstens drei Paaren von zusammenwirkenden,
rotierenden Formgebungsrollen bewegt wird, die sich in derselben
Hauptrichtung erstrecken, laufen und zueinander senkrecht oder sich
drehend die Rollenpaare bewegt werden, um so die gewünschte Querschnittsform
zu bekommen. Jedes Rollenpaar kann eins nach dem anderen oder alle
zusammen gleichzeitig bewegt werden, und sie können entweder linear oder in
Drehung mit Bezug auf den Pfad des Blechs oder des Dosengehäuses bewegt
werden. Der Abstand zwischen den Rollen in einem Rollenpaar kann
variiert werden, so dass verschiedene Blechdicken oder Wanddicken
der Dosengehäuse
verarbeitet werden können.
Diese Art der Formung eines röhrenförmigen Dosengehäuses, so
dass sich eine gewünschte
Querschnittsform ergibt, kann vorzugsweise mit der oben beschriebenen Art
der Herstellung eines röhrenförmigen Do sengehäuses aus
einem Rohling eines flächigen
Materials kombiniert werden, so dass sich damit eine vereinheitlichte
flexible Einrichtung für
die Formung von Dosen aus Rohlingen eines flächigen Materials ergibt.
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Es
wird ein Verfahren zum Formen eines röhrenförmigen Dosengehäuses aus
einem Rohling aus Blech beschrieben und offenbart. Der Rohling aus Blech
hat ein Paar von gegenüberliegenden,
sich im Wesentlichen gleichförmig
erstreckenden Einfassungsabschnitten, wobei das Verfahren das Greifen der
Einfassungsabschnitte mit Greifvorrichtungen, das Bewegen der Greifvorrichtungen
gegeneinander, um die Einfassungsabschnitte in benachbarte Positionen
zu bringen, und das Verbinden der Einfassungsabschnitte des Rohlings
durch eine Naht, um das röhrenförmige Dosengehäuse zu formen,
während
ein größerer Zwischenbereich,
der sich zwischen den Einfassungsabschnitten erstreckt, wenigstens
innen ungestützt
bleibt, umfasst.
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Der
Blechrohling wird so zu einem röhrenförmigen Dosengehäuse geformt,
ohne dass ein Innendorn einer vorgegebenen Form verwendet werden muss.
Bei diesem Verfahren können
Dosen verschiedener Größen unter
Verwendung desselben Werkzeugs ohne Umbau dieses Werkzeugs hergestellt werden.
Nur die Greifpositionen der Greifvorrichtungen müssen der Größe des Rohlings aus flächigem Material
entsprechen.
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Jede
der Greifvorrichtungen kann vorzugsweise mit wenigstens zwei linearen
Freiheitsgraden und einem Rotationsfreiheitsgrad ausgestattet werden.
Damit lassen sich die Zufuhr und der Abtransport von Rohmaterial
bzw. Dosengehäusen
auf einfache Art sicherstellen. Die Greifvorrichtungen sollten vorzugsweise
durch Motor getriebene Einrichtungen bewegt werden, die durch ein
Steuersystem gesteuert werden, um so die Herstellung von Dosengehäusen verschiedener
Größe zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform
der Erfindung kann die Greifposition automatisch durch Detektoren
bestimmt werden, die die Größe des Rohlings
des bearbeiteten Blechmaterials erfassen.
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Die
Verbindungsnaht kann durch das Verbinden von gebogenen, hakenförmigen Einfassungsabschnitten
und das Walzen, Löten,
Kleben, Schweißen oder
andere konventionelle Nahtbildungsprozesse hergestellt werden. Vorzugsweise
wird die Naht durch Verbinden vorgefalzter Einfassungsabschnitte des
Rohlings hergestellt. Die vorgesehenen drei Freiheitsgrade machen
es möglich,
dass die vorgefalzten Einfassungsabschnitte miteinander verbunden
werden, während
die gefalzten Teile aneinander gepresst werden.
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Es
wird hier ein Verfahren zur Herstellung eines röhrenförmigen Dosengehäuses angegeben
und offenbart. Das Verfahren umfasst das Einsetzen des röhrenförmigen Dosengehäuses in
die Formgebungsvorrichtung, so dass sich die Kontaktfläche jeweils
im Wesentlichen axial in Bezug auf das Dosengehäuse erstreckt und benachbart
ist zur Innen- oder Außenseite
und die Kontaktoberflächen
seitlich mit der Dosengehäuseseite
oder den -seiten an beabstandeten Randpositionen miteinander in
Kontakt gebracht werden, so dass sich das Dosengehäuse über den
Rand hinaus erstreckt und die gewünschte Querschnittsform erhält. Die
röhrenförmigen Dosengehäuse, die
in die gewünschte
Querschnittsform gebracht werden, können mit dem oben beschriebenen Verfahren
oder mit irgendeinem anderen bekannten Verfahren hergestellt werden.
Durch Verwendung der Formgebungsvorrichtung ist es jedoch weniger
kritisch, ob die Querschnittsform des röhrenförmigen Dosengehäuses genau
mit einem kreisförmigen Querschnitt
versehen wird oder mit irgendeinem anderen Querschnitt. Wie bereits
erwähnt,
kann diese Art der Formgebung des Dosengehäuses, bei der es eine vorgegebene
Form erhält,
in Verbindung mit dem oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines
röhrenförmigen,
zylindrischen Dosengehäuses durchgeführt werden,
oder man kann dies mit Dosengehäusen
durchführen,
die auf andere Weise hergestellt wurden, beispielsweise durch Extrudieren,
Gießen
etc. Mit dem Verfahren wird es möglich,
dem Dosengehäuse
verschiedene Formen zu geben, indem man einfache Werkzeuge austauscht,
und damit kann eine relativ kleine Zahl von Dosengehäusen relativ
kostengünstig
geformt werden.
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Die
seitliche Bewegung der Kontaktflächen, die
oben offenbart ist, kann vorzugsweise durch Motor getriebene Einrichtungen
erfolgen, die durch eine Steuerung gesteuert werden, so dass sich
ein variable Schlaglänge
für die
seitliche Bewegung ergibt. Zum Beispiel können die Kontaktflächen durch
pneumatische, hydraulische oder elektrische Antriebseinrichtungen
bewegt werden, die durch ein Rechnersystem gesteuert werden. Dosen
verschiedener Größe und/oder
Form können
so ohne physikalische Änderung
der formgebenden Vorrichtung geformt werden.
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Es
wird hier ein Verfahren zum Bördeln,
Sicken und Walzen eines röhrenförmigen Gehäuses, wie
zum Beispiel eines Dosengehäuses
oder eines Blechrohlings dafür,
angegeben und beschrieben. Der Blechrohling oder die röhrenförmige Gehäusewand
wird in die Klemmstelle eines Paares von zusammenwirkenden Rotationsrollen
eingeführt,
wobei sich an einem ersten Ende Flanschformungseinrichtungen befinden,
durch die ein Flansch an einem benachbarten ersten Ende des röhrenförmigen Gehäuses oder
Rohlings gebildet wird, und Rippenformungseinrichtungen, die axial
von den Flanschformungseinrichtungen beabstandet sind und eine Rippe
in einem Zwischenteil des Rohlings oder röhrenförmigen Gehäuses bilden, und die mit einem
Walzwerkzeug mit einem gegenüberliegenden,
zweiten Endabschnitt des Rohlings oder Gehäuses zusammenwir ken, um auf
diese Art den zweiten Endabschnitt zu walzen. Bei einer Ausführungsform,
die in dieser Anmeldung offenbart und beschrieben wird, können die
Bördel-,
Sick- und Walzvorgänge
mit dem Formen des Blechs oder Dosengehäuses gemäß der vorher beschriebenen
Art der Formung eines Dosengehäuses
gleichzeitig durchgeführt
werden, wobei Rollen verwendet werden. Es können dieselben Rollenpaare
oder wenigstens ein Paar von Formgebungsrollen verwendet werden.
Die Rollen müssen zu
diesem Zweck für
das Bördeln
mittels einer Bördelkante
an einem Ende wenigstens einer der Rollen angepasst werden. Dies
kann dann ein Endabschnitt einer der zusammenwirkenden Rollen mit
einem größeren Durchmesser
und einer axialen Ausdehnung über
das benachbarte Ende der anderen Rolle des besagten Paars hinaus
sein. Die Rollen müssen
außerdem
für das
Bördeln
mittels Rippenformungseinrichtungen ausgelegt sein, wie zum Beispiel
einer sich am Rand erstreckenden Leiste auf einer der miteinander
zusammenwirkenden Rollen sowie einer die Leiste aufnehmenden Nut
am Rand in der anderen der zusammenwirkenden Rollen. Ein Walzwerkzeug
kann vorzugsweise beweglich positioniert werden, so dass die Zusammenwirkung
mit einem gegenüberliegenden
Ende des Rohlings oder Gehäuses
in Bezug auf das Ende, an dem der Flansch erzeugt wird, möglich wird.
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Im
Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung kann es nützlich sein,
dass die Naht des röhrenförmigen Dosengehäuses auf
irgendeine konventionelle Art hergestellt wird. Als ein Beispiel
können die
Einfassungsabschnitte des Dosengehäuserohlings vorgeformt werden,
so dass Nahtabschnitte definiert werden, die verbunden werden und
anschließend
geglättet
werden, so dass sie die besagte Naht bilden. Dieses Verfahren ermöglicht ein
einfaches und billiges Werkzeug zur Herstellung der Naht. Alternativ
können
durch das Nahtwerkzeug beide Einfassungsabschnitte gebogen werden
und die Verbindung hergestellt werden, um dann anschließend die gebogenen
Einfassungsabschnitte zu glätten
und so die Verbindung zu stabilisieren. Standardwerkzeuge für dieses
Verfahren sind auf dem Markt vorhanden.
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Ein
röhrenförmiges Dosengehäuse, wie
es oben offenbart und beschrieben ist, kann nahtlos sein, zum Beispiel
wenn es durch Extrudieren hergestellt worden ist. Üblicherweise
hat das Dosengehäuse
jedoch eine Längsnaht.
Wenn ein solches Dosengehäuse
mit dem oben beschriebenen Verfahren in eine gewünschte Querschnittsform gebracht
werden soll, so wird die Längsnaht
vorzugsweise zwischen einem der Kontaktflächenteile und einem gegenüber angeordneten
Rückhalteteil
gegriffen. Damit kann verhindert werden, dass der Zug am Rand, der
in der Dosengehäusewand
durch die Formgebungsvorrichtung erzeugt wird, auf die Naht übertragen
wird und Beschädigungen
oder Lecks darin erzeugt werden.
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Die
gewünschte
Querschnittsform des röhrenförmigen Dosengehäuses, das
oben offenbart und beschrieben wurde, kann man erhalten, indem man
alle Kontaktflächenabschnitte
innerhalb des Dosengehäuses
anordnet und wenigsten einen von ihnen radial nach außen bewegt,
oder indem wenigstens zwei und vorzugsweise wenigstens drei Kontaktflächenabschnitte
innerhalb des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet
werden und einer oder mehrere radial nach außen in Bezug auf das Dosengehäuse bewegt
werden und wenigstens ein Innenkontaktoberflächenteil radial nach außen bewegt wird
und/oder wenigstens ein Außenkontaktoberflächenteil
radial nach innen bewegt wird, um alle Kontaktoberflächenteile
mit dem Dosengehäuse
in Kontakt zu bringen und die gewünschte Querschnittsform zu
definieren und um den notwendigen Zug am Rand in der Dosengehäusewand
zu erzeugen, um die gewünschte
dauerhafte Form zu erzielen. Dies bedeutet, dass alle Kontaktoberflächenteile
quer oder radial in Bezug auf das Dosengehäuse bewegt werden können oder
dass eines oder mehrere der Kontaktoberflächenteile während der relativen seitlichen
Bewegung der Kontaktoberflächenteile
im Wesentlichen stationär
in Bezug auf das Dosengehäuse
gehalten werden.
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In
Bezug auf die vorliegende Erfindung können in der Praxis längliche
Kontaktoberflächenteile innerhalb
des Innenraums des röhrenförmigen Dosengehäuses und
wenigstens eines der Kontaktoberflächenteile dann quer in Bezug
auf die anderen Oberflächenteile
bewegt werden, um alle Kontaktoberflächenteile mit der Innenoberfläche des
Dosengehäuses
in Anschlag zu bringen. Alternativ kann jedoch eine erste Anzahl
von länglichen
Kontaktoberflächenteilen
im Innenraum des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet
werden, und eine zweite Anzahl von länglichen Kontaktoberflächenteilen
kann außerhalb
des röhrenförmigen Dosengehäuses angeordnet
werden, wenigstens eines einer dritten Anzahl von Kontaktoberflächenteilen
wird dabei seitlich nach außen
bewegt und in Kontakt gebracht mit der Innenoberfläche des
Dosengehäuses,
und/oder wenigstens eines der zweiten Anzahl von Kontaktoberflächenteilen
wird seitlich nach innen bewegt und in Kontakt gebracht mit der
Außenseitenoberfläche des Dosengehäuses, um
alle der Kontaktoberflächenteile mit
der Innen- oder Außenseitenoberfläche des
Dosengehäuses
in Anschlag zu bringen. Auf diese Art kann dem Dosengehäuse sowohl
von außen
in Bezug auf das Dosengehäuse
als auch von innen in Bezug auf das Dosengehäuse oder in Kombination von beiden
Seiten eine Form erteilt werden. Dies bedeutet, dass das geformte
Dosengehäuse
von außen
gesehen nur konvexe Teile oder eine Kombination aus konvexen und
konkaven Oberflächenteilen
aufweist.
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Die
oben genannten länglichen
Kontaktoberflächenteile
können
mehrere Stabelemente mit kreisförmiger
oder polygonaler Querschnittsform aufweisen. Jedes dieser Stabelemente
kann in Kontakt stehen mit dem Dosengehäuse, und zwar entlang einer längs verlaufenden,
schmalen Kontaktzone, so dass sich nur ein rein innerer oder äußerer, scharfer
oder abgerundeter Eckabschnitt auf dem Dosengehäuse ergibt. Es kann wünschenswert
sein, Eckabschnitte oder andere Wandabschnitte des Dosengehäuses mit
komplizierteren Querschnittsformen herzustellen. Daher kann jedes
der Kontaktoberflächenteile
eine Querschnittsform haben, die im Wesentlichen komplementär zu der
gewünschten
Querschnittsform der Dosengehäusewand
an den jeweiligen am Rande beabstandeten Positionen des Dosengehäuses sind. Als
ein Beispiel können
abgesehen von scharfkantigen, abgerundeten oder anderweitig geformten Eckabschnitten
die Kontaktflächenteile
zum Formen von dekorativen Stanzungen in den Seitenwänden des
Dosengehäuses
verwendet werden.
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Die
Kontaktflächenteile,
die oben beschrieben und offenbart wurden, sind vorzugsweise auf mehreren
länglichen,
sich im Wesentlichen gleichförmig
erstreckenden, stabförmigen
Teilen definiert. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die stabförmigen Teile
buchsenförmige
Teile, von denen wenigstens einige abnehmbar auf einem Kern, wie
zum Beispiel einem Stab oder einem Schaft, montiert sind. Dies macht
den schnellen und einfachen Austausch von Kontaktoberflächenteilen
möglich,
z.B. zum Verändern
der gewünschten
Querschnittsform oder für
das Ersetzen von abgenutzten oder in anderer Art defekten Oberflächenteilen.
Die buchsenförmigen
Teile können
aus irgendeinem geeigneten Material hergestellt werden, so zum Beispiel
aus Metall oder einem anderen harten oder gehärteten Material, oder sie können aus
elastischem Material bestehen, wie zum Beispiel elastischem Gummi
oder gummiähnlichem
Material, je nach den Materialeigenschaften des flächigen Materials,
aus dem das Dosengehäuse
hergestellt worden ist.
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Die
oben beschriebenen und offenbarten Dosengehäuse können aus irgendeinem geeigneten Material
hergestellt werden, einschließlich
Plastik. Jedoch werden die Dosengehäuse vorzugsweise aus konventionellem
Metallblech, wie zum Beispiel Zinkblech, Aluminium oder Aluminiumlegierungen hergestellt.
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Es
wird ein Verfahren zum Befestigen eines Bodenteils an einem Dosengehäuse oben
beschrieben und offenbart. Das besagte Verfahren umfasst das Positionieren
des Bodenteils an einem Ende des Dosengehäuses, so dass ein Einfassungsabschnitt des
Bodenteils im Anschlag mit einem radialen Flansch ist, der an dem
Ende gebildet worden ist, das Rotieren des Dosengehäuses in
Bezug auf wenigstens ein Naht-, beispielsweise das Walz-, Biege-
oder Falzwerkzeug, und Bewegen des Nahtwerkzeugs radial in Bezug
auf das Dosengehäuse
entlang eines vorgegebenen Pfads entsprechend der Querschnittsform
des Dosengehäuses.
Das Nahtwerkzeug kann radial in Bezug auf das Dosengehäuse mit
irgendeiner geeigneten Bewegungseinrichtung bewegt werden. Als ein
Beispiel kann das Nahtwerkzeug durch einen Aktor bewegt werden,
der von einem Rechner gesteuert wird. Der Rechner kann den Aktor
in Abhängigkeit
von einem Programm ansteuern, das sich in seinem Speicher befindet.
Damit kann der Aktor so gesteuert werden, dass das Werkzeug radial
in Bezug auf das Dosengehäuse
bewegt wird, um dem vorgegebenen Pfad entsprechend der Querschnittsform
des Dosengehäuses
zu folgen. Auf diese Art können
Dosen verschiedener Größe und mit
ziemlich unterschiedlichen Querschnittsformen mit derselben Vorrichtung
hergestellt werden, vorausgesetzt, dass das relevante Programm oder
der vordefinierte Pfad in dem Speicher des Rechners abgelegt worden
sind. Der vordefinierte Pfad kann von einem Werkzeug zur rechnergestützten Konstruktion
oder von einem ähnlichen
CAD/CAM-Werkzeug geladen werden.
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Genauso
nützlich
sind Einrichtungen zur radialen Bewegung des Nahtwerkzeugs, die
Einrichtungen zum Vorspannen des Nahtwerkzeugs zusammen mit dem
Einfassungsabschnitt und/oder mit dem radialen Flansch bei einer
vorgegebenen, im Wesentlichen gleichförmigen Vorspannungskraft während der
relativen Drehung des Dosengehäuses
und des Werkzeugs umfassen, um so den Einfassungsabschnitt und/oder
den Flansch zu biegen. Dies erfolgt vorzugsweise mittels Kraft gesteuerter
Aktoren. Im Gegensatz zu der traditionellen Art der Verbindung von
Bodenteilen und Dosengehäuseteilen,
bei der man einem vorgegebenen Pfad folgt, ist es ein Vorteil bei
der Verwendung von Kraft gesteuerten Aktoren, dass derartige Aktoren
der speziellen Form eines gegebenen Dosengehäuses und der Bodeneinbaulinie
folgen und damit Toleranzen ausgleichen.
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Bei
einer Ausführungsform,
die in Verbindung mit dieser Erfindung von Nutzen ist, wird der Dosenboden
mit dem Dosengehäuse
mittels mehrerer beabstandeter Nahtwerkzeuge am Rand befestigt,
bewegt oder mit dem Einfassungsabschnitt und/oder mit dem radialen
Flansch in Anschlag gebracht. Jedes der Werkzeuge ist dafür ausgelegt, verschiedene
Biege- und Falzoperationen durchzuführen und so eine Naht zu bilden.
In Verbindung mit dieser Erfindung ist es von Nutzen, dass jedes
bzw. jedes der mehreren Werkzeuge zur Nahtbildung, das zum Walzen,
Biegen oder Falzen entlang eines radialen Führungsteils bewegt werden kann,
mit einer Federeinrichtung oder mit einem elektrischen Linearmotor
in Anschlag gebracht werden kann. Diese Lösungen bieten die Möglichkeit
einer billigen und zuverlässigen
Befestigung sowie Flexibilität
und hohe Leistungsfähigkeit
bei der Befestigung.
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In
Verbindung mit dieser Erfindung ist es von Nutzen, dass jedes bzw.
jedes der mehreren Werkzeuge zur Nahtbildung, das zum Walzen, Biegen oder
Falzen entlang eines radialen Führungsteils
bewegt werden kann, mit einer Federeinrichtung oder mit einem elektrischen
Linearmotor in Anschlag gebracht werden kann. Diese Lösungen bieten
die Möglichkeit
einer billigen und zuverlässigen
Befestigung sowie Flexibilität
und hohe Leistungsfähigkeit
bei der Befestigung.
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Es
wird hier ein Verfahren zum Befestigen des Dosenbodenteils an dem
Dosengehäuseteil
beschrieben und offenbart. Das Verfahren beinhaltet eine bewusste
Abhängig keit
zwischen der radialen Bewegung des Werkzeugs in Bezug auf die Drehung des
Dosengehäuses
und der Form des Dosengehäuses.
Dies ermöglicht
das Befestigen eines Dosenbodenteils an einem Dosengehäuseteil,
das keinen kreisförmigen
Querschnitt, sondern zum Beispiel einen quadratischen oder dreieckigen
Querschnitt aufweist. Wenn das Werkzeug eine Ecke oder eine scharfe
Kante passiert, so kann die Drehgeschwindigkeit des Dosengehäuses abgesenkt
werden, um es dem Werkzeug zu ermöglichen, seine Richtung zu ändern.
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Es
wird eine Vorrichtung zur Herstellung von Dosen gemäß dem oben
beschriebenen und offenbarten Verfahren offenbart und beschrieben.
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Es
wird im folgenden eine Dosenherstellungseinrichtung offenbart und
beschrieben. Diese Einrichtung umfasst:
eine Vorrichtung zum
Herstellen eines röhrenförmigen Dosengehäuses aus
einem Rohling aus Blech mit einem Paar von gegenüberfliegenden, sich im Wesentlichen
gleichförmig
erstreckenden Einfassungsabschnitten, wobei die Vorrichtung umfasst:
Greifvorrichtungen
zum Greifen der Einfassungsabschnitte,
Einrichtungen zum Bewegen
der Greifvorrichtungen gegeneinander, um die Einfassungsabschnitte
in benachbarte Positionen zu bringen,
Einrichtungen zum Verbinden
der Einfassungsabschnitte des Rohlings mit einer Naht, um das röhrenförmige Gehäuse zu formen,
während
sich ein größerer Zwischenabschnitt
zwischen den Einfassungsabschnitten wenigstens innen ungestützt erstreckt,
eine
Vorrichtung zum Formen eines röhrenförmigen Gehäuses wie
beispielsweise eines Dosengehäuses oder
eines Blechrohlings dafür
in eine gewünschte Querschnittsform,
wobei die Vorrichtung umfasst:
wenigstens drei Paare zusammenwirkender
rotierender Rollen, die sich in derselben allgemeinen Richtung erstrecken,
und
Einrichtungen für
eine Bewegung längs
gegeneinander oder rotierend der Rollenpaare, so dass die gewünschte Querschnittsform
erzeugt wird, wenn der Blechrohling oder die röhrenförmige Gehäusewand die Klemmstelle der
zusammenwirkenden Rollen durchlaufen hat, und
eine Vorrichtung
zum Befestigen eines Dosenbodens an einem Dosengehäuse mit
einer nicht-zirkularen Querschnittsform, wobei die Vorrichtung umfasst:
Einrichtungen
zum Drehen eines Dosengehäuses, an
dessen einem Ende ein Dosenboden positioniert ist, so dass ein Einfassungsabschnitt
des Bodens an einen radialen Flansch an einem Ende des Dosengehäuses anstößt,
wenigstens
ein Werkzeug zum Biegen oder Falzen, das radial in Bezug auf das
Dosengehäuse
beweglich ist, das sich auf der Dreheinrichtung befindet, und
Einrichtungen
zum Bewegen oder Drücken
des Werkzeugs zum Biegen oder Falzen radial gegen den Einfassungsabschnitt
und/oder den radialen Flansch, so dass der Einfassungsabschnitt
und/oder der Flansch gebogen oder gewalzt wird.
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Es
wird eine Dosenherstellungseinrichtung beschrieben und offenbart.
Diese Einrichtung umfasst:
eine Vorrichtung zum Herstellen
eines röhrenförmigen Dosengehäuses aus
einem Rohling aus Blech mit einem Paar von gegenüberliegenden, sich im Wesentlichen
gleichförmig
erstreckenden Einfassungsabschnitten, wobei die Vorrichtung umfasst:
Greifvorrichtungen
zum Greifen der Einfassungsabschnitte,
Einrichtungen zum gegenseitigen
Bewegen der Greifvorrichtungen, um die Einfassungsabschnitte in benachbarte
Positionen zu bringen,
Einrichtungen zum Verbinden der Einfassungsabschnitte
des Rohlings mit einer Naht, um das röhrenförmige Gehäuse zu formen, während sich
ein größerer Zwischenabschnitt
zwischen den Einfassungsabschnitten wenigsten innen ungestützt erstreckt,
und
außerdem
eine Vorrichtung zum Formen des röhrenförmigen Dosengehäuses in
eine gewünschte nicht-zirkulare
Querschnittsform umfasst, wobei die Vorrichtung umfasst:
Einrichtungen
zum Festlegen mehrer sich im Wesentlichen gleichförmig erstreckender
länglicher
Kontaktflächenteile
zum Kontaktieren des Dosengehäuses,
wenn dies in der Vorrichtung angeordnet ist, so dass sich die Kontaktoberflächenteile
davon jeweils im wesentlichen axial in Bezug auf das Dosengehäuse und
benachbart zu dessen Innen- und
Außenfläche erstrecken,
und
Einrichtungen für
das Bewegen der Oberflächenteile gegeneinander,
so dass sie lateral in Kontakt mit der oder den Dosengehäuseseitenflächen an
seitlich beabstandeten Positionen kommen, so dass sie das Dosengehäuse am Rand
dehnen und diesem die gewünschte
Querschnittsform erteilen,
eine Vorrichtung zum Bördeln, Sicken
und Walzen eines röhrenförmigen Gehäuses, wie
beispielsweise eines Dosengehäuses,
oder eines Blechrohlings dafür,
wobei die Vorrichtung umfasst:
ein Paar zusammenwirkender rotierender
Rollen, zwischen denen eine Klemmstelle gebildet wird und die an
einem ersten Ende eine Flanschbildungseinrichtung für das Formen
eines Flansches an einem benachbarten ersten Ende der röhrenförmigen Gehäusewand
oder des Rohlings nach dem Durchlauf durch die Klemmstelle und eine
Sick-Einrichtung,
die axial beabstandet von der Flanschformungseinrichtung ist, für das Bilden
einer Sicke in einem Zwischenteil des Rohlings oder der röhrenförmigen Gehäusewand
umfasst, und
ein Walz-Werkzeug, das mit einem gegenüberliegenden,
zweiten Endabschnitt des Rohlings oder Gehäuses bewegt werden kann, um
den zweiten Endabschnitt zu walzen, und
eine Vorrichtung zum
Befestigen eines Dosenbodens an einem Dosengehäuse mit einer nicht-zirkularen Querschnittsform,
wobei die Vorrichtung umfasst:
Einrichtungen zum Drehen eines
Dosengehäuses, an
dessen einem Ende ein Dosenboden positioniert ist, so dass ein Einfassungsabschnitt
des Bodens an einen radialen Flansch an einem Ende des Dosengehäuses anstößt,
wenigstens
ein Werkzeug zum Biegen oder Falzen, das radial in Bezug auf das
Dosengehäuse
beweglich ist, das sich auf der Dreheinrichtung befindet, und
Einrichtungen
zum Bewegen oder Drücken
des Werkzeugs zum Biegen oder Falzen radial gegen den Einfassungsabschnitt
und/oder den radialen Flansch, so dass der Einfassungsabschnitt
und/oder der Flansch gebogen oder gewalzt wird.
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Die
Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf die Zeichnungen genauer
erläutert.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Dosenproduktionslinie als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Frontansicht einer Vorrichtung zur Herstellung von Dosengehäusen nach 1.
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3 und 4 sind
Teilansichten vom Querschnitt durch eine Nahtbildungsvorrichtung
gemäß der Vorrichtung
nach 2.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach 1 zur
Herstellung von Dosengehäusen
mit einer gewünschten
Querschnittsform von vorne.
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6 bis 8 sind
Darstellungen eines Querschnitts durch die Vorrichtung nach 5 zur Erläuterung
der Funktion.
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9 ist
eine Frontansicht zur Erläuterung der
Nahtbildung bei einer Vorrichtung nach 1 zum Verbinden
eines Bodenteils mit jedem der Dosengehäuse, die mit den Vorrichtungen
nach den 2 bis 4 und 5 bis 8 hergestellt
wurden.
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10 zeigt
die Nahtbildungsschritte der Vorrichtung nach 9.
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11 zeigt
eine Teilansicht eines Querschnitts durch eine Bördel-, Sick- und Walz- sowie Formgebungsvorrichtung.
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12 ist
eine Teilansicht einer Vorrichtung nach 11 von
der Seite.
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13 ist
eine Ansicht durch den Formgebungsprozess der Vorrichtung nach 11 bis 12 im
Querschnitt.
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14 zeigt
den Plan einer Herstellungsanlage.
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15 zeigt
eine Ansicht der Herstellung des röhrenförmigen Gehäuses gemäß der Erfindung.
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16 zeigt
die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Gehäuseherstellungsvorrichtung.
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17 zeigt
eine Seitenansicht der Gehäuseherstellungsvorrichtung
nach 16.
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1 zeigt
eine Produktionslinie zur Herstellung von Dosen. Diese Produktionslinie
umfasst eine Anzahl von Vorrichtungen zur Durchführung bestimmter Funktionen,
die in einer Linie aufgebaut sind, nämlich eine Vorrichtung 10 zur
Herstellung von Dosengehäusen,
eine Vorrichtung 11 zum Walzen, Bördeln und Sicken eines oberen
und unteren Einfassungsabschnittes und eines Zwischenabschnittes der
Dosengehäuse,
eine Vorrichtung 12 zum Formen der Dosengehäuse in der
gewünschten
Querschnittsform und eine Vorrichtung 13 zum Verbinden eines
Bodenteils mit dem Bodeneinfassungsabschnitt jedes der Dosengehäuse durch
einen Nahtvorgang. Die Vorrichtungen 10 bis 13 sind
so ausgerichtet, dass ein Dosengehäuse, das verarbeitet wird, mit
seiner Zentralachse im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist.
Bei einer anderen Ausführungsform der
Erfindung können
sie so ausgerichtet sein, dass ein Dosengehäuse, das verarbeitet wird,
mit seiner Zentralachse im Wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.
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Die
Dosengehäuse,
die mit der Vorrichtung 10 hergestellt wurden, werden anschließend zu
weiteren Arbeitsstationen transportiert oder weitergeleitet, die
durch die Vorrichtungen 11 bis 13 dargestellt sind,
und zwar durch eine Transfervorrichtung 14. Diese Transfervorrichtung 14 umfasst
eine Führungsstange 15,
die sich im Wesentlichen horizontal entlang der Vorderflächen der
Vorrichtungen 10 bis 13 erstreckt. Die Führungsstange 15 wird
von einem Pfostenpaar 16 getragen. Entlang der Führungsstange 15 sind
mehrere Wagen 17 gleitfähig
angeordnet, und jeder Wagen kann zwischen einem Paar von benachbarten
Vorrichtungen 10 bis 13 mit einem elektrischen
Motor 18 über
geeignete, nicht dargestellte Übertragungseinrichtungen
hin und her bewegt werden. Jeder Wagen 17 umfasst ein Paar
von beweglichen Fingern 19 zum Greifen eines in der Nähe befindlichen
Einfassungsteils eines Dosengehäuses, das
weitergeleitet werden soll.
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Wie
man den 2 bis 4 entnimmt, kann
die Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 einen
rechteckigen Rohling 20 aus Metallblech in röhrenförmige Form
bringen und dann benachbarte Kantenabschnitte des Rohlings miteinander
verbinden, so dass eine Naht gebildet wird. Die Rohlinge 20 eines
geeigneten Blechmaterials, so zum Beispiel Zinkblech, Aluminium
oder eine Aluminiumlegierung, wird in eine Position gebracht, die
in 2 gestrichelt dargestellt ist. Ein Arbeiter kann
zu einem Zeitpunkt einen Rohling 20 manuell von einem Stapel
nehmen und ihn in den Greifvorrichtungen 21 anordnen, oder der
Rohling kann automatisch mit (nicht dargestellten) Transporteinrichtungen
von dem Stapel transportiert werden. Derartige Transporteinrichtungen können Einrichtungen
zum Vorschub eines Endabschnittes von Blechmaterial von einer Stapelspule
sowie Einrichtungen zum Schneiden eines Rohlings an einem solchen
Endabschnitt aufweisen.
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Die
Greifvorrichtungen 21 werden nun entweder nach oben oder
nach unten und aufeinander zu bewegt, wie es mit den Pfeilen 22 angedeutet
ist, um so gegenüberliegende
Kantenabschnitte des Rohlings 20 zwischen einer Innenvorrichtung 23 und einer
Außenvorrichtung 24 einer
Nahtvorrichtung, die Teil der Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 ist, in
benachbarte, einander überlappende
Positionen zu bringen. Die Greifvorrichtungen sind vorzugsweise
so ausgelegt, dass die Kantenabschnitte des Rohlings 20 sicher
gegriffen werden können,
ohne dass irgendwelche Spuren auf der Oberfläche des Rohlings zurückbleiben.
Bei der Aufwärts-
oder Abwärtsbewegung
der Greifvorrichtungen 21 wird der Rohling in ein röhrenförmiges Teil
geformt, während
der Rohling zwischen den gegriffenen Kantenabschnitten innen wie
außen
ohne Unterstützung
bleibt. Die Greifvorrichtungen 21 können beispielsweise mit einem
oder mehreren elektrischen, hydraulischen oder pneumatischen Motoren
bewegt werden und können beispielsweise
entlang einer Nockenoberfläche
geführt
werden. Alternativ können
die Greifvorrichtungen durch einen mehrfachen Kettenmechanismus bewegt
werden, so dass sie einem vorgegebenen, jedoch veränderbaren
Pfad folgen und so die Kantenabschnitte des Rohlings in eine gegenüberliegende Position
zwischen Innen- und Außenvorrichtungen 23 bzw. 24 der
Nahtvorrichtung bringen.
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Im
Folgenden werden die 3 und 4 beschrieben.
Wenn die benachbarten Kantenabschnitte des Rohlings 20 zwischen
der Innen- und Außenvorrichtung 23 bzw. 24 der
Nahtvorrichtung positioniert worden sind, so werden ein Gleitelement 25 der
Innenvorrichtung 23 und ein Gleitelement 26 der
Außenvorrichtung 24 aufeinander
zu bewegt, um die Kantenabschnitte des Rohlings zwischen den Gleitelementen
und den jeweiligen stationären
Anschlagselementen 27 bzw. 28 einzuklemmen, und zur
gleichen Zeit wird ein abgebogener Kantenabschnitt oder Hakenabschnitt
auf jedem der überlappenden
Kantenabschnitte des röhrenförmigen Rohlings 20 geformt,
wie es in 3 dargestellt ist. Ein zentrales,
drehbares Kernelement 29 der Innenvorrichtung 23 hat
eine Aussparung 30 in seiner äußeren zylindrischen Oberfläche. Jetzt
wird das Kernelement 29 in eine Position gedreht, in der
die Aussparung 30 mit dem Gleitelement 25 der
Innenvorrichtung 23 ausgerichtet ist, und die Innen- und
Außenvorrichtungen 23 und 24 werden
aufeinander zu bewegt. Damit werden die Hakenteile auf den gegenüberliegenden
Kantenabschnitten des Rohlings 20 miteinander verhakt,
anschließend
geglättet
und in einer Naht miteinander verbunden, so dass ein Dosengehäuse 31,
wie in 4 gezeigt, hergestellt wird. Alternativ können die
Einfassungsabschnitte des Rohlings vorgeformt werden, um Nahtabschnitte zu
bilden, die dann miteinander verbunden und anschließend geglättet werden.
Für den
Prozess des miteinander Verbindens und Walzens vorgeformter Nahtteile
der Einfassungsabschnitte des Rohlings ist es erforderlich, die
Greifvorrichtungen mit wenigstens zwei linearen Freiheitsgraden
und einem Rotationsfreiheitsgrad auszustatten, wie es oben beschrieben
wurde und in 2 mit den Bezugszeichen 21 und 22 dargestellt
ist.
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Man
beachte, dass die Vorrichtungen 23 und 24, die
die Nahtvorrichtung in der Vorrichtung 10 bilden, ersetzt
werden können
durch andere konventionelle oder nicht konventionelle Nahtvorrichtungen, einschließlich Vorrichtungen
zum Herstellen von Nähten
durch Falzen, Schweißen,
Kleben, Löten und/oder
durch mechanisches Verbinden.
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Dieselbe
Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 kann
zum Herstellen einer großen
Anzahl von verschiedenen Dosengehäusen verwendet werden, ohne
dass auf komplizierte und zeitaufwendige Art die Werkzeuge ausgewechselt
werden müssen. Damit
kann nach der Verwendung zur Herstellung kleiner Dosengehäuse 31 die
Dosengehäuseherstellungsvorrichtung 10 beispielsweise
vorbereitet werden für
die Herstellung großer
Dosengehäuse,
indem nur die Position der Greifvorrichtungen 21 verändert wird,
so dass die Rohlinge 20 des Blechmaterials in im Wesentlichen
den gleichen Abständen
von den gegenüberliegenden
Kanten des Rohlings gegriffen werden. Dies ermöglicht einfache und unkomplizierte Anpassungen
bei der Herstellung von Dosengehäusen
verschiedener Größen.
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Wenn
ein Dosengehäuse 31 mit
der Vorrichtung 10 wie oben beschrieben hergestellt worden
ist, wird es zur nächsten
Arbeitsstation weitergeleitet, nämlich
mittels der Transfervorrichtung 14 zur Bördel-, Sick-
und Walzvorrichtung 11 in 1. In der Vorrichtung 11 wird
der obere Einfassungsteil des Dosengehäuses auf konventionelle Art
gewalzt, um diesen Einfassungsabschnitt zu verstärken und ihn vorzubereiten,
einen Deckel aufzunehmen, der darin auf konventionelle Art eingefügt wird.
Alternativ wird der obere Einfassungsabschnitt mit einem Flansch versehen,
um zu ermöglichen,
dass er einen festen Verschluss, wie das Bodenteil, aufnimmt. In
der Vorrichtung 11 wird der untere Einfassungsteil des
Dosengehäuses
mit einem Flansch versehen, um das Anpassen eines Dosenbodenteils
zu ermöglichen. Alternativ
kann das untere Einfassungsteil wie das obere Einfassungsteil gewalzt
werden, um die Aufnahme eines Deckels sowohl oben als auch unten
im Einfassungsteil in dem Dosengehäuse zu ermöglichen, oder auch wenn das
Dosengehäuse
ohne einen Boden- oder Deckelteil verwendet werden soll. Die Vorrichtung 11 kann
außerdem
auf dem Umfang eine Riffelungs- oder Vorsprungsmarkierung im oberen
Teil der Dosengehäusewand
aufweisen. Eine solche Bördelung
kann die Dosengehäusewand
weiter verstärken
und als Stopp oder Sitz für
den Deckel der Dose dienen. Die drei Prozesse Bördeln, Sicken und Walzen können entweder
nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Eine Vorrichtung
zum Bördeln,
Sicken und Walzen eines Dosengehäuses oder
ebenso eines Rohblechs ist in 12 gezeigt. Die
Vorrichtung hat ein Paar von zusammenwirkenden Drehrollen 61, 62,
die eine Klemmstelle dazwischen aufweisen. An einem Ende der Rollen
ist ein Flanschformungswerkzeug 63 vorgesehen zum Biegen
eines Endes des Rohblechs oder der röhrenförmigen Gehäusewand in einen Flansch. Dieses
Werkzeug kann gebildet werden durch einen Endabschnitt einer der
zusammenwirkenden Rollen 62 mit größerem Durchmesser und axialer
Ausdehnung über
das benachbarte Ende der anderen Rolle 61 hinaus. Ein Rippenformungswerkzeug 61 ist
an einem Zwischenteil der Rollen angeordnet. Dieses Werkzeug kann geformt
werden durch eine sich am Rand erstreckende Kante auf einer der
Rollen 62 und eine Aufnahmenut am Rand der anderen der
Rollen 61. Ein Walzwerkzeug 60 ist für das Verhaken
mit einem gegenüberliegenden
Abschnitt des Rohlings in Bezug auf den Flansch beweglich angeordnet.
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Das
Dosengehäuse
mit dem unteren Ende, das mit einem Flansch versehen ist oder gewalzt wird,
der Rippe und/oder dem oberen Ende, das gewalzt oder mit einem Flansch
versehen ist, kann nun von der Bördel-,
Sick- und Walzvorrichtung 11 mit der Transfervorrichtung 14 zu
der Vorrichtung 12 weitergeleitet werden. Als eine Alternative
kann das Dosengehäuse
in drei aufeinander folgenden Schritten mit einem Flansch versehen
werden, gebördelt
werden und gewalzt werden, wobei das Dosengehäuse dazwischen weitergeleitet
wird.
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Die
Vorrichtung 12 (5), die ausgelegt ist, um das
Dosengehäuse
in eine gewünschte
Querschnittsform zu bringen, umfasst mehrere, im Wesentlichen parallele
Stabelemente 32, die sich im Wesentlichen horizontal in 1 erstrecken.
Jedoch können
sich die Stabelemente auch vertikal erstrecken. Wenigstens einige
der Stabelemente 32 werden quer bewegt, und in der Ausführungsform
nach 5 hat jedes Stabelement 32 einen Aktor 33,
wie zum Beispiel einen elektrischen Motor oder einen hydraulischen
oder pneumatischen Zylinder, der damit verbunden ist. Die Schlaglänge des
elektrischen Motors oder des hydraulischen oder pneumatischen Zylinders
kann vorzugsweise so eingestellt werden, dass die Querbewegung der
Stabelemente zwischen jeder Aktivierung der Vorrichtung eingestellt
werden kann, ohne dass die Vorrichtung verändert werden muss. Dadurch
lässt sich
eine flexible Einrichtung zum Einstellen der Vorrichtung gemäß einer
speziell gewünschten
Form und/oder Größe der Dose
erreichen. Die Aktoren 33 zusammen mit ihren Stabelementen 32 sind
auf zwei axial beabstandeten Plattformen, einer inneren Plattform 34 und
einer äußeren Plattform 35 angeordnet.
Bei der Ausführungsform nach 5 bilden
vier Stabelemente mit vier dazugehörigen Aktoren 33 eine
kreuzförmige
Einheit 36, die drehbar auf jeder der stationären Plattformen 34 und 35 angeordnet
ist. Jede der kreuzförmigen
Einheiten 36 kann gegenüber
der dazugehörigen
Plattform um eine Zentralachse mit einem elektrischen Motor 37 und 38 oder
anderen Bewegungseinrichtungen gedreht werden. Wie in 5 gezeigt,
erstrecken sich die freien Enden aller Stabelemente 32 von
der Einheit 36 der äußeren Plattform 35 aus
nach außen. Die
Form, die durch die Stabelemente erzeugt wird, kann leicht und einfach
dadurch verändert
werden, dass die Stabelemente gedreht werden, so dass sich ein anderer
Bereich der Kontaktoberfläche
mit dem Dosengehäuse
berührt.
Ein Stabelement kann zum Beispiel eine Kontaktoberfläche aus
zwei, drei, vier oder selbst fünf
verschiedenen vorgegebenen Formen aufweisen, um dem Dosengehäuse je nach Drehposition
des Stabelements die jeweiligen Formen zu erteilen.
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Ein
Dosengehäuse 31,
das um die freien Enden der Stabelemente 32 herum angeordnet
ist, kann irgendeine polygonale Querschnittsform mit bis zu acht
Winkeln erhalten. Dies kann durch Bewegen der relevanten Anzahl
von Stabelementen 32 in den relevanten Winkelpositionen
entlang dem Radius nach außen
bis zum Kontakt mit der Innenseite des röhrenförmigen Dosengehäuses 31 mittels
der dazugehörigen
Aktoren 33 und durch Anwenden der notwendigen Kraft auf
die Stabelemente erfolgen, um so das Dosengehäuse dauerhaft in die gewünschte Querschnittsform
zu bringen. Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl
von Stabelementen mit dazugehörigen
Aktoren und jede praktische Anzahl von axial beabstandeten Plattformen
verwendet werden können.
Jedes der Stabelemente und der dazugehörige Aktor auf einer solchen
Plattform können selbst
eine Einheit bilden, und derartige Einheiten können in Bezug zueinander drehbar
in Relation zu der dazugehörigen
Plattform einstellbar sein. Diese Einheiten können manuell oder mechanisch
eingestellt werden.
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Die
Stabelemente 32 müssen
nicht alle innerhalb des Dosengehäuses 31 angeordnet
sein und radial nach außen
bis zum Kontakt mit der Innenseite des Dosengehäuses, wie oben in Verbindung
mit 5 beschrieben, bewegt werden. Alternativ können einige
der Stabelemente 32 außerhalb
des Dosengehäuses
positioniert sein und radial nach innen bis zum Kontakt mit der
Außenwand
des Dosengehäuses
gebracht werden, um so konkave Außenflächenteile zu erzeugen.
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Vorzugsweise
wird die Naht des Dosengehäuses
bei der Formung der Querschnittsform unterstützt. Dies ist von besonderer
Bedeutung, wenn die Naht durch me chanisches Verbinden von gefalzten Einfassungsabschnitten
wie bei der Nahtbildung erzeugt wird.
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6 und 7 zeigen,
wie ein Dosengehäuse 31 mit
im Wesentlichen kreisförmigem
Querschnitt in eine Querschnittsform sowohl mit konvexen als auch
konkaven Oberflächenteilen
gebracht werden kann. Wie in den 6 bis 8 gezeigt,
können
darüber
hinaus wenigstens einige der Stabelemente 32 mit einem
auswechselbaren äußeren Buchsenteil 39 versehen
werden, das einen Kontaktflächenabschnitt
aufweist, der komplementär
zu der gewünschten
Form des Dosengehäuseteils
ist, das damit in Kontakt steht. Wenn das Dosengehäuse 31 eine
Naht aufweist, so wird diese Naht vorzugsweise eingeklemmt zwischen
einem äußeren und
einem inneren Stabelement oder Buchsenelement 40 bzw. 41,
während
das Dosengehäuse
in die gewünschte Querschnittsform
gebracht wird und folglich am Rand gedehnt wird.
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6 zeigt
ein Dosengehäuse 31 mit
einem kreisförmigen
Querschnitt in der Vorrichtung 12, so dass vier Stabelemente 32 mit
Buchsenelementen 39 innerhalb des Dosengehäuses angeordnet
sind und vier solcher Stabelemente mit Buchsenelementen außerhalb
des Dosengehäuses
und in Bezug auf die Drehung versetzt gegenüber den inneren Elementen angeordnet
sind. Darüber
hinaus ist ein Innenteil 41 vorgesehen, das mit einem 40 der äußeren Teile
zum Einklemmen der Dosengehäusenaht
dazwischen zusammenwirkt, wie es oben erläutert wurde. 8 zeigt
die Bildung einer alternativen Querschnittsform, die man erhält bei Verwendung
der Vorrichtung 12 in 5. 7 zeigt
dasselbe wie in 8 nach Abschluss der Formgebung.
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Die
Vorrichtung 12 in 5 kann außerdem Einrichtungen
zum Austauschen der Buchsenteile 39 umfassen, wenn Dosengehäuse mit
einer anderen Querschnittsform hergestellt werden sollen. Dieses Merkmal
vereinfacht darüber
hinaus eine Anpassung der Produktionsabläufe bei Dosen mit verschiedenen Querschnittsformen
und kann die kostengünstigen Losgrößen bei
der Dosenherstellung verkleinern. Die verschiedenen Buchsenteile 39 können in
einer "Bibliothek" gelagert werden
und in verschiedenen Kombinationen erneut verwendet werden.
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Eine
weitere Vorrichtung zur Bildung eines röhrenförmigen Dosengehäuses oder
eines Rohblechs ist in 11 gezeigt. Gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung wird eine gewünschte
Querschnittsform durch drei Paare von Drehrollen 53 – 54, 51 – 52 und 55 – 56 erzeugt,
die sich in derselben Hauptrichtung erstrecken. Während das
Rohblech oder das Dosengehäuse 57 in
den Klemmstellen der miteinander zusammenwirkenden Rollen eingesetzt ist,
von denen wenigstens eine das Rohblech oder das Dosengehäuse durch
Drehung transportiert, wird das Blech durch die relative Quer- und
Rotationsbewegung der Rollenpaare geformt. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
der Er findung wird ein Bild der gewünschten Querschnittsform in
einem Rechner abgespeichert, und die Rollenpaare werden dann durch
einen Satz von Aktoren bewegt, die von dem Rechner gesteuert werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
ist das eine Paar der Rollen 51 – 52 fest, und die
anderen beiden Rollenpaare 53 – 54 und 55 – 56 werden
durch die Aktoren 58 und 59 bewegt.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist das Rollenpaar für das Bördeln, Sicken und Walzen z.B.
nach 12 Teil der Vorrichtung nach 11 für das Formen
der Querschnittsform des Rohblechs oder des Dosengehäuses. Bei
dieser Ausführungsform
kann jedes der Rollenpaare, wie zum Beispiel 51 – 52 oder
alle Rollenpaare 51 – 56, wie
die Rollen 61, 62 geformt sein. Ein Walzwerkzeug ist
für das
Verhaken mit einem gegenüberliegenden Abschnitt
des Rohlings in Bezug auf den Flansch beweglich angeordnet, wie
es in 12b gezeigt ist.
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Es
versteht sich, dass die Vorrichtung nach 11 Teil
der Produktionslinie in 1 sein kann. In diesem Fall
kann die Vorrichtung die Vorrichtungen 11 und 12 für das Bördeln, Sicken
und Walzen sowie das Erzeugen der Querschnittsform ersetzen.
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Ein
Vorteil der Vorrichtung nach 11 ist die
Möglichkeit,
Kurven mit sowohl nach innen als auch nach außen verlaufenden Radien zu
erzeugen, d.h. mit positiven und negativen Radien. Dies ist in 13 dargestellt.
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Wenn
ein Dosengehäuse 31 eine
gewünschte
Querschnittsform in der Vorrichtung 12 erhält, wird es
zur Befestigung eines Bodenteils daran zu der Vorrichtung 13 (1)
weitergeleitet. Das Dosengehäuse
wird von der Vorrichtung 12 mit einem Wagen der Transfervorrichtung 14 zu
der Vorrichtung 13 weitergeleitet.
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Die
Funktion der Vorrichtung 13 ist besonders in 9 und 10 ersichtlich. 9 zeigt
eine Frontansicht der Vorrichtung 13 nach 1 und
eine Bodenansicht eines Dosengehäuses 31,
an das ein vorgefertigtes Dosenbodenteil 40 angesetzt worden ist.
Das Dosengehäuse 31 kann
einen radial nach außen
gerichteten Flansch 41 aufweisen, der zum Beispiel geformt
wurde durch die Bördel-,
Sick- und Walzvorrichtung 11 der Produktionslinie in 1.
Der Bodenteil 40 hat einen ähnlichen Flansch 42,
der in Anschlag mit dem Flansch 41 des Dosengehäuses 31 angeordnet
ist.
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Wie
in 9 gezeigt, weist die Vorrichtung 13 Nahtwerkzeuge 43, 44 und 45 auf,
die in Verbindung miteinander zum Falzen der beiden Flansche dienen.
Jedes der Werkzeuge 43, 44 und 45 ist
radial beweglich und wird durch einen Aktor 46, wie zum Beispiel
einen Federmechanismus, einen elektrischen Linearmotor oder eine
andere elektrisch betriebene Vorrichtung, gegen die Flansche 41, 42 gedrückt. Während das
Dosenge häuse 31 mit
dem Bodenteil daran gedreht wird, wird das Nahtwerkzeug 43 radial
in Kontakt mit dem Flansch 42 des Bodenteils davon gebracht,
um eine Rinne 47 zu erzeugen, wie es in 10a dargestellt ist. Danach wird das Nahtwerkzeug 44 verwendet,
um die aneinander stoßenden
Flansche 41 und 42 in die in 10b gezeigte Form zu biegen oder zu falzen, und
schließlich wird
das Nahtwerkzeug 45 in Richtung auf die gefalzten Flansche 41, 42 in 10b gedrückt,
um eine Naht 48, wie in 10c gezeigt,
zu erzeugen.
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Im
Betrieb werden die Werkzeuge 43 – 45 vorzugsweise
radial in Bezug auf die Dose bewegt, so dass ein im Wesentlichen
konstanter Druck auf die Naht ausgeübt wird, die erzeugt wird.
Die radiale Bewegung der Werkzeuge ist entweder auf der Basis der
bekannten Querschnittsform des Dosengehäuses vorgegeben, oder sie ist
durch den tatsächlichen Druck
zwischen den Flanschen 41 und 42 und den Werkzeugen 43 – 45 vorgegeben.
Wenn die Werkzeuge in Abhängigkeit
von der vorgegebenen Querschnittsform des Dosengehäuses radial
bewegt werden, so wird diese Form vorzugsweise als Rechner-File
von einem Werkzeug für
die rechnergestützte
Konstruktion oder einem Werkzeug für die rechnergestützte Herstellung
zu einer rechnergestützten Steuerung
der Vorrichtung 13 übertragen.
Für den Fall
der Bewegung der Werkzeuge, um einen konstanten Druck auf die Naht
zu erhalten, werden die Werkzeuge vorzugsweise durch einen Kraft
gesteuerten Aktor oder eine ähnliche
Kraft gesteuerte Vorrichtung bewegt. Der Detektor- und/oder Kraftsteuerungskreis
einer solchen Vorrichtung kann entweder ein integrierter Teil einer
rechnergestützten
Steuerung der Vorrichtung zum Befestigen des Dosenbodenteils an
dem Dosengehäuse
sein, oder er kann ein separater Steuerschaltkreis der Aktorvorrichtung sein.
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Wie
in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 13 mehrere
Dorne 49 in kreisförmiger
Anordnung auf einer sich schrittweise drehenden Platte 50 aufweisen.
Damit wird ein Dosengehäuse 31 mit
einem Bodenteil 40, das daran befestigt werden soll, auf
einem der Dorne 49 befestigt, und die Platte 50 wird
dann schrittweise in die Positionen gedreht, in denen das Dosengehäuse und
der Bodenteil nacheinander durch das Walzwerkzeug 43, das
Sickwerkzeug 44 und das Bördelwerkzeug 45 bearbeitet
werden. Die fertige Dose wird von dem Dorn 49 abgenommen
und zu einer Speicherstätte
transportiert.
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Die
radiale Bewegung der Werkzeuge in Bezug auf die Randposition des
Dosengehäuses
kann überwacht
werden und in einem File gespeichert werden. Diese Daten können zum
Zwecke der Qualitätskontrolle
verwendet werden.
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In 14 können die
verschiedenen Vorrichtungen zu einer Dosenproduktion zusammengefasst werden.
In 14 werden Metallbleche bei der Rohmaterialstation 51 in
Teile geschnitten. Die röhrenförmigen Dosengehäuse werden
in der Gehäuseherstellungsvorrichtung 52 hergestellt.
Bei der Station 53 werden die Gehäuse mit Flanschen versehen
und gebördelt.
An der Orientierungsstation 55 werden die Dosengehäuse in eine
bestimmte Position der Naht gedreht, so dass sie fertig sind für den Herstellungsprozess,
der in der Dehnvorrichtung 54 stattfindet. Zwei Bodenzusammensetzungsvorrichtungen 56 sind
vorgesehen, um einen Kapazitätsausgleich
zu schaffen, da der Prozess des Zusammenbaus von Dosengehäusen und
Boden zweitaufwendiger ist als der Prozess der Herstellung des Dosengehäuses.
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15 zeigt
die Herstellung des röhrenförmigen Gehäuses gemäß der Erfindung.
Wie in 15 erläutert, kann die Greifvorrichtung 57 linear in
zwei Richtungen bewegt werden und um eine Achse gedreht werden,
siehe die Andeutung der Freiheitsgrade 61. Die Kreise 58 zeigen
die Zentralpunkte für
die Drehung der drei Vorrichtungen. Der Rohling des Metallblechs 62 wird
von Magneten 59 gehalten, bis er von der Greifvorrichtung 57 gegriffen wird.
Wie angedeutet, können
die Rohlinge des Metallblechs vorgefalzte Einfassungsabschnitte 63 aufweisen.
Die Greifvorrichtung wird bewegt und gedreht, um die vorgefalzten
Einfassungsabschnitte miteinander zu verhaken, bevor sie durch das
Presswerkzeug 50 fest zusammengepresst werden, um die Verbindung
endgültig
herzustellen.
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16 zeigt
eine Vorderansicht einer Gehäuseherstellungsvorrichtung
gemäß der Erfindung. Die
Einrichtung für
die lineare Bewegung und das Drehen der Greifvorrichtung umfasst
eine lineare Spur 64 für
die lineare Bewegung des Schlittens 65 in einer Richtung
und eine lineare Spur 67 für die lineare Bewegung des
Schlittens 65 in eine senkrechte Richtung. Der Schlitten
ist mit einem Servomotor für
die Bewegung des Schlittens in beide Richtungen versehen. Der Servomotor 66 dient
zur Rotation der Greifvorrichtung. Die Servomotoren sind mit einem Steuersystem
zum Steuern der Position und Drehen der Greifvorrichtung versehen.
Wenn man zwischen der Produktion von Dosen einer Größe und der
Produktion von Dosen einer anderen Größe wechselt, muss die Steuerung
für die
Bewegung der Greifvorrichtung gemäß der Größe der produzierten Dose neu
programmiert werden. Es sind keine mechanischen Umbauten der Vorrichtung
nötig.
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17 zeigt
eine Seitenansicht der Gehäuseherstellungsvorrichtung
nach 16.