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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines
offenen Endes eines nahtlosen oder einstückigen Dosenkörpers
zur Verwendung für Dosen für Getränke, konservierte
Nahrungsmittel und dergl., unter Bildung eines eingezogenen und
flanschartigen Abschnitts.
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In US-A-4 563 887 und US-A-4 760 725 wird ein Verfahren
zum gleichzeitigen Ausbilden des eingezogenen Abschnitts und
des flanschartigen Abschnitts am offenen Ende eines
einstückigen Dosenkörpers durch ein Rotationsverfahren
vorgeschlagen (beide Druckschriften beschreiben den Oberbegriff
von Anspruch 1).
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Das gemäß dem Stand der Technik eingesetzte
Formgebungswerkzeug ist mit einem um seine Achse in Rotation versetzten
Dosenendenhalter oder Kranz, einem Amboß oder Stutzen und
einer Druckrolle versehen. Der Dosenendenhalter ist elastisch
gegen den Stutzen, der sich in einer axial fixierten Position
befindet, vorgespannt. Der Stutzen weist einen kleineren
Durchmesser als der Dosenendenhalter auf und wird auf einem
Umlauf so in eine exzentrische Position gebracht, daß er sich
in Kontakt mit der Innenwand des offenen Endes befinden kann,
während das offene Ende geformt wird.
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Der Dosenkörper, dessen offenes Ende an den Kranz gedrückt
wird, wird durch den Dosenendenhalter und ein damit
zusammenwirkendes Bodenspannfutter um dessen Achse in eine
Drehbewegung versetzt.
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Während die Druckrolie in radialer Richtung in das offene
Ende gegen eine zwischen dem Dosenendenhalter und dem Amboß
gebildete, V-förmige Ausnehmung eingedrückt wird, wird das
offene Ende zwischen der Druckrolle und dem Amboß unter
Bildung eines eingezogenen Abschnitts zusammengedrückt und das
vorderste Ende wird durch die sich in Richtung zum Kranz
bewegende Druckrolle in elastischer Weise gegen den
Dosenendenhalter gedrückt, um den Flanschabschnitt zu bilden.
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Das herkömmliche Verfahren ist insofern nachteilhaft, als
die äußere Lackschicht auf dem geformten Abschnitt gegenüber
Beschädigungen, z. B. einem Abschälvorgang, aufgrund eines
Rutschvorgangs zwischen dem offenen Ende und der Druckrolle,
empfindlich ist, und der geformte Abschnitt eine in so
starkem Ausmaß verringerte Dicke aufweisen kann, daß es zu Rissen
aufgrund des Zusammendrückens und Pressens kommen kann,
insbesondere wenn ein relativ dünnes offenes Ende unter Rotation
mit relativ hoher Drehzahl ausgebildet wird, um die Material-
und Betriebskosten zu verringern.
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Ziel der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem dem offenen Ende eines einstückigen Dosenkörpers
durch ein Rotationsverfahren eine eingezogene und
flanschartige Form verliehen werden kann, wobei die äußere Lackschicht
auf dem geformten Abschnitt eine geringere Empfindlichkeit
gegen Beschädigung aufweist und der geformte Abschnitt kaum
in seiner Dicke verringert wird, selbst wenn das offene Ende
relativ dünn ist und die Formgebungsgeschwindigkeit relativ
hoch ist.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Ausbilden eines
eingezogenen und flanschartigen Abschnitts am offenen Ende
eines Dosenkörpers unter Verwendung eines axial bewegbaren
Dosenendenhalters, der zur Drehung um seine Längsachse
angetrieben wird, einer frei drehbaren Innenrolle, die einen
kleineren Durchmesser als der Dosenkörper aufweist und neben
dem Dosenendenhalter angeordnet ist, wobei die Innenrolle auf
einem Umlauf in eine Position gebracht werden kann, die
bezüglich der Längsachse des Dosenendenhalters exzentrisch
angeordnet ist, um einen Kontakt mit der Innenoberfläche des
offenen Endes herzustellen, und einer Druckrolle
bereitgestellt, die außerhalb des Dosenkörpers angeordnet und in der
Lage ist, eine im wesentlichen radiale Bewegung zu dem
offenen Ende hin und von diesem weg auszuführen, wobei dann, wenn
der Dosenkörper, der mit dem offenen Ende auf den
Dosenendenhalter aufgeschoben ist, zusammen mit dem Dosenendenhalter um
seine Längsachse gedreht wird und die Innenrolle auf einem
Umlauf in eine Position gebracht wird, in der sie mit der
Innenoberfläche des offenen Endes in Kontakt kommt, die
Druckrolle gegen den Dosenendenhalter vorwärts bewegt und am
Ende des Dosenkörpers in diesen eingedrückt wird, um den
eingezogenen und flanschartigen Abschnitt in dem offenen Ende zu
formen, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn die Druckrolle
gegen den Dosenendenhalter vorwärts bewegt und am offenen
Ende des Dosenkörpers in diesen eingedrückt wird, der
Dosenkörper zusammen mit der Innenrolle bei einer bezüglich der
Vorwärtsbewegung der Druckrolle gesteuerten Geschwindigkeit
in axialer Richtung von dem Dosenendenhalter wegbewegt wird,
wobei die Druckrolle entlang ihrer Längsachse nicht bewegt
wird (Anspruch 1).
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
abhängigen Ansprüchen 2 und 3 beschrieben.
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Das offene Ende kann dadurch ausgebildet werden, daß die
Druckrolle an dem offenen Ende in den Dosenkörper eingedrückt
und gleichzeitig der Dosenendenhalter in axialer Richtung von
der Innenrolle gegen eine elastische Kraft leicht wegbewegt
wird, wobei zwischen einer kegelstumpfförmigen Abschrägung,
die an einem Rand des Dosenendenhalters neben dem offenen
Ende des Dosenkörpers ausgebildet ist, und einer
kegelstumpfförmigen Abschrägung, die an einem Rand der Druckrolle neben
dem offenen Ende des Dosenkörpers ausgebildet ist, ein
Spielraum eingehalten wird, wobei man vorzugsweise eine
Mitnehmereinrichtung verwendet.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
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Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines
Formgebungswerkzeugs zur Durchführung der Erfindung;
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Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht entlang einer Ebene
durch die Achse der Trägerwelle des in Fig. 1 gezeigten
Dosenendenhalters und die Achse einer Mauptantriebswelle;
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Fig. 3 ist ein Längsschnitt entlang der Linie III-III von
Fig. 1;
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Fig. 4 ist ein bruchstückhafter Längsschnitt entlang einer
Ebene durch die Achse der in Fig. 1 angegebenen Druckrolle
und die Achse der Rauptantriebswelle;
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Fig. 5 ist ein erläuternder Aufriß unter Betrachtung von
der Linie V-V in Fig. 4 zur Darstellung der Art der Bewegung
der Druckrolle;
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Fig. 6 ist eine Längsschnittansicht einer
Einspannanordnung der für die Durchführung der Erfindung verwendeten
Vorrichtung;
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Fig. 7 (a), (b), (c) und (d) sind erläuternde schematische
Ansichten zur Darstellung von typischen aufeinanderfolgenden
Stufen bei der Durchführung der Erfindung;
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Fig. 8 (a) , (b), (c) und (d) sind bruchstückhafte
Ansichten in vergrößertem Maßstab von Fig. 7 (a), (b), (c) bzw.
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Fig. 9 (a), (b), (c), (d) und (e) sind Diagramme zur
Darstellung eines Beispiels der Beziehung zwischen dem
Drehwinkel der Formgebungswerkzeuganordnung und der
Einspannanordnung um ihre Hauptantriebswelle und der Positionen der
Druckrolle, der Innenrolle, der Einspannvorrichtung, der
Bodenträgerplatte bzw. der Kugelumlaufspindelanordnung;
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Fig. 10 ist ein Diagramm zur Darstellung der
erfindungsgemäßen Beziehung zwischen der Tiefe, mit der die Druckrolle in
das offene Ende eingedrückt wird und der Anzahl an
Umdrehungen pro Minute des Dosenkörpers;
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Fig. 11 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Beziehung
zwischen der Tiefe, mit der die Druckwalze in das offene Ende
eingedrückt wird, und der Anzahl an Umdrehungen pro Minute
des Dosenkörpers im Fall eines herkömmlichen Verfahrens.
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Eine Mehrzahl (z. B. 30) Formgebungsanordnungen 100, die
in den Figuren 1 und 2 dargestellt sind, sind mit
regelmäßigen Abständen zueinander entlang des Umfangs eines großen
Rads 12, das an einer nicht abgebildeten Hauptantriebswelle
befestigt ist, angeordnet.
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Die frei drehbare Innenrolle 3 wird exzentrisch und
benachbart zum Dosenendenhalter 2 am Vorderende einer
Trägerwelle 11 parallel zur Hauptantriebswelle getragen, d. h. in
der Weise, daß die Achse 3x zur Achse 11x der Trägerwelle 11
versetzt ist. Die Trägerwelle 11 ist axial durch eine Bohrung
13a, die exzentrisch durch eine fixierte Hülse 13 ausgebildet
ist, verschiebbar. Die Innenrolle 3 ist an ihrem rückwärtigen
Rand mit einer gekrümmten Abschrägung 3b versehen, wie am
besten aus Fig. 8 (a) ersichtlich ist.
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Wenn, wie in Fig. 1 gezeigt ist, sich die Innenrolle 3 in
ihrer exzentrischen Position befindet und sich die
Umfangsflächen der Innenrolle 3 und der Dosenendenhalter 2 auf einer
gemeinsamen Phantomgeraden parallel zur axialen Richtung und
gegenüber zur Druckrolle 4 befinden, befinden sich die Achse
3x, die Achse 11x und die Achse 2x des Dosenendenhalters 2
auf einer gemeinsamen Ebene, die durch die vorstehende
Phantomgerade geht, und die Achse 11x befindet sich im Zentrum
der Achse 3x und der Achse 2x.
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Der äußere Durchmesser des Vorderbereichs 13b der Hülse 13
ist kleiner als der Durchmesser von derem rückwärtigen
Bereich 13c, der durch einen drehbaren Hohlzylinder 14
hindurchgeht. Der Hohlzylinder 14 ist innerhalb einer Buchse 15,
die am Rad 12 befestigt ist, angebracht.
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Der Dosenendenhalter 2, d. h. die Spitze eines einen
reduzierten Durchmesser aufweisenden Vorderbereichs 16b eines
Dosenauflagers 16 ist mit einer kegelstumpfförmigen Abschrägung
2b versehen. Die Außenfläche 2a des Dosenendenhalters 2 weist
einen solchen Durchmesser auf, daß das offene Ende 1a eines
zu bildenden Dosenkörpers 1 mit gutem Sitz aufgeschoben
werden kann.
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Ein Spielraum-Steuermitnehmer 17, der mit einer
zweistufigen Mitnehmerfläche, die aus kegelstumpfförmigen Flächen 17a
und 17b am Vorderende besteht, versehen ist, ist auf dem den
großen Durchmesser aufweisenden rückwärtigen Abschnitt 16a
des Auflagers 16 so gelagert, daß er frei drehbar und axial
stationär ist.
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Ein innerhalb des rückwärtigen Bereichs 16a befestigter
Zylinderblock 18 mit einem äußeren Flansch 18a (vgl. Fig. 2)
ist drehbar und axial verschiebbar am Vorderabschnitt 13b der
Hülse 13 durch ein Stoßlager 19 befestigt.
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Eine Mehrzahl von Federn 6 ist umlaufend zwischen dem
Flanschbereich 14a des drehbaren Hohlzylinders 14 und dem
äußeren Flansch 18a des Zylinderblocks 18 so angeordnet, daß
sie in elastischer Weise den Zylinderblock 18, d. h. das
Dosenauflager 16 in Vorwärtsrichtung, d. h. in Fig. 1 nach
rechts, so vorspannen, daß normalerweise der äußere Flansch
18a in Eingriff mit dem inneren Vorsprung 20a des am
Flanschabschnitt 14a befestigten Rings 20 gelangt und das
Dosenauflager 16 axial stationär gehalten wird (vgl. Fig. 2).
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Eine Rolle 22 mit einer Schraubenwelle 22a, die mit einem
Gewinde am Zylinderblock 18 befestigt ist, ist in einen
Schlitz 21 im Ring 20, dessen Breite im wesentlichen dem
Durchmesser der Walze 22 entspricht, eingesetzt, so daß der
Zylinderblock 18, d. h. die Dosenauflage 16, durch den
drehbaren Hohlzylinder 14 über die Walze 22 gedreht wird.
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Der Hohlzylinder 14 wird durch ein Sonnenrad 23 gedreht,
das an der Hauptantriebswelle befestigt ist, die nicht
dargestellt ist und im Eingriff mit einem am Zylinder 14
befestigten Getriebe 24 steht (vgl. Fig. 2).
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Ein Nockenstößel 27, der am rückwärtigen Abschnitt der
Trägerwelle 11 über ein Kugellager 28 angeordnet ist, steht
im Eingriff mit einer Nockenbahn 26a, die entlang der
Außenfläche einer an einem stationären Rahmen 25 befestigten
Kurventrommel 26 ausgebildet ist, so daß die Trägerwelle 11, d.
h. die Innenrolle 3, sich in einem vorbestimmten Zeitablauf
in axialer Richtung hin- und herbewegt.
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Eine Kugelumlaufspindelanordnung 29, die mit einem
Nockenstößel 30 versehen ist, wird ebenfalls vom rückwärtigen Ende
der Trägerwelle 11 getragen. Der Nockenstößel 30 steht unter
Druckeinwirkung durch die Druckfedern 31 über einen
Röhrenkörper 37 in Eingriff mit einer entlang der rückwärtigen Ecke
der Zylindertrommel 26 gebildeten Nockenbahn 26b, wobei die
Feder 31 zwischen der Nut 32a eines axial stationären Kopfes
32 und der Nut 37a des Röhrenkörpers 37 angeordnet ist (vgl.
Fig. 3).
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Die Umrißlinie der Nockenbahn 26b ist so geformt, daß
während einer extrem kurzen Zeitspanne, wenn die Trägerwelle 11,
d. h. die Innenrolle 3, die vorderste Position erreicht hat
und stillsteht (vgl. Fig. 9 (b)), sich der Nockenstößel 30
vom Nockenstößel 27 wegbewegt, um die
Kugelumlaufspindelanordnung 29 zurückzuziehen (vgl. Fig. 9 (e)), wodurch die
Trägerwelle 11 um 180º in Umlauf gebracht wird und die
Innenrolle 3 und der Dosenendenhalter 2 in koaxiale Stellung
gelangen können. Unmittelbar bevor die Trägerwelle 11, die in
die in Fig. 2 gezeigte ursprüngliche Position zurückgekehrt
ist, sich zu bewegen beginnt, nähert sich die
Kugelumlaufspindelanordnung 29 zusammen mit dem Nockenstößel 30 dem
Nockenstößel 27, d. h. sie bewegt sich nach vorne, und bringt
die Trägerwelle 11 um 180º in Umlauf, so daß die Innenrolle 3
in ihre ursprüngliche exzentrische Position zurückkehren kann
(vgl. Fig. 9 (b), (e)). Die Trägerwelle 11 ist mit einer
durchgehenden Bohrung 33 versehen, die über eine Leitung 34
mit einer nicht dargestellten Druckluftzufuhr verbunden ist.
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Die Druckrolle 4 ist frei drehbar am Halter 8 an dessen
Vorderseite befestigt, der wiederum am Vorderende einer
drehbar am Rad 12 gehaltenen Welle 40 befestigt ist, so daß die
Druckro1le 4 axial stationär zwischen und in der Nähe des
Dosenendenhalters 2 und der Innenrolle 3 positioniert ist,
wie in den Figuren 1 und 4 dargestellt ist.
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Die Druckrolle 4 ist mit einer kegelstumpfförmigen
Abschrägung 4a, die sich über ihren rückwärtigen Rand parallel
zur Abschrägung 2b erstreckt, und einer gekrümmten
Abschrägung 4b an ihrem Vorderrand versehen, wie am besten aus Fig.
8 (a) ersichtlich ist.
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Ein Nockenstößel 42, der an der Spitze eines am
rückwärtigen Ende der Welle 40 befestigten Arms 41 angebracht ist,
steht im Eingriff mit einer entlang der Umfangsfläche einer
Zylindertrommel 43 gebildeten Nockenbahn 43a (vgl. die
Figuren 2 und 4). Die Nockenbahn 43a kann den Arm 41 in einem
vorbestimmten zeitlichen Ablauf entsprechend der Drehung des
Rads 12 hin- und herbewegen, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
Dadurch wird die Druckwalze 4 im wesentlichen in radialer
Richtung zum Dosenendenhalter 2 hin und von diesem wegbewegt
(vgl. Fig. 9 (a)). In Fig. 5 geben der obere und der untere
Bereich die Zustände wieder, bei denen sich die Druckrolle in
der Position vor der Formgebung bzw. in der Position
unmittelbar nach dem Ende der Formgebung befinden.
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Eine Nockenrolle 45, die frei drehbar an einer an der
rückwärtigen Seite eines Malters 8 befestigten Welle 45a
angebracht ist, eignet sich zur Steuerung des Spielraums "k"
(vgl. Fig. 8 (b)) zwischen der Abschrägung 4a der Druckrolle
4 und der Abschrägung 2b des Dosenendenhalters 2, während die
Druckrolle 4 auf das offene Ende 1a des Dosenkörpers 1 in
Zusammenarbeit mit dem Mitnehmer 17 zur Steuerung des
Spielraums drückt.
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Während die Nockenrolle 45 in Eingriff mit der äußeren
Nockenfläche 17a steht und die Druckrolle 4 auf das offene
Ende 1a drückt, ziehen sich die Steuernocke 17 und der
Dosenendenhalter 2 geringfügig gegen die Kraft der Federn 6 zurück
und es entsteht ein Spielraum "k", der geringfügig größer als
die Dicke "t" des offenen Endes 1a ist, d. h. der Abstand "k"
beträgt 0,3 mm im Fall einer Dicke "t" von 0,2 mm.
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Während die Nockenrolle 45 nach der virtuellen Mitte des
Stoßes durch die Druckrolle 4 in Eingriff mit der inneren
Nockenfläche 17b steht, ist ein eingestellter Spielraum "k",
bei dem das offene Ende 1a nicht zwischen den Abschrägungen
2b und 4b vorhanden ist, geringfügig kleiner als die Dicke
"t" des offenen Endes 1a, wobei beispielsweise der Spielraum
"k" 0,1 mm im Fall einer Dicke "t" von 0,2 mm beträgt. So
kann bei geeigneter Einstellung des Spielraums "k" sich die
Welle 45a der Nockenrolle 45 exzentrisch hin- und herbewegen.
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Eine in Fig. 6 dargestellte Einspannanordnung 101 ist
gegenüber der Formgebungswerkzeuganordnung 100 angeordnet. Die
Einspannanordnung 101 ist versehen mit einer
Einspannvorrichtung 7, die am Vorderende (linkes Ende in Fig. 6) eines
Einspannstützzylinders 51 befestigt ist, der koaxial verläuft
mit dem Dosenendenhalter 2, einer Vakuumsaugwelle 52, die mit
einer durchgehenden Bohrung 52a versehen ist und verschiebbar
entlang des Mittelloches 51a des Einspannstützzylinders 51
angeordnet ist, und einem Hohlzylinderelement 56, das
verschiebbar entlang einer an einem großen Rad 53 befestigten
Buchse 54 angeordnet ist und ein Dosenkörperauflager 55 an
ihrer Spitze trägt. Das Rad 53 ist an der Hauptantriebswelle
befestigt und kann zusammen mit dem Rad 12 gedreht werden,
wie in Fig. 1 gezeigt ist.
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Eine Bodenstützplatte 57 für den Boden 1b des Dosenkörpers
1 ist am Vorderende der Vakuumsaugwelle 52 angebracht. Eine
untere Ausnehmung 7a mit einer der Bodenstützplatte 57
entsprechenden Form und eine obere Ausnehmung 7b, die dazu
geeignet ist, mit festem Sitz den unteren Abschnitt 1c der
Seitenwand des Dosenkörpers 1 aufzunehmen, sind innerhalb der
Einspannvorrichtung 7 so ausgebildet, daß dann, wenn sich der
Einspannstützzylinder 51 vorwärts bewegt, d. h. sich in Fig.
6 nach links verschiebt, wobei sich die Bodenstützplatte 57
virtuell in einer axial fixierten Position befindet, die
Bodenstützplatte 57 in die untere Ausnehmung 7a gelangt und der
Dosenkörper 1 durch die Einspannvorrichtung 7 unter
Vakuumsaugwirkung gehalten wird. Das Vakuumdurchgangsloch 52a ist
über einen Drehanschluß 58 mit einer nicht abgebildeten
Vakuumpumpe verbunden.
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Die Vakuumsaugwelle 52 ist drehbar in einem Block 64
befestigt, an dem ein Nockenstößel 60 angebracht ist. Der
Nockenstößel 60 steht im Eingriff mit einer Nockenbahn 61a einer
Zylindertrommel 61, die an einem stationären Rahmen 36
befestigt ist. Die Nockenbahn 61 a ist so ausgebildet, daß die
Bodenstützplatte 57 sich in axialer Richtung zwischen der in
Fig. 6 gezeigten Position und der in Fig. 7 (a) gezeigten
Position, in dem das offene Ende auf den Dosenendenhalter 2
aufgeschoben ist, in einem vorbestimmten zeitlichen Ablauf
entsprechend der Drehung des Rads 53 hin- und herbewegt (vgl.
Fig. 9 (d).
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Ein am Hohlzylinderelement 56 angebrachter Nockenstößel 62
steht im Eingriff mit einer Nockenbahn 61b. Die Nockenbahn
61b ist so ausgebildet, daß das Hohlzylinderelement 56, d. h.
der Einspannstützzylinder 51, sich in axialer Richtung in
einem vorbestimmten zeitlichen Ablauf entsprechend der
Drehung des Rads 53, insbesondere während der Ausbildung des
offenen Endes 1a, hin- und herbewegt, wobei der
Einspannstützzylinder 51, d. h. die Einspannvorrichtung 7 sich
zurückzieht, d. h. in Fig. 6 nach rechts verschiebt, und zwar mit
der gleichen Geschwindigkeit, die der Vorwärtsgeschwindigkeit
der Innenrolle 3 entspricht (vgl. Fig. 9 (c)).
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Ein Stift 63, der am Hohlzylinderelement 56 befestigt ist
und verschiebbar entlang eines Durchgangloches 64a des Blocks
64 angeordnet ist, dient dazu, den Block 64 an einer
Drehbewegung zu hindern. Ein Getriebe 65, das am
Einspannstützzylinder 51 befestigt ist und in Eingriff mit einem Sonnenrad
66 steht, eignet sich zur Drehung der Einspannvorrichtung 7
in der Weise, daß das offene Ende 1a des von der
Einspannvorrichtung 7 gehaltenen Dosenkörpers sich im wesentlichen mit
der gleichen Umfangsgeschwindigkeit wie der Dosenendenhalter
2 dreht, d. h. der Dosenkörper 1, dessen offenes Ende 1 a
gegen den Halter 2 gedrückt wird und dessen Boden von der
Einspannvorrichtung 7 gehalten wird, dreht sich ohne Verdrillung
um seine Achse.
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Der Betrieb der vorstehend beschriebenen Vorrichtung läuft
auf folgende Weise ab. Während die
Formgebungswerkzeuganordnung 100 und die gegenüberliegende und sich im Zustand von
Fig. 6 befindliche Einspannanordnung 101 um die
Hauptantriebswelle drehen, wird der Dosenkörper 1 aus einer nicht
abgebildeten Zufuhrvorrichtung zugeführt und vom
Dosenkörperhalter 55 aufgenommen (vgl. Fig. 9 (a)).
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Unmittelbar danach wird der Dosenkörper 1 mit seinem Boden
1b durch Saugwirkung an der Bodenstützplatte 57 angebracht,
und die Bodenstützplatte 57, die Einspannvorrichtung 7 und
der Dosenkörperhalter 55 bewegen sich nach vorwärts, d. h.
sie verschieben sich in Fig. 6 nach links, was von der
Vorwärtsbewegung der Vakuumsaugwelle 52 und des
Einspannstützzylinders 51 mittels der Nockenstößel 60 und 62 begleitet ist,
wodurch das offene Ende la des Dosenkörpers 1 an den
Dosenendenhalter 2 gedrückt wird (vgl. Fig. 9 (c), (d)).
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Wenn das offene Ende 1a auf den Halter 2 aufgeschoben ist,
beendet die Vakuumsaugwelle 52 die Vorwärtsbewegung. Da der
Einspannstützzylinder 51 die Vorwärtsbewegung fortsetzt,
gelangt die Bodenstützplatte 57 in die untere Ausnehmung 7a und
der Dosenkörper 1 wird von der Einspannvorrichtung 7
gehalten.
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Gleichzeitig ist die Innenrolle 3 in Umlauf in ihre in den
Figuren 1 und 7 (a) gezeigte exzentrische Position gelangt,
d. h. die Achse 3x verschiebt sich seitlich zur Achse 2x des
Dosenendenhalters 2 und die Rolle 3 gelangt an einem engen
Rand 3a in Kontakt mit dem offenen Ende 1a. Die Druckrolle 4
ist geringfügig außerhalb des Dosenkörpers 1 angeordnet.
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Entsprechend der Drehung des Dosenkörpers 1 um die
Antriebswelle bewegt sich der Arm 41 mit dem Nockenstößel 42
hin und her, und die Druckrolle 4 bewegt sich virtuell in
radialer Richtung zum Dosenendenhalter 2 und gelangt in Kontakt
mit dem offenen Ende 1a, und zwar mit einem Rotationswinkel
von beispielsweise 115º gemäß den Angaben in Fig. 9 (a), wie
in den Figuren 7 (a) und 8 (a) gezeigt ist. Anschließend
beginnt die Druckbewegung der Druckrolle 4, d. h. sie drückt
auf das offene Ende 1a des Dosenkörpers 1, der sich um seine
eigene Achse dreht, wie in den Figuren 7 (b) und 8 (b)
dargestellt ist.
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Mit der Vorwärtsbewegung der Druckrolle 4 verschieben sich
die Innenrolle 3 und die Einspannvorrichtung 7 gemäß der
Darstellung in Fig. 7 nach rechts, und zwar zusammen mit dem
Dosenkörper 1 in der gleichen Geschwindigkeit mittels der
Nockenstößel 27 und 62, wodurch der eingezogene Abschnitt 10
und der Flanschabschnitt 9 gebildet werden, wie in den
Figuren 7 (c), 7 (d), 8 (c) und 8 (d) dargestellt ist. Die
Bodenstützplatte 57 verschiebt sich ebenfalls mit der gleichen
Geschwindigkeit wie die Einspannvorrichtung 7 nach rechts, und
zwar mittels des Nockenstößels 60.
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Da der Nockenstößel 45 im wesentlichen bis zur Mitte des
Stoßvorgangs im Eingriff mit der äußeren Nockenfläche 17a des
Mitnehmers 17 zur Steuerung des Spielraums in Eingriff steht,
verschiebt sich der Dosenendenhalter 2 geringfügig nach links
gegen die elastische Kraft der Federn 6, wie in den Figuren 7
und 8 dargestellt ist. Ein Spielraum "k", der etwas größer
als die Dicke "t" des offenen Endes 1a ist, entsteht zwischen
den Abschrägungen 2b und 4a, wie in Fig. 8 (b) dargestellt
ist.
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Anschließend steht die Nockenrolle 45 in Kontakt mit der
inneren Nockenfläche 17b, und der tatsächliche Spielraum "k"
entspricht der Dicke des Abschnitts 1a' im offenen Ende 1 a
unter Ausbildung des Flanschabschnittes 9 und ist etwas
größer als der eingestellte Spielraum "k", wie in den Figuren 8
(c) und 8 (d) gezeigt ist.
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Die Spalte zwischen der gekrümmten Abschrägung 3b der
Innenrolle 3 und der gekrümmten Abschrägung 4b der Druckrolle 4
nimmt mit dem Vorschub der Druckrolle 4 zu, da sich die
Innenrolle 3 beim Vorschub in axialer Richtung von der
Druckrolle 4 wegbewegt.
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Demgemäß ist die Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit
der Druckrolle 4 gering und es ergibt sich ein geringer
Schlupf zwischen dem offenen Ende 1a und der Druckrolle 4, so
daß die äußere Lackschicht kaum beschädigt oder abgelöst
wird.
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Während die Nockenrolle 45 im Eingriff mit der äußeren
Nockenfläche 17a steht, kann der Spielraum "k" geringfügig
größer als die Dicke "t" am offenen Ende 1a eingestellt
werden, so daß der Flanschabschnitt 9 ohne Erzeugung von Falten
bei einer geringen Anzahl an Umdrehungen ausgebildet wird,
selbst wenn das offene Ende 1a relativ dünn und hart ist.
Somit kann die Formgebungszeit abgekürzt werden.
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Während die Nockenrolle 45 mit der inneren Nockenfläche
17b in Eingriff steht, wird der Abschnitt 1a' des offenen
Endes 1a (Fig. 8 (c)) auf der Abschrägung 2 b und der äußeren
Oberfläche 2a zum Flanschabschnitt 9 und zu einem Teil des
eingezogenen Abschnitts 10 geformt, und zwar durch die
Druckrolle 4 unter dem durch die Federn 6 ausgeübten Druck. Der
Druck kann auf einen geeigneten Wert eingestellt werden,
indem man den Spielraum "k" für den Fall, wo das offene Ende 1a
zwischen den Abschrägungen 2b und 4b nicht vorhanden ist,
geringfügig kleiner als die Dicke des offenen Endes 1a
einstellt.
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Demgemäß können der Flanschabschnitt 9 und der Teil des
eingezogenen Abschnitts 10 ohne Faltenbildung ausgebildet
werden. Ferner kann durch Einstellen des Spielraums "k" auf
die vorstehend beschriebene Weise die Druckrolle 4 daran
gehindert werden, daß sie mit dem Dosenendenhalter 2 in Kontakt
kommt und die Werkzeuge beschädigt, wenn zwar die
Formgebungsvorrichtung normal betrieben wird, jedoch aufgrund von
Störungen der Dosenkörperzufuhrvorrichtung oder dergl. keine
Dosenkörper zugeführt werden.
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Da während des gesamten Formgebungsvorgangs die Druckrolle
4 nicht direkt auf den Abschnitt 1a' des offenen Endes 1a
zwischen den gekrümmten Abschrägungen 3b und 4b gegen die
Innenrolle 3 drückt, kann der eingezogene Abschnitt 10 nicht in
seiner Dicke verringert werden oder brechen.
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Sobald der Flanschabschnitt 9 und der eingezogene
Abschnitt 10 ausgebildet sind, kommen die Innenrolle 3, die
Einspannvorrichtung 7 und die Bodenstützplatte 57 für eine
sehr kurze Zeitspanne zum Stillstand (vgl. Figuren 9 (b),
(c), (d)). Während dieser Zeitspanne bewegt sich die
Druckrolle 4 zurück, d. h. sie bewegt sich vom Dosenendenhalter 2
weg, und gleichzeitig geht die Innenrolle 3 mittels der sich
zurückbewegenden Kugelspindel-Umlaufanordnung 29 in koaxialen
Umlauf mit dem Dosenendenhalter 2 (vgl. Fig. 9 (a), (e)).
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Anschließend ziehen sich die Einspannvorrichtung 7 und die
Bodenstützplatte 57 rasch in die in Fig. 6 gezeigte Position
zurück, wobei sie den Dosenkörper 1 von der Innenwalze 3
wegbewegen (vgl. Fig. 9 (c), (d)). Unmittelbar danach wird das
Vakuum der Vakuumsaugwelle 52 abgestellt, und der Dosenkörper
1 wird von der Einspannvorrichtung 7 entfernt und dem
nachfolgenden Produktionsprozeß zugeführt (vgl. Fig. 9 (a)).
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Es wurde ein Test durchgeführt, um die Beziehung zwischen
der Eindrücktiefe und der Anzahl der Umdrehungen pro Minute
(U/min) der Druckrolle 4 zu ermitteln, wobei eine nicht
abgebildete Formgebungstestvorrichtung verwendet wurde, die mit
dem Dosenendenhalter 2, der Innenrolle 3, der Druckrolle 4,
der Feder 6 und der Einspannvorrichtung 7 des in Fig. 7
dargestellten Typs ausgerüstet war.
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Nachstehend sind die Abmessungen der Teile der Vorrichtung
und des Dosenkörpers 1 sowie die Betriebsbedingungen
zusammengestellt.
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Die Durchmesser der äußeren Oberfläche 2a des
Dosenendenhalters 2, der Innenrolle 3 und der Druckrolle 4 betragen
65,8 mm, 57 mm bzw. 36 mm. Der Spalt zwischen dem
Dosenendenhalter 2 und der Innenrolle 3 vor der Formgebung beträgt 1
mm. Die Höhe und der Außendurchmesser des Dosenkörpers 1 (aus
Weißblech) betragen 123 mm bzw. 66,2 mm. Die Drehzahl des
Dosenkörpers 1 (U/min) beträgt 100. Die
Bewegungsgeschwindigkeit der Innenrolle 3 und der Einspannvorrichtung 7 beträgt
35 mm pro Minute. Die Vorschubgeschwindigkeit der Druckrolle
4 beträgt 20 mm pro Minute.
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Die Ergebnisse sind in Fig. 10 gezeigt, wobei es sich bei
der Kurve 1 um eine gemessene Kurve und bei der Kurve 2 um
eine auf der Basis der Umfangsgeschwindigkeit des engsten
Abschnitts des eingezogenen Abschnitts 10 durch Berechnung
bestimmte Kurve handelt. Beide Kurven fallen im wesentlichen
zusammen, was anzeigt, daß nur ein geringer Schlupf
stattgefunden hat.
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In dem Test wurden zur Erleichterung der Messung der
Veränderung der Drehzahl (U/min) der Druckrolle 4 die Drehzahl
des Dosenkörpers 1 und die Bewegungsgeschwindigkeiten der
Innenrolle 3, der Einspannvorrichtung 7 und der Druckrolle 4
auf Werte von etwa 1/20 der Werte bei gewerblichem Betrieb
eingestellt.
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Zum Vergleich wurde ein ähnlicher Test durchgeführt, mit
der Ausnahme, daß eine axial stationär gehaltene Innenrolle
und eine elastisch mittels einer Feder gegen die
Einspannvorrichtung vorgespannte Druckrolle gemäß dem Stand der Technik
verwendet wurden.
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Die Ergebnisse sind in Fig. 11 gezeigt, wobei es sich bei
der Kurve 1 um eine gemessene Kurve und bei der Kurve 2 um
eine auf die gleiche Weise wie bei der Kurve 2 von Fig. 10
berechnete Kurve handelt. Beide Kurven fallen deutlich
auseinander, insbesondere in der zweiten Hälfte des
Formgebungsvorgangs, was anzeigt, daß während der Formgebung ein starker
Schlupf entstanden ist.
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Die vorstehend beschriebenen und dargestellten
Ausführungen stellen lediglich beispielhafte Erläuterungen dar.