-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Flaschenhälses an einer
Hülse aus Papier, Pappe o. dgl. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen eines sich verengenden Flaschenhalses an einer rohrförmigen Hülse
durch mäanderartiges Falten des vorgerillten Werkstoffes und nachfolgendem Verpressen
desselben.
-
Es ist bekannt, ein Ende einer zylindrischen Hülse aus Papier, Pappe
o. dgl. zu einem sich verengenden Flaschenhalse dadurch umzugestalten, daß sich
überdeckende Faltungen gebildet und fest gegeneinander gepreßt werden. Die sich
überdeckenden Falten sind häufig derart ausgeführt, daß sich im Querschnitt eine
mäanderartige Form ergibt. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch
aus, daß eine genaue und regelmäßige Formung und Überlappung der zu bildenden Faltungen
sicher erreicht wird.
-
Die rohrförmigen Hülsen aus Papier, Pappe o. dgl., die mit einem sich
verengenden, durch mäanderartiges Falten gebildeten Flaschenhalse zu versehen sind,
werden erfindungsgemäß dadurch hergestellt, daß das Vonillen in dem rohrförmigen
Hülsenende vorgenommen wird, indem je zwei Rillinien an der äußeren und an der inneren
Seite der rohrförmigen Hülse vorgesehen werden, und daß danach stufenweise die Umformung
des vorgerillten Hülsenendes in die Endform durchgeführt wird, in welcher die an
der äußeren Seite des Flaschenhalses liegenden, zumindest am Halsrand aneinander
geführten Streifen der Faltung die Ränder der benachbarten, an der Innenseite des
Flaschenhalses liegenden Streifen gleichmäßig überdecken.
-
Es sind Verfahren zum Umformen von zylindrischen Hülsen zu einem sich
verengenden Flaschenhalse bekannt, nach welchen die Hülsen über einen flaschenartigen
Dorn gebracht und durch mehrere auf die Außenwand der Hülse in radialer Richtung
wirkende Faltwerkzeuge an einem Ende nach innen gefaltet werden. Bei diesem bekannten
Verfahren werden die Stellen, an denen eine Faltlinie sich ausbilden soll, in keiner
Weise vorbereitet, so daß das Auftreten von Unregelmäßigkeiten bei der Faltenbildung
nicht verhütet ist. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die
auf die Außenwand der Hülse wirkenden Faltwerkzeuge die ursprüngliche zylindrische
Hülsenwandung um ein beträchtliches Stück verschieben müssen, bevor sie die Hülsenwandung
gegen den Dorn drücken. Es kann eintreten, daß hierbei Teile der Hülsenwandung sich
gegenüber den angreifenden Faltwerkzeugen verschieben, so daß die Hülsenwand Abschnitte,
die zwischen je zwei benachbarten Faltwerkzeugen liegen, nicht mehr von gleicher
Länge sind. Die Folge davon ist eine ungleichmäßige Faltenbildung.
-
Nach einem weiteren bekannten Verfahren werden zylindrische Hülsen
aus Zuschnitten hergestellt, welche im flachliegenden Zustand, also noch vor dem
Wickeln der Hülsen, mit Rillinien
versehen werden. Ein derartiges
Verfahren ist unzweckmäßig, weil die Wirkung der Rillinien durch das Imprägnieren
der zylindrischen Hülse bzw. durch den beim Wickeln dieser Hülse verwendeten Klebstoff
wieder aufgehoben werden kann. Das Verfahren ist besonders ungeeignet zum Herstellen
von zylindrischen Hülsen, die aus mehreren übereinandergewickelten Lagen von Papier,
Karton o. dgl. bestehen.
-
Es liegt im Wesen der Bildung eines Verschlusses, den Faltlinien durch
Vorrillen bzw. Vorbrechen einen bestimmten Verlauf zu geben. Ein Faltverschluß soll
im allgemeinen des öfteren geöffnet und wieder verschlossen werden. Damit dieses
mehrmalige, meistens von Hand erfolgende Falten auch ohne Mühe und Zeitaufwand vor
sich geht, sind bei dem bekannten Papiergefäß die Biegekanten des Faltverschlusses
durch eine Vorrillung o. dgl. scharnierartig vorbereitet. Eine einmalige Bildung
eines festgeformten Flaschenhalses findet bei diesen bekannten Papiergefäßen nicht
statt.
-
Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung werden bei der Bildung
des Flaschenhalses nach dem Vorrillen der Faltlinie und nach dem etwa bis zu einem
rechten Winkel erfolgenden Aufrichten der zu faltenden Teile und die Faltung zunächst
nur am oberen Rand flach zusammengepreßt, und nach dem Zusammenpressen der Falten
am oberen Rand findet bis zur endgültigen Fertigstellung noch eine Verpressung der
Faltung am mittleren und unteren Ende des Halses statt. Diese Maßnahme, welche genaue
Angaben macht über die gegenseitige Lage der einzelnen Wandungsteile, ermöglicht
das Herstellen einwandfreier Flaschenhälse.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, runde Flaschen aus Pappe o. dgl.
mit am Ausguß schlank verjüngtem Hals und einem eingesetzten Boden aus starkem '\Verkstoff
herzustellen. Gemäß diesem bekannten Verfahren wird das für die Bildung des Flaschenhalses
in Betracht kommende Ende der Hülse mit Längsriffelungen versehen, wonach unter
Erhitzung durch einen in der Längsrichtung der Hülse wirkenden Stauchpreßdruck eine
Verengung der Öffnung des geriffelten Hülsenteiles bis auf etwa die endgültige Flaschenöffnung
hergestellt wird. Gleichzeitig wird dabei eine kuppelartige nach außen gerichtete
Wölbung hergestellt und in einem daran anschließenden Preßvorgang nach innen durchgedrückt
und eingezogen. Hierbei erfolgt das Fertigpressen zum schlanken Flaschenhals unter
gleichzeitigem Plätten der Riffelungen. Dieses Verfahren gibt nur im großen Umriß
die verschiedenen Formungsschritte an. Es fehlen nähere Richtlinien, wie die einzelnen
Verformungsschritte vor sich gehen sollen, um zu einem erfolgreichen Ergebnis zu
gelangen.
-
Zum Ausüben des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Vorrichtung
verwendet, bei welcher ein in die zu bearbeitende Hülse eingreifende.,;, mit Rillinealen
besetztes Werkstück, das sich von dem Innendurchmesser der zu bearbeitenden Hülse
unterscheidet, vorgesehen ist. Erfindungsgemäß sind die gegen die Außenfläche der
Hülse wirkenden Rillineale, die zwischen den Wirkungslinien der am inneren Werkstück
angebrachten Rillineale eingreifen, in radialer Richtung verschiebbar angeordnet.
Bei der Bearbeitung der Hülsen wird zunächst das in die Hülse eingreifende, mit
Rillinien besetzte Werkzeug eingesetzt, und.erst danach werden die radial verschiebbaren
Rillineale gegen die Außenfläche der Hülse zur Einwirkung gebracht.
-
Es sind Vorrichtungen bekannt, bei welchen die außen auf die Hülse
einwirkenden Rillineale in radialer Richtung unverschiebbar angeordnet sind. Die
zu bearbeitenden Hülsen werden über einen mit Rillinealen versehenen Dorn geschoben
und sodann der Dorn zusammen mit der Hülse in eine Matrize hineingeschoben. Hierbei
wirken feststehend in der Matrize angeordnete Rillineale auf die Außenwand der Hülse.
Bei der Bearbeitung von Hülsen aus einem empfindlichen Werkstoff kann durch diese
bekannten Einrichtungen leicht ein Beschädigen der Hülse eintreten, da die Rillen
gewissermaßen in die Hülsenwand eingezogen werden. Im Gegensatz dazu wird beim Erfindungsgegenstand
die Rille in (las `Verkstück hineingedrückt.
-
Für die Bearbeitung von Hülsen aus besonders empfindlichem Werkstoff
wird erfindungsgemäß die Vorrichtung derart ausgeführt, daß die mit Rillinealen
versehenen äußeren Werkzeuge in Radialrichtung parallel zu sich verschiebbar angeordnet
sind, so daß die zum Rillen dienenden Schneiden stets parallel zu dem noch nicht
verformten, zu rillenden Wandungsteil der Hülse sind.
-
Unter der Einwirkung derartiger Werkzeuge werden die Faltlinien vorgerillt,
wobei das obere Ende der Hülse im wesentlichen eine zylindrische Form beibehält.
Die bei den bekannten Vorrichtungen, welche das Hülsenende bereits beim ersten Arbeitsgang
in eine stark kegelige Form überführen, auftretende ungleichmäßige Verformung der
Hülsen wird durch die erwähnten erfindungsgemäßen Werkzeuge vermieden.
-
Das Werkzeug, welches die Innenfläche des zu faltenden Teiles während
des Vorbrechens der Faltungen durch die außen angreifenden Werkzeuge abstützt, ist
erfindungsgemäß steiler gestaltet als die endgültige Form des zu bildenden Flaschenhalses.
Infolge dieser Gestaltung des erwähnten Werkzeuges erhält die Hülse eine solche
Form, daß beim nächsten Arbeitsschritt die Bildung der Überlappungen und das Verpressen
derselben zunächst nur am oberen Rand erfolgt. Zur Erreichung dieses Zieles sind
die in dem nächsten Arbeitsgang anzuwendenden Werkzeuge - Preßstempel und Preßmuffe
- vorzugsweise
derart ausgebildet, daß der Preßstempel schlanker
ist als die Innenform der Preßmuffe.
-
Nachstehend wird eine beispielsweise Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und die hierbei benutzten Werkzeuge beschrieben Abb. i und Abb. 2 zeigen
eine Ansicht und eine Draufsicht auf die zu verformende zylindrische Hülse.
-
Abb. 3 zeigt einen senkrechten Schnitt einer durch Anbringen von Rillinien
vorbereiteten Hülse.
-
Abb. 4 zeigt - in vergrößertem Maßstäbe -einen Teil eines gemäß der
Linie A-B der Abb. 3 geführten Schnittes.
-
Abb. 5 zeigt einen senkrechten Schnitt einer Hülse, deren oberes,
durch Rillen vorbereitetes Ende vorgebrochen ist.
-
Abb. 6 zeigt - in vergrößertem Maßstäbe -eine Draufsicht auf einen
Teil des oberen Randes des vorgebrochenen Hülsenendes.
-
Abb. 7 zeigt - in vergrößertem Maßstäbe -einen Teil eines Schnittes
gemäß der Linie C-D der Abb. 5.
-
Abb. 8 zeigt einen senkrechten Schnitt einer Hülse, bei welcher die
Faltung am oberen Rand verpreßt ist.
-
Abb. 9 zeigt - in vergrößertem Maßstab -eine Draufsicht auf einen
Teil des oberen Randes des Hülsenendes.
-
Abb. io zeigt - in vergrößertem Maßstäbe -einen Teil eines Schnittes
gemäß der Linie E-F der Abb. B.
-
Abb. ii zeigt die fertigverformte Hülse. Abb. 12 zeigt - in vergrößertem
Maßstäbe -einen Teil eines Schnittes gemäß der Linie G-H der Abb. ii.
-
Abb. 13 und 14 zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Schnitt
durch die zum vorbereitenden Rillen des oberen Hülsenendes dienende Vorrichtung.
-
Abb. 15 und 16 veranschaulichen in gleicher Weise eine andere dem
gleichen Zwecke dienende Vorrichtung.
-
Abb. 17 und 18 zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Schnitt
durch die zum Vorfalten des oberen Hülsenendes dienende Vorrichtung.
-
Abb. i9 und 2o zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Schnitt
durch eine zum Verpressen des oberen vorgefalteten Hülsenendes dienende Vorrichtung.
-
Abb. 21 und 22 zeigen einen senkrechten und einen waagerechten Schnitt
durch eine zum Fertigpressen des Flaschenhalses dienende Vorrichtung.
-
Die ursprüngliche Form des umzugestaltenden Vrerkstückes ist eine
durch Abb. i und 2 veranschaulichte zylindrische Hülse. Zur Vorbereitung des Faltvorganges
werden in dem umzugestaltenden oberen Ende der Hülse Rillinien a und i angebracht.
Wie Abb. 4 zeigt, wechseln je zwei an der Außenseite angebrachte Rillinien a mit
zwei an der Innenseite angebrachten Rilllinien i ab. Bei der Anbringung dieser Rillinien
wird die Form des oberen Hülsenendes nicht wesentlich verändert; das obere Hülsenende
behält nahezu die ursprüngliche zylindrische Form bei.
-
Zur Durchführung des erwähnten Arbeitsvorganges dient die durch Abb.
13 und 14 veranschaulichte Vorrichtung. In, dieser trägt ein senkrechter Schaft
i ein kolbenförmiges Werkzeug 2, das an seinem Umfang mit vorstehenden Rillinealen
3 versehen ist. Das erwähnte Werkzeug :z ist von radial verschiebbaren Rillineaien
4 umgeben, die sich mit Vorsprüngen 5 auf der oberen Stirnseite des kolbenförmigen
Werkzeuges 2 abstützen und in den Schlitzen einer ebenfalls auf dem Schaft i ,angeordneten
Führungsmuffe 6 geführt sind. Über den nach außen gekehrten schrägen Rücken der
äußeren Rilllineale 4 greift ein hohlkegelig ausgesparter Führungsmantel 7, der
an einem hohlen Schaft 8 befestigt ist. Die nach außen gekehrten Flächen der Rillineale
3 und die nach innen gekehrten Flächen der äußeren Rillineale 4 sind hohl gestaltet,
so däß jedes Rillineal2 hinreichend scharfe Rillkanten aufweist. Die äußeren Rilllineale
4 sind - wie Abb. 14 erkennen läßt -versetzt zu den inneren Rillinealen 3 angeordnet.
Bei Beginn des Arbeitsvorganges befinden sich die Werkzeuge in der durch die Abb.
i3 und 14 veranschaulichten Stellung. Das obere Ende der Hülse wird sodann über
das mit den Rilllinealen 3 versehene Werkzeug 2 gestreift. Sodann wird der hohle
Schaft mit dem daran befindlichen hohlkegelförmigen Mantelteil ? abwärts geschoben,
wodurch die äußere Faltlineale4 einwärts gedrückt werden und gegen die Außenflächen
des oberen Hülsenendes wirken. Durch diese Einwirkung der äußeren Faltlineale 4
legen sich die in Betracht kommenden Stellen der Innenfläche des oberen Hülsenendes
fest gegen die inneren Faltlineale 3, welche hierdurch in die Innenseite des oberen
Hülsenendes Faltlinien einpressen. Wenn nach beendigtem Wirken der Faltlineale der
hohle Schaft 8 und der Mantelteil 7 wieder aufwärts bewegt werden, so werden die
äußeren Faltlineale durch eine gegen ihre Nasen 5 wirkende spiralige Feder 9 wieder
auswärts gedrückt.
-
Eine andere zu dem gleichen Zwecke des Vorrillens der Faltlinien dienende
Vorrichtung wird durch die Abb. 15 und 16 veranschaulicht. Diese Vorrichtung stimmt
hinsichtlich des Stempels i, des kolbenartigen Werkzeuges 2 und der an diesem Werkzeug
angeordneten Faltlineale 3 mit der vorbeschriebenen Vorrichtung überein. Ein hohler,
über die Stange i hinweggreifender Schaft io trägt das hohlzylindrische Werkzeug
ii, das mit Riilinealen 12 versehen ist, Diese
äußeren Rillineale
12 ragen in radialer Richtung in die Lücken hinein, die zwischen den inneren Rillinealen
13 sind.
-
Bei der Anwendung dieser Vorrichtung zum Vorbereiten der umzuformenden
Hülsen wird das obere Hülsenende über das Werkzeug 2 geschoben; sodann wird der
Schaft io mit dem hohlzylindrischen Werkzeug ii abwärts geschoben. Hierbei erzeugen
die Kanten der Rilllineale 12 Rillinien in der Außenfläche des oberen Hülsenendes,
das gleichzeitig derart gegen die inneren Faltlineale 3 gedrückt wird, so daß diese
Faltlineale 3 in die Innenfläche des oberen Hülsenendes ebenfalls Rillinien einprägen.
-
Die durch Abb. 15 und 16 veranschaulichte Vorrichtung kann
bei besonders unempfindlichen Werkstoffen auch so benutzt werden, daß das Werkzeug
ii von vornherein sich in seiner untersten Stellung befindet und das Werkzeug 2
umschließt; das zu bearbeitende Werkstück wird dann in den zwischen beiden Werkzeugen
2 und ii verbleibenden Spalt eingeschoben; dieses Einschieben des Werkstückes wird
durch die am unteren Teil der beiden Werkzeuge 2 und 12 vorgesehenen Abschrägungen
erleichtert.
-
Bei sehr empfindlichen Werkstoffen wird die den Abb. 13 und
1q. entsprechende Vorrichtung bevorzugt, weil bei der Vorrichtung nach Abb. 15 und
16 stets eine parallel zur Hülsenachse gerichtete Relativbewegung zwischen Hülse
und Werkzeug erforderlich ist, und bei sehr empfindlichen Werkstoffen infolge dieser
Bewegung ein Einschneiden oder Einreißen der Hülsenoberfläche eintreten kann.
-
Nach der vorbeschriebenen Vorbereitung wird das obere Hülsenende vorgebrochen,
so daß die durch Faltung zu bildenden Flächenstreifen bis zu einem rechten Winkel
gegeneinander verlagert werden. Diese Verfprmung wird durch die Abb. 5 bis 7 veranschaulicht.
Am oberen Rand der Hülse stehen - wie Abb. 5 zeigt -die einzelnen Teile der Faltung
in einem rechten Winkel zueinander, so daß sich für die obere Randlinie eine etwa
mauerkronenartige Gestaltung ergibt. Die Verformung ist in den unteren Abschnitten
geringer, da ein allmählicher Übergang in den zylindrisch bleibenden Hülsenteil
vorgesehen werden muß. Es sind jedoch in dem gesamten zu verformenden Teil die durch
Rillung vorbereiteten Faltlinien a und i in hinreichendem Maße vorgebrochen.
-
Zur Durchführung dieses Arbeitsvorganges wird die in den Abb. i7 und
18 dargestellte Vorrichtung benutzt. Ein Formdorn 13, über den die vorzubrechende
Hülse gestreift wird, trägt im Bereich des oberen Hülsenendes ein Faltwerkzeug 1q.,
das mit Einschnitten versehen ist. Dieses Faltwerkzeug 1q., welches die Innenfläche
des zu faltenden Teiles während des Vorbrechens der Faltungen abstützt, ist steiler
als die endgültige Form des zu bildenden Flaschenhalses ausgeführt.
-
Oberhalb des Werkzeuges 14 ist ein auf und ab beweglicher Schaft 15
angeordnet, der eine Muffe 16 trägt. In den Führungsschlitzen dieser Muffe 16 sind
gegenüber den Nuten in dem Faltwerkzeug 1q. Faltlineale 17 angeordnet, die sich
auf einem Ring 18 stützen, der an der erwähnten Muffe 16 befestigt ist. Das eine
Ende des Schaftes 15 ist kegelig gestaltet und greift in eine entsprechende Aussparung
des unteren Faltwerkzeuges =4 ein; hierdurch wird die 3@Iuffe 16 mit den in ihr
angeordneten Faltwerkzeugen 17 gegenüber dem unteren Faltwerkzeug 1q. zentriert.
Der Schaft i5 wird von einem ebenfalls auf und ab bewegbaren hohlen Schaft ig umschlossen,
der einen hohlkegeligen Führungsmantel 2o trägt. Der obere schräge Teil des Rückens
der Faltlineale 17 wird gegen die hohlkegelige Führungsfläche des Führungsmantels
20 gedrückt durch die Wirkung einer Ringfeder 21, die den unteren Teil des aus den
Faltlinealen 17 gebildeten Käfigs umschließt.
-
Bei Beginn der Wirksamkeit der beschriebenen Vorrichtung befinden
sich die oberen Werkzeuge 15 bis 2i weit oberhalb des Formdornes 13
und des
Faltkopfes i4.. Der Formdorn 13 trägt die vorgerillte Hülse. Die vorgerillten
Linien befinden sich in der richtigen Stellung gegenüber den Nuten des Faltkopfes
14 und gegenüber den Faltlinealen 17. Diese richtige Lage des Werkstückes ist dadurch
gewährleistet, weil das Vorrillen erfolgt; während sich die Hülse bereits auf dem
Formdorn 13, der den Faltkopf 1q. trägt, befindet. Aus Abb. 13 und 15 ist
zu ersehen, daß die Werkzeuge 2 ausgespart sind und der Faltkopf 14 während des
Vorrillens in die Aussparung der Nutenwerkzeuge 2 eintreten kann.
-
Der Schaft 15 und der Schaft ig werden abwärts bewegt. Zunächst befinden
sich diese beiden Teile und die darin angeschlossenen Werkzeuge 17 und 2o
in der durch Abb. 17 veranschaulichten Lage. Sobald diese Lage er- i reicht
ist, bleibt der Schaft 15 stehen. Der Schaft ig wird jedoch noch weiter abwärts
gedrückt. Der obere Teil der Faltlineale wird durch den gegen ihren Rücken wirkenden
Mantel 2o entgegen der Kraft der Feder 21: einwärts i geschwenkt. Hierbei dient
der Ring i8 als Drehachse für die einschwenkenden Faltlineale 17. Die Faltlineale
17 treten in die Nuten des Faltkopfes iq. ein und erzeugen die Vorfaltung. Die Bildung
genauer Falten wird dadurch be- i günstigt, daß die Faltlineale 17 und die Rippen
des Faltkopfes 1q. scharfe Kanten haben. Aus diesem Grunde weisen die Rillen des
Faltkopfes 1q. außen hohle Flächen auf. Nach dem beschriebenen Wirken der Werkzeuge
15 bis 21 1 wird zunächst der Schaft ig mit dem daran befestigten Führungsmantel
2o aufwärts bewegt.
Der Schaft 15 und die an ihm angeordneten Teile
16, 17, 1ß, 2,1 eilen nach.
-
Die in dieser Weise vorbereitete Hülse erhält die endgültige Form
des Gefäßhalses durch die Einwirkung der in den Abb. i9 und 2o bzw. 2i und 22 dargestellten
Werkzeuge. Die Hülse wird zunächst auf einen Preßstempel 22 (Abb. i9 und 2o) geschoben,
dem eineidurch eine Stange 24 auf- und abwärts bewegte Preßmuffe 23 zugeordnet ist.
Sobald die vorgefaltete Hülse sich auf dem Preßstempel 22 befindet, wird die Preßmuffe
23 abwärts bewegt. Hierdurch werden die vorgeformten Faltungen gedrückt und zum
Überlappen gezwungen. Dadurch, daß der obere Teil des Preßstempels 2z schlanker
als die Aussparungen der Preßmuffe 23 ist, werden die Falten am oberen Rand vollkommen
zum Überlappen gebracht und flach gepreßt - wie Abb. g zeigt - wogegen am unteren
Teil die Überlappung nur eingeleitet ist, wie aus Abb. io ersichtlich. Indem die
im oberen Rand einander überlappenden Faltungen vollkommen fest verpreßt sind, wird
ein Aufgehen der inzwischen herbeigeführten Verformung verhütet.
-
Die teilweise verpreßten Hülsen gelangen nunmehr zu den in Abb. 21
und 22 dargestellten Preßwerkzeugen 26 und 27. Diese Werkzeuge 26 und 27 bewirken
an allen Stellen ein vollständiges Verpressen der Faltungen und bestimmen dadurch
die endgültige Form des Gefäßhalses. Das Ergebnis des Wirkens dieser Werkzeuge 26
und a7 wird durch die Abb. ii und i2 veranschaulicht. Bei der endgültigen Formung
ist die regelmäßige Mäanderbildung richtungweisend.