EP0072891A1 - Verfahren und Vorrichtung zum konischen Aufweiten von Metalltuben mittels Druckluft - Google Patents

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EP0072891A1
EP0072891A1 EP82104100A EP82104100A EP0072891A1 EP 0072891 A1 EP0072891 A1 EP 0072891A1 EP 82104100 A EP82104100 A EP 82104100A EP 82104100 A EP82104100 A EP 82104100A EP 0072891 A1 EP0072891 A1 EP 0072891A1
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pressure
metal tube
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Alois Ing.Grad. Rettenmaier
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HERLAN & CO. MASCHINENFABRIK GMBH
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Herlan & Co Maschinenfabrik GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/36—Making hollow objects characterised by the use of the objects collapsible or like thin-walled tubes, e.g. for toothpaste

Definitions

  • the invention relates to a method for the conical expansion of ... metal tubes according to the features listed in the preamble of claim 1 and relates equally to an apparatus for performing the method.
  • the conical widening of the metal tubes is intended to enable space-saving stacking of the tubes in the form of a rod, as a result of which only 1/5 of the previous transport volume or packaging material is required.
  • the object of the invention is therefore to provide a method and a device in which an absolute tightness is guaranteed during the butting and the tube shortening associated therewith, without preventing the metal tube from becoming even in the area of the filling opening in accordance with the conical shape of the die widen; at the same time, it must be prevented that tube damage in the form of cracks on the edge of the tube, corrugations and paint damage, especially on the inside of the tube, occurs.
  • the method according to the invention and the device for its implementation have the advantage over known methods and devices that by forming a shoulder-like, inwardly directed bevel, a level tube edge is produced during the butting process and thereby an optimal seal is guaranteed during the butting, the tube material being gentle stretches and the exterior and interior varnish as well as the rubber sealing ring, which may be spread on the inside, remain undamaged during this process.
  • the inwardly shaped sealing edge is not mechanically shaped outwards due to the lack of flaring and is therefore not overwhelmed. There are only slight marginal stresses and the risk of tearing at the tube edge is largely avoided. Due to the gentle treatment, above all of the painting and possibly rubber coating, by the method according to the invention, the optimal production line arrangement is retained.
  • the device offers further advantages in that it produces the same conical metal tubes regardless of length and diameter tolerances of the cylindrical metal tubes in shape and length and does not require any wear-prone rubber or plastic sealing elements as inner tube seals.
  • the device according to FIG. 1 for the butting of metal tubes belongs to a turret head, not shown, in which twelve butting mandrels 13 are clamped.
  • the cylindrical tube 16, possibly with a sprayed-on rubber ring 26, is pushed over two conical mandrels 13 by a lifting element (also not shown), each with a die 5, until the die 5 comes to rest on the outer end face of the tube holder 19, the open tube end opening centered on the inside by the conical centering ring 24 and pressed on the outer tube edge against the force of the compression spring 3 against the sealing surface 2 of the sealing ring 1.
  • the compression spring 3 lies against the end face 8 of the sealing ring 1 facing away from the tube and is prestressed by an adjustable holder (not shown).
  • a sufficient edge pressure between the outer tube edge and the sealing surface 2 inclined at an angle ⁇ is generated by the spring force to initially seal against the inflowing air.
  • the compressed air required for tapering flows through the converter compressed air channel 18 and reaches the inner wall of the cylindrical tube 16 via the axially extending outlet channels 15 distributed over the circumference of the conifying mandrel 13 and the sleeve 25.
  • the converter compressed air channel it is radial running, distributed on the circumference channels 21 of the cone 13 compressed air flowed into the cavity 20.
  • an inward-facing sealing chamfer 6 is formed from the inclined metallic sealing surface 2 at an angle ⁇ , which can lie between 45 ° and 75 ° to the tube axis 7, the open tube end is sealed airtight and, at the same time, the cylindrical pressure lies down due to the pneumatic pressure Metal tube 16 to the conical inner surface of the die 5, the metal tube being shortened axially to a constant length and butted at an angle CK, as shown in FIG. 2.
  • the specific sealing pressure can thereby be increased that a separate compressed air connection is provided on the cavity 20, which can be adapted to the sealing pressure by pressure regulators and thus a max. Pressure build-up guaranteed during the butting process in the interior of the metal tube.
  • the supply of compressed air to the converter is interrupted, the die 5 is removed from the cone mandrel 13 and the butted tube 22 is pressed off from the tube holder 19 by means of tube blow-off air which flows through the tube 17.
  • the molded-on tube edge 6 is leveled at the crack test station (not shown) - one of the successor stations - by the existing sealing cone at the crack test station, so that the butted metal tube is stackable.
  • FIG. 3 shows metal tubes 23 which are stacked one inside the other and coaxial to the tube axis 7 from diameter d 1 to diameter d 2 by angle ⁇ and which can be produced on the device according to the invention with the same tube diameter using different conifying cones or tube spacings p.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Um leere Metalltuben zum Transport raumsparend in Stangsnform stapeln zu können, werden sie zu ihrem offenen Ende hin konisch aufgeweitet, so daß sie übereinandergesteckt werden können. Das Aufweiten erfolgt durch Druckluftbeaufschlagung einer in einer Matrize (5) befindlichen, über einen Konifizierdorn (13) gestülpten Metalltube (16), bie der während des Konifizierens von der metallischen Dichtfläche (2) des durch Federkraft und Druckluft axial verschiebbaren Dichtringes (1) eine nach innen gerichtete, luftdicht anliegende Fase (6) angeformt wird. Durch den auf der Matrize (5) befindlichen Anschlag (14) wird der axiale Hub des Dichtringes (1) begrenzt und es entstehen konifizierte Metalltuben der gleichen Länge.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum konischen Aufweiten von ... Metalltuben nach den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmalen und betrifft gleichermaßen eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens.
  • Durch das konische Aufweiten der Metalltuben soll eine raumsparende Stapelung der Tuben in Stangenform ermöglicht werden, wodurch nur 1/5 des bisherigen Transportvolumens bzw. Verpackungsmaterials benötigt wird.
  • Für die Umwandlung von Tuben in die konische Form sind bisher verschiedene Verfahren vorgeschlagen worden, die beispielsweise darin bestehen, daß Tuben an ihrer Basis mit einem elastischen Mantel oder auf andere Weise abgedichtet und geweitet werden.
  • Es ist z.B. aus der DE-05 27 11 649 ein Verfahren bekannt, nach dem an einem offenen zylindrischen Ende einer Tube durch einen elastischen Mantel zunächst die Abdichtung entlang des Tubenrandes erfolgt und anschließend durch Einströmen eines pneumatischen oder hydraulischen Mediums in den abgedichteten Innenraum der Tube die konische Form durch Anlegen an die Innenfläche einer Matrize erfolgt. Durch den nacheinander stattfindenden Prozeß des Abdichtens bei gleichzeitigem Aufweiten des offenen Tubenrandes durch den elastischen Mantel und durch das zeitverzögerte Konifizieren der Tube entstehen Spannungen im Lack und in der Tube, wodurch eine hohe Fehlerquote entstehen kann und wobei durch den Verschleiß des elastischen Mantels ein regelmäßiges Auswechseln des Mantels stattfinden muß.
  • Aus der DE-PS 20 12 701 und der DE-AS 21 31 504 ist es ferner bekannt, daß die Abdichtung des offenen Tubenrandes durch Eingreifen eines in Tubenrichtung axial beweglichen Stopfens mit einem Außenkonus in die Füllöffnung der Tube erfolgt. Dabei wird durch den Außenkonus, der einen größeren Kegelwinkel als die Innenwand der Matrize aufweist, der Tubenrand unabhängig vom Konifizieren zusätzlich nach außen aufgespreizt, wodurch häufig Einrisse am Tubenrand und Innenlackbeschädigungen die Folge sind. Durch die nach außen sich weitende Füllöffnung der Tube entstehen Druckluftverluste, die den Konifiziervorgang verteuern würden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen eine absolute Dichtigkeit während.des Konifizierens und der damit verbundenen Tubenverkürzung gewährleistet ist, ohne die Metalltube daran zu hindern, sich auch im Bereich der Füllöffnung gleichmäßig entsprechend der Matrizenkonizität zu weiten; zugleich muß verhindert werden, daß Tubenbeschädigungen in Form von Rissen am Tubenrand, Wellungen und Lackbeschädigungen, insbesondere an der Tubeninnenseite, entstehen.
  • Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch die linienartige Anpressung des äußeren Randes des offenen Endes der zylindrischen Metalltube, die Metalltube gegen die abgeschrägte Dichtfläche des unter Federdruck stehenden, metallisch abdichtenden Dichtringes luftdicht abgeschlossen und während des Konifiziervorganges, um den weiteren Druckaufbau zu ermöglichen, durch die in Tubenrichtung axiale Bewegung des Dichtringes am offenen Rand der Matalltube eine nach innen gerichtete dichtende Fase angeformt wird.
  • Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Durchführung haben gegenüber bekannten Verfahren und Vorrichtungen den Vorteil, daß durch Bildung einer schulterartigen, nach innen gerichteten Fase ein egaler Tubenrand während des Konifiziervorganges hergestellt und dadurch eine optimale Dichtung beim Konifizieren garantiert wird, wobei der Tubenwerkstoff sich schonend dehnt und Außen- und Innenlack sowie der ggf. innen aufgespreizte Gummidichtring bei diesem Vorgang unbeschädigt bleiben. Der nach innen geformte Dichtrand wird gegenüber bekannten Verfahren durch das Fehlen des Aufdornens nicht mechanisch nach außen geformt und dadurch nicht überfordert. Es ergeben sich nur noch geringe Randspannungen und damit werden Einrißgefahren am Tubenrand weitgehendst vermieden. Durch die schonende Behandlung vor allem der Lackierung und ggf. Gummierung durch das erfindungsgemäße Verfahren bleibt die optimale Fertigungslinienanordnung erhalten. Die Vorrichtung bietet weitere Vorteile dadurch, daß sie unabhängig von Längen- und Durchmessertoleranzen der zylindrischen Metalltuben in Form und Länge jeweils gleiche konische Metalltuben herstellt und dazu keine verschleißanfälligen Dichtelemente aus Gummi oder Kunststoff als Tubeninnendichtung benötigt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung desselben dienende Vorrichtung werden unter Zuhilfenahme der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Figur 1: einen axialen Schnitt durch eine Vorrichtung zum konischen Aufweiten zylindrischer Metalltuben mittels Druckluft,
    • Figur 2: Teil einer konischen Metalltube mit einer nach innen gerichteten Dichtfase des offenen Endes,
    • Figur 3: einen Längsschnitt durch zwei ineinander geschachtelte egalisierte konische Metalltuben.
  • Die Vorrichtung nach Figur 1 zum Konifizieren von Metalltuben gehört zu einem nicht dargestellten Revolverkopf, in dem zwölf Konifizierdorne 13 eingespannt sind. Über zwei Konifizierdorne 13 wird durch ein ebenfalls nicht dargestelltes Huborgan mit je einer Matrize 5 die zylindrische Tube 16, ggf. mit aufgespritztem Gummiring 26, geschoben, bis die Matrize 5 an der äußeren Stirnseite des Tubenhalters 19 zur Anlage kommt, wobei das offene Tubenende auf der Innenseite von dem kegeligen Zentrierring 24 zentriert und am äußeren Tubenrand gegen die Kraft der Druckfeder 3 an die Dichtfläche 2 des Dichtringes 1 gedrückt wird. Die Druckfeder 3 liegt dabei an der von der Tube abgewandten Stirnfläche 8 des Dichtringes 1 an und wird durch eine nicht dargestellte einstellbare Halterung vorgespannt. Unabhängig von Durchmesser- und Längentoleranzen der zylindrischen Tube 16 wird durch die Federkraft eine ausreichende Kantenpressung zwischen dem äußeren Tubenrand und der unter einem Winkel ß geneigten Dichtfläche 2 erzeugt, um zunächst gegen die einströmende Luft abzudichten. Die zum Konifizieren benötigte Druckluft strömt durch den Umformer-Druckluftkanal 18 und gelangt über die auf dem Umfang des Konifizierdornes 13 und der Hülse 25 verteilten, axial verlaufenden Austrittskanäle 15 an die Innenwand der zylindrischen Tube 16. Gleichzeitig ist, ausgehend vom Umformer-Druckluftkanal über radial verlaufende, auf dem Umfang verteilte Kanäle 21 des Konifizierdornes 13 Druckluft in den Hohlraum 20 geströmt. Durch die Durchmesserdifferenzen der Gleitflächen 11, 12 des Dichtringes 1 und 11', 12' des Konifizierdornes 13 und Abdichtung des Hohlraumes 20 durch die Dichtelemente 9 und 10 wird unter pneumatischem Druck auf der Ringfläche 4 eine in Tubenrichtung weisende axiale Kraftkomponente erzeugt, die den Dichtring auf den Gleitflächen 11, 12, 11', 12' soweit axial verschiebt, bis die Dichtfläche 2 an der zur Dichtfläche 2 parallelen Anschlagfläche 14 der Matrize 5 anliegt. Dabei wird von der unter einem Winkel ß, der zur Tubenachse 7 zwischen 45° und 75° liegen kann, geneigten metallischen Dichtfläche 2 eine nach innen gerichtete dichtende Fase 6 angeformt, das offene Tubenende luftdicht verschlossen und gleichzeitig legt sich durch den pneumatischen Druck die zylindrische Metalltube 16 an die konische Innenfläche der Matrize 5 an, wobei die Metalltube axial auf ein konstantes Längenmaß verkürzt und unter einem Winkel CK konifiziert wird, wie es Figur 2 wiedergibt.
  • Ist gegen Ende des Konifiziervorganges durch die Durchmesservergrößerung des Tubenendes und die durch den pneumatischen Druck entstehende Kraftkomponente auf die Dichtfläche 2 mit einem zu starken Absinken des von der Ringfläche 4 erzeugten spezifischen Druckes an der Dichtfase 6 zu rechnen, so kann der spezifische Dichtdruck dadurch erhöht werden, daß am Hohlraum 20 ein separater Druckluftanschluß vorgesehen wird, der durch Druckregler dem Dichtdruck angepaßt werden kann und somit einen max. Druckaufbau beim Konifiziervorgang im Innenraum der Metalltube garantiert.
  • Nachdem die zylindrische Tube 16 die erwünschte konische Form angenommen hat, wird die Umformer-Druckluftzufuhr unterbrochen, die Matrize 5 vom Konifizierdorn 13 entfernt und die konifizierte Tube 22 mittels Tubenabblaseluft, die durch das Rohr 17 strömt, vom Tubenhalter 19 abgedrückt.
  • Der angeformte Tubenrand 6 wird an der nicht darrgestellten Rißprüfstation - eine der Nachfolgestationen - durch den vorhandenen Dichtkegel an der Rißprüfstation egalisiert, so daß die konifizierte Metalltube stapelfähig ist.
  • Figur 3 zeigt ineinander gestapelte, koaxial zur Tubenachse 7 von Durchmesser d1 auf Durchmesser d2 um Winkel α konifizierte und egaalisierte Metalltuben 23, die auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei gleichem Tubendurchmesser mit verschiedenen Konifizierkegeln bzw. Tubenabständen p hergestellt werden können.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 Dichtring
    • 2 Dichtfläche
    • 3 Druckfeder
    • 4 Ringfläche
    • 5 Matrize
    • 6 dichtende Fase
    • 7 Tubenachse
    • 8 Stirnfläche
    • 9 Dichtelement
    • 10 Dichtelement
    • 11 Gleitfläche
    • 11' Gleitfläche
    • 12 Gleitfläche
    • 12' Gleitfläche
    • 13 Konifizierdorn
    • 14 Anschlagfläche
    • 15 Austrittskanal
    • 16 Tube, zylindrisch
    • 17 Rohr
    • 18 Umformdruckluftkanal
    • 19 Tubenhalter
    • 20 Hohlraum
    • 21 Kanal, radial
    • 22 Tube, konifiziert
    • 23 Tube, egalisiert
    • 24 Zentrierring
    • 25 Hülse
    • 26 Gummiring

Claims (10)

1. Verfahren zum konischen Aufweiten von Metalltuben, bei dem die in Kegelform auszugestaltende, an einem Ende geschlossene und an dem anderen Ende offene zylindrische Metalltube an dem offenen Ende luftdicht abgeschlossen, der Innenraum mit Hilfe eines pneumatischen Mittels unter Druck gesetzt und die zylindrische Metalltube auf die Innenwand der mit einer kegeligen Aushöhlung ausgestalteten Matrize angepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die linienartige Anspressung des äußeren Randes des offenen Endes der zylindrischen Metalltube (16) die Metalltube gegen die abgeschrägte Dichtfläche (2) des unter Federdruck stehenden metallisch abdichtenden Dichtringes (1) luftdicht abgeschlossen und während des Konifiziervorganges, um den weiteren Druckaufbau zu ermöglichen, durch die in Tubenrichtung axiale Bewegung des Dichtringes (1) am offenen Rand der Metalltube (16) eine nach innen gerichtete dichtende Fase (6) angeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abplattung einer egalen, nach innen gerichteten dichtenden Fase (6) der spezifische Dichtdruck durch Druckluftbeaufschlagung der Ringfläche (4) des Dichtringes (1) mit dem Betriebsdruck erhöht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abplattung einer egalen, nach innen gerichteten dichtenden Fase (6) der spezifische Dichtdruck durch Druckluftbeaufschlagung der Ringfläche (4) des Dichtringes (1) unabhängig vom Betriebsdruck durch einen Druckregler dem erforderlichen spezifischen Dichtdruck angepaßt und einstellbar ist.
4. Vorrichtung zum konischen Aufweiten von Metalltuben und dgl. nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Dichtring (1) ein auf dem Konifizierdorn (13) axial beweglicher Zylinder ist, desssen stirnseitig in Tubenrichtung liegende Dichtfläche (2) unter einem Winkel ß in dem Winkelbereich zwischen 45° bis 75° zur Tubenachse (7) kegelstumpfförmig in den Dichtring hinein verläuft.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des erforderlichen Dichtungsdruckes zum Abdichten des hinteren Tubenrandes an der Dichtfläche (2) eine in Axialrichtung wirkende, an der von der Metalltube abgewandten Stirnfläche (8) des Dichtringes (1) abgestützte Druckfeder (3) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine auf der abgesetzten Innenbohrung des Dichtringes (1) befindliche Ringfläche (4), die durch die Durchmesserdifferenzen der Gleitflächen (11, 11', 12, 12') des Dichtringes (1) und des Konifizierdornes (13) zwischen den Dichtelementen (9, 10) unter pneumatischem Druck eine axiale, zur Metalltube weisende Kraftkomponente erzeugt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, gekennzeichnet durch eine Anschlagfläche (14), die die axiale, in Tubenrichtung ausführende Hubbegrenzung des Dichtringes (1) durch Kontakt der Dichtfläche (2) des Dichtringes (1) mit der parallel zur Dichtfläche (2) abgeschrägten Anschlagfläche (14) der Matrize (5) darstellt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der metallische Dichtring (1) zur Erzielung einer verschleißfesten Dichtfläche (2) und abriebfester Gleitflächen (11, 12) aus gehärtetem Stahl besteht.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 mit einer innerhalb der Matrize auf dem Konifizierdorn befindlichen Hülse, wobei am Konifizierdorn und an der Hülse auf dem Umfang verteilte Austrittskanäle zum Aufweiten der Tuben angeordnet sind und der Konifizierdorn eine axiale Öffnung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Durchströmen der Druckluft während des Umformens der zylindrischen Tube (16) axial verlaufende Austrittskanäle (15) des Konifizierdornes (13) und der Hülse (25) vorgesehen sind und daß die Druckluft von der Tubenabblaseluft durch das innerhalb des Konifizierdornes (13) um dessen Längsachse verlaufende und mit dem auf dem Konifizierdorn befestigten Tubenhalter (19) endende Rohr (17) getrennt ist, wobei neben dem Tuben-Abblaseluftanschluß ein zweiter separater Umformer-Druckluftanschluß vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (20) zwischen Ringfläche (4) der Gleitflächen (11) des Dichtringes (1) und (12') des Konifizierdorns (13) durch radial verlaufende, auf dem Umfang verteilte Kanäle (21) mit dem Umformdruckluftkanal (18) verbunden ist.
EP82104100A 1981-08-22 1982-05-12 Verfahren und Vorrichtung zum konischen Aufweiten von Metalltuben mittels Druckluft Expired EP0072891B1 (de)

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EP0072891A1 true EP0072891A1 (de) 1983-03-02
EP0072891B1 EP0072891B1 (de) 1985-11-13

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Cited By (1)

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EP0098669A1 (de) * 1982-07-08 1984-01-18 CEBAL Verpackungen GmbH & Co. KG Verfahren zum Konifizieren von Tuben

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EP0072891B1 (de) 1985-11-13
DE3267377D1 (en) 1985-12-19
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