EP4467257A1 - Vorrichtung zum bördeln eines rohrendes - Google Patents

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EP4467257A1
EP4467257A1 EP24177887.7A EP24177887A EP4467257A1 EP 4467257 A1 EP4467257 A1 EP 4467257A1 EP 24177887 A EP24177887 A EP 24177887A EP 4467257 A1 EP4467257 A1 EP 4467257A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
axis
flanging
roller
rotation
receiving unit
Prior art date
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Pending
Application number
EP24177887.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Necati Kaya
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Original Assignee
Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH filed Critical Harro Hofliger Verpackungsmaschinen GmbH
Publication of EP4467257A1 publication Critical patent/EP4467257A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D19/02—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B21D19/046—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers for flanging edges of tubular products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D43/003—Positioning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D17/00—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles
    • B21D17/04—Forming single grooves in sheet metal or tubular or hollow articles by rolling

Definitions

  • the invention relates to a device for flanging a pipe end.
  • the edge of a sheet or a pipe end is bent using a corresponding device or by hand. In this way, sharp cutting edges can be prevented, for example.
  • a pipe end can also be closed using flanging.
  • Such devices generally have a receiving unit for the workpiece to be flanged. This receiving unit can be rotated about a first axis of rotation.
  • This receiving unit can be rotated about a first axis of rotation.
  • the at least one flanging roller and the at least one beading roller can be rotated about a second axis of rotation along the longitudinal axis of the common axis.
  • the longitudinal axis of the common axis and the axis of rotation of the receiving unit are aligned parallel to one another.
  • the invention is based on the object of providing an improved device for flanging a pipe end, which can be operated as economically as possible.
  • the device according to the invention for flanging a pipe end has a receiving unit for the workpiece to be flanged and at least one tool holder. At least one flanging roller is attached to the at least one tool holder via an axis. The flanging roller can rotate about an axis of rotation along the longitudinal axis of the axle. According to the invention, the longitudinal axis of the receiving unit and the axis of rotation of the axis of the flanging roller are aligned at an angle to each other. The slope of the axis of rotation of the flanging roller in the direction of the longitudinal axis of the receiving unit is therefore positive and therefore increasing.
  • the rotational axis of the flanging roller and the longitudinal axis of the receiving unit are thus aligned in a roughly roof-shaped manner.
  • the rotational axis of the flanging roller and the longitudinal axis of the receiving unit are aligned in a funnel-shaped or V-shaped manner.
  • the angular alignment of the rotation axis of the flanging roller to the longitudinal axis of the receiving unit can reduce particle formation during flanging. This leads to less wear on the flanging rollers and thus to an increase in the service life of the flanging rollers.
  • the receiving unit can be a receiving mandrel, for example.
  • the receiving unit can be structurally connected to the device or designed as a separate component.
  • the receiving unit for the workpiece to be flanged can be rotated about a first axis of rotation lying in the longitudinal axis of the receiving unit.
  • the device itself can be rotated about a first axis of rotation lying in the longitudinal axis of the receiving unit.
  • the longitudinal axis of the receiving unit and the axis of rotation of the flanging roller can preferably be aligned to one another at an angle of approximately 2 to 45 degrees, in particular at an angle of approximately 10 to 30 degrees, in particular at an angle of approximately 15 to 25 degrees, preferably at an angle of approximately 20 degrees.
  • Such an alignment allows the production of a clean flanging contour during the entire forming process, since the flanging roller only touches the workpiece at the forming contour.
  • the flanging rollers can be made of different materials, for example PEEK, high-performance plastics, ceramic, hard metal, stainless steel or PU. A combination of several materials is also possible.
  • the direction of rotation of the first axis of rotation can run along the longitudinal axis of the receiving unit in the opposite direction to the direction of rotation of the flanging roller and thus the second axis of rotation.
  • the different directions of rotation can shorten the duration of the process.
  • the direction of rotation of the first axis of rotation can run clockwise, while the direction of rotation of the flanging roller and thus the second axis of rotation runs counterclockwise.
  • the flanging rollers should each be designed as pulling rollers.
  • the axis of the flanging roller can preferably be mounted on the tool holder in a height-adjustable manner. In this way, the position of the flanging surface can be changed.
  • Such height adjustability of the flanging roller can be achieved in particular via a laugh hole recess in the axis of the flanging roller.
  • there can be at least one beading roller which is attached to the tool holder via a second axis.
  • the beading roller can be rotated about a third axis of rotation.
  • the axis of rotation of the beading roller is aligned parallel to the longitudinal axis of the receiving unit. In this way, channel-shaped depressions, so-called beads, can be formed in the workpiece to be beaded.
  • beading rollers with different outer contours and in different sizes can be used.
  • the first axis of the flanging roller and the second axis of the beading roller can be secured to one another in a rotationally secure manner via a coupling element.
  • the coupling element can preferably have a recess with a polygenic inner contour, which is present on the front side of the first axis of the flanging roller or the second axis of the beading roller. is.
  • a cantilever pin can be formed on the front side of the second axis of the beading roller or the first shaft of the flanging roller, the outer contour of which corresponds to the inner contour of the recess.
  • the axis with the cantilever pin can thus be inserted into the axis with the recess in order to fasten the two axes together. Due to the polygenic contour of the recess and the cantilever pin, it is not possible for the two axes to twist against each other.
  • the recess can, for example, be slot-shaped. Such a contour can reliably prevent the two shafts from twisting against each other even when large rotational forces occur.
  • At least one shim can be positioned between the front side of the second axis of the beading roller and the front side of the first axis of the flanging roller.
  • the height and number of shims allow the distance between the flanging surface and the at least one bead in the workpiece to be adjusted and changed in a structurally simple manner. This allows the height of the flanging edge to be adjusted in relation to the beads formed, so that the workpiece cannot slip in the flanging contour.
  • the at least one flanging roller can have a central depression in the area of its lower edge surface. This allows the flanging roller to be positioned particularly close above the beading roller, so that the flanging roller partially extends over the beading roller.
  • the upper bead in the workpiece can thus have a particularly small distance from the flanging surface. Depending on the desired flanging contour, this may be necessary in order to prevent the workpiece from slipping within the flanging contour.
  • a holding-down device can be provided above the edge of the workpiece to be flanged, which can be rotated about the axis of rotation of the receiving unit.
  • the holding-down device can be used in particular to fix an insert present on the upper edge of the workpiece in position, so that This cannot slip during the crimping process.
  • Such an insert can be a membrane closure, for example, so that a cannula can be inserted through the membrane into the workpiece - for example into the ampoule. In this way, liquids can be removed from the sealed workpiece in portions without actually having to open it.
  • the lower edge surface of the at least one flanging roller can be arranged in a flanging plane, while the pipe end of the workpiece to be flanged is arranged in a flanging surface.
  • the flanging plane and the flanging surface can be arranged at an angle of approximately 10 to 30 degrees, in particular 15 to 20 degrees, preferably approximately 20 degrees to one another.
  • the axis of rotation of the receiving unit runs at right angles through the flanging surface.
  • the angle between the flanging plane and the flanging surface corresponds to the angle between the axis of rotation of the receiving unit and the axis of rotation of the shaft of the at least one flanging roller.
  • a primary packaging can be positioned in the workpiece to be flanged.
  • the free edge of the workpiece to be flanged is flanged around the edge of the primary packaging.
  • the primary packaging can consist of a plastic material in particular.
  • the workpiece to be flanged can be designed in this case, for example, as an aluminum can or a steel can.
  • a hold-down device can also be used here, by means of which the primary packaging can be fixed in position within the workpiece to be flanged.
  • the at least one beading roller can have two beads in particular.
  • the upper bead will provide an additional seal between the primary packaging and the workpiece to be flanged.
  • the lower bead fixes the primary packaging so that it can no longer move in the longitudinal direction within the workpiece.
  • the inclination of at least one flanging roller also allows better pressure to be exerted on the top of the primary packaging, resulting in a clean and visually appealing contour of the workpiece as packaging of the primary packaging.
  • tool holders can be present, which are arranged circumferentially distributed around the receiving unit.
  • three or five tool holders can be present.
  • the workpiece to be flanged can in particular be vessel-shaped or sleeve-shaped objects.
  • the device 10 according to the invention for flanging a workpiece 12 is shown in Fig. 1 to 6 shown.
  • the device 10 has a receiving unit 20 that can rotate about a first axis of rotation 22 along its longitudinal axis.
  • the receiving unit 20 can be set in rotation by a motor drive (not shown here).
  • the direction of rotation 24 of the receiving unit 20 is clockwise in the present example.
  • a workpiece 12 can be detachably attached to the receiving unit 20 in order to flange the end region of the workpiece 12.
  • the receiving unit 20 is integrated into the device 10.
  • the receiving unit 20 could also be designed as a separate component, for example as a receiving mandrel.
  • the receiving unit 20 it would also be possible to design the receiving unit 20 to be stationary and to rotate the remaining device 10 about the longitudinal axis of the receiving unit.
  • the device 10 has three tool holders 30 (see in particular Fig. 2 ).
  • the tool holders 30 are arranged distributed circumferentially around the receiving unit 20. In principle, it is also possible to provide more or fewer tool holders 30, for example five tool holders 30.
  • the individual tool holders 30 should be arranged as evenly as possible around the receiving unit 20.
  • Each tool holder 30 has a first axis 32 which is secured to the tool holder 30 in a rotationally secure manner.
  • a bell-shaped flanging roller 34 is rotatably mounted on this first axis 32.
  • the flanging roller 34 can be rotated about a second axis of rotation 36 which lies in the longitudinal axis of the second axis 32.
  • the direction of rotation of the axis 32 runs in the Counterclockwise and thus opposite to the direction of rotation 24 of the receiving unit 20.
  • the axis of rotation 36 of the flanging roller 34 runs at an angle 38 of approximately 20 degrees to the axis of rotation 22 of the receiving unit 20.
  • the slope 39 of the axis of rotation 36 runs upwards in the direction of the longitudinal axis 22 of the receiving unit 20 and is therefore positive.
  • the inclination of the rotation axis 36 and thus the angle 38 can preferably be adjusted variably. This can be done in particular via corresponding guide elements on the tool holder 30. In this way, adaptation to different shapes and sizes of workpieces 12 is possible.
  • a second axis 40 is attached to each of the tool holders 30.
  • a beading roller 42 is rotatably mounted on this second axis 40.
  • the beading roller 42 can be rotated about a third axis of rotation 44 located in the longitudinal axis of the second axis 40.
  • the direction of rotation of the beading roller 42 is counterclockwise and thus opposite to the direction of rotation 24 of the receiving unit 20.
  • the axis of rotation 44 of the beading roller 42 runs parallel to the axis of rotation 22 of the receiving unit 20.
  • the flanging rollers 34 and the beading rollers 42 can be set in rotation independently of one another.
  • the beading rollers 42 have two parallel, circumferential cantilever webs 46, 48, which are arranged at a certain distance from one another.
  • the lower cantilever web 48 is more pronounced than the upper cantilever web 46.
  • the axis 32 of the flanging roller 34 is mounted on the tool holder 30 in a height-adjustable manner.
  • a fastening screw 54 can be arranged in this elongated hole recess 52 so that it can be moved longitudinally, wherein the fastening screw 54 can be moved back and forth within the elongated hole recess 52 so that the axis 32 is fastened to the tool holder 30 in a height-adjustable manner.
  • the lower edge surface 60 of the flanging roller 34 can be designed to be flat. In the present example, the said distance is too small, so that the lower edge surface 60 of the flanging roller 34 has a central depression 62. This central depression 62 can the flanging roller 34 extends over the upper edge region of the beading roller 42 so that the flanging surface 50 can run very close to the upper cantilever web 46.
  • the axis 32 of the flanging roller 34 and the axis 40 of the beading roller 42 are each secured to one another in a rotationally secure manner via a coupling element 70 (see Fig. 4 to 6 ).
  • the coupling element 70 is formed by a cantilever pin 72 on the front side of the axis 32 of the flanging roller 34 and by a recess 74 on the front side of the axis 40 of the beading roller 42.
  • the recess 74 has a slot-shaped inner contour; the cantilever pin 72 has a corresponding outer contour. The cantilever pin 72 is thus seated in the recess 74 in a rotationally secure manner.
  • the cantilever pin 72 could also be formed on the front side of the axis 40 of the beading roller 42. Accordingly, the recess 74 would in this case be present on the front side of the axis 32 of the flanging roller 34.
  • the distance between the front side of the axis 32 of the flanging roller 34 and the front side of the axis 40 of the beading roller 42 can be adjusted by one or more shims 76.
  • a single shim 76 is present (see Fig. 4 ).
  • the individual tool holders 30 can be pivoted via a further rotation axis 80, which runs parallel to the longitudinal axis 22 of the receiving unit. This allows the tool holders 30 and thus also the flanging rollers 34 and the beading rollers 42 to be fed so that the distance to the workpiece 12 to be flanged is reduced. This feeding takes place in parallel so that the alignment of the flanging rollers 34 or the beading rollers 42 to the workpiece 12 does not change.
  • the lower edge surface 60 of the flanging roller 34 is arranged in a flanging plane 82, while the pipe end of the workpiece 12 to be flanged is arranged in a flanging surface 50.
  • the flanging plane 82 and the flanging surface 50 are arranged at an angle 84 of approximately 20 degrees to one another. This angle 84 between the flanging plane 82 and the flanging surface 50 corresponds to the angle 38 between the rotation axis 22 of the receiving unit 20 and the rotation axis 36 of the shaft 32 of one flanging roller 34.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Jigs For Machine Tools (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zum Bördeln eines Rohrendes. Die Vorrichtung (10) besitzt eine Aufnahmeeinheit für das zu bördelnde Werkstück (12) und zumindest einen Werkzeughalter (30). Darüber hinaus ist zumindest eine Bördelrolle (34) vorhanden, die über eine Achse (32) an dem Werkzeughalter (30) befestigt ist. Die Bördelrolle (34) kann um eine Drehachse (36) entlang der Längsachse der Achse (32) rotieren. Erfindungsgemäß sind die Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) und die Drehachse (36) der Bördelrolle (34) winkelig zueinander ausgerichtet. Dabei ist die Steigung (39) der Drehachse (36) der Bördelrolle (34) in Richtung zur Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) gesehen positiv.

Description

    TECHNISCHES GEBIET
  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bördeln eines Rohrendes. Dabei wird der Rand eines Blechs oder eines Rohrendes mittels einer entsprechenden Vorrichtung oder mittels Hand umgebogen. Auf diese Weise können beispielsweise scharfe Schnittkanten verhindert werden. Auch ein Verschluss eines Rohrendes ist mittels Bördelns möglich.
    • STAND DER TECHNIK
  • Vorrichtungen zum Bördeln eines Rohrendes sind dem Grunde nach bekannt. In der Regel besitzen derartige Vorrichtungen eine Aufnahmeeinheit für das zu bördelnde Werkstück. Diese Aufnahmeeinheit kann um eine erste Drehachse rotiert werden. Darüber hinaus ist ein Werkzeughalter vorhanden, an dem zumindest eine Bördelrolle und zumindest eine Sickenrolle über eine gemeinsame Achse befestigt sind. Die zumindest eine Bördelrolle und die zumindest eine Sickenrolle können um eine zweite Drehachse entlang der Längsachse der gemeinsamen Achse rotiert werden. Die Längsachse der gemeinsamen Achse und die Drehachse der Aufnahmeeinheit sind parallel zueinander ausgerichtet.
    • DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ausgehend von diesem vorbekannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Bördeln eines Rohrendes anzugeben, die möglichst wirtschaftlich betrieben werden kann.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bördeln eines Rohrendes besitzt eine Aufnahmeeinheit für das zu bördelnde Werkstück, sowie zumindest einen Werkzeughalter. An dem zumindest einen Werkzeughalter ist zumindest eine Bördelrolle über eine Achse befestigt. Die Bördelrolle kann dabei um eine Drehachse entlang der Längsachse der Achse rotiert werden. Erfindungsgemäß sind die Längsachse der Aufnahmeeinheit und die Drehachse der Achse der Bördelrolle winkelig zueinander aufgerichtet. Die Steigung der Drehachse der Bördelrolle in Richtung zur Längsachse der Aufnahmeeinheit gesehen ist somit positiv und damit ansteigend.
  • Die Drehachse der Bördelrolle und die Längsachse der Aufnahmeeinheit sind somit etwa dachförmig zueinander ausgerichtet. Im Stand der Technik sind die Drehachse der Bördelrolle und die Längsachse der Aufnahmeeinheit dagegen trichterförmig oder V-förmig zueinander ausgerichtet.
  • Die winkelige Ausrichtung der Drehachse der Bördelrolle zur Längsachse der Aufnahmeeinheit kann die Partikelbildung beim Bördeln reduzieren. Dies führt zu einem geringeren Verschleiß der Bördelrollen und damit zu einer Erhöhung der Standzeit der Bördelrollen.
  • Bei der Aufnahmeeinheit kann es sich beispielsweise um einen Aufnahmedorn handeln. Die Aufnahmeeinheit kann baulich mit der Vorrichtung verbunden sein, oder als separates Bauteil ausgebildet sein.
  • In einer ersten Ausführungsform kann die Aufnahmeeinheit für das zu bördelnde Werkstück um eine in der Längsachse der Aufnahmeeinheit liegende erste Drehachse rotiert werden. Alternativ dazu kann die Vorrichtung selbst um eine in der Längsachse der Aufnahmeeinheit liegende erste Drehachse rotiert werden.
  • Die Längsachse der Aufnahmeeinheit und die Drehachse der Bördelrolle können vorzugsweise in einem Winkel von etwa 2 bis 45 Grad, insbesondere in einem Winkel von etwa 10 bis 30 Grad, insbesondere in einem Winkel von etwa 15 bis 25 Grad, vorzugsweise in einem Winkel von etwa 20 Grad, zueinander ausgerichtet sein. Eine solche Ausrichtung erlaubt die Herstellung einer sauberen Bördelkontur während des gesamten Umformungsprozesses, da die Bördelrolle das Werkstück nur an der Umformkontur berühren.
  • Die Bördelrollen können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, beispielsweise aus Peek, Hochleistungskunststoffen, Keramik, Hartmetall, Edelstahl oder PU. Auch eine Kombination mehrerer Materialien ist grundsätzlich möglich.
  • Vorzugsweise kann die Rotationsrichtung der ersten Drehachse entlang der Längsachse der Aufnahmeeinheit entgegen der Rotationsrichtung der Bördelrolle und damit der zweiten Drehachse verlaufen. Durch die unterschiedlichen Rotationsrichtungen kann die Verfahrensdauer verkürzt werden. Insbesondere kann die Rotationsrichtung der ersten Drehachse im Uhrzeigersinn verlaufen, während die Rotationsrichtung der Bördelrolle und damit der zweiten Drehachse im Gegen-Uhrzeigersinn verläuft. Die Bördelrollen sollten dabei jeweils als ziehende Rollen ausgebildet sein.
  • Die Achse der Bördelrolle kann vorzugsweise höhenverstellbar an dem Werkzeughalter gelagert sein. Auf diese Weise kann die Position der Bördeloberfläche geändert werden. Eine solche Höhenverstellbarkeit der Bördelrolle kann insbesondere über eine Lachloch-Ausnehmung der Achse der Bördelrolle realisiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest eine Sickenrolle vorhanden sein, die über eine zweite Achse an dem Werkzeughalter befestigt ist. Die Sickenrolle kann um eine dritte Drehachse rotiert werden. Dabei ist die Drehachse der Sickenrolle parallel zur Längsachse der Aufnahmeeinheit ausgerichtet. Auf diese Weise können in dem zu bördelnden Werkstück rinnenförmige Vertiefungen, sogenannte Sicken, ausgebildet werden. Abhängig von der gewünschten Form der Sicken können Sickenrollen mit unterschiedlichen Außenkonturen und in unterschiedlichen Größen eingesetzt werden.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform können die erste Achse der Bördelrolle und die zweite Achse der Sickenrolle über ein Kopplungselement verdrehsicher aneinander befestigt sein. Das Kopplungselement kann vorzugsweise eine Vertiefung mit einer polygenen Innenkontur aufweisen, die an der Stirnseite der ersten Achse der Bördelrolle oder der zweiten Achse der Sickenrolle vorhanden ist. Entsprechend kann an der Stirnseite der zweiten Achse der Sickenrolle oder der ersten Welle der Bördelrolle eine Kragstift angeformt sein, dessen Außenkontur der Innenkontur der Vertiefung entspricht. Die Achse mit dem Kragstift kann somit in die Achse mit der Vertiefung eingesteckt werden, um die beiden Achsen aneinander zu befestigen. Durch die polygene Kontur der Vertiefung und des Kragstifts ist ein Verdrehen der beiden Achsen gegeneinander nicht möglich. Die Vertiefung kann beispielsweise schlitzförmig ausgebildet sein. Eine solche Kontur kann auch bei großen auftretenden Rotationskräften eine Verdrehung der beiden Wellen gegeneinander sicher verhindern.
  • Zwischen der Stirnseite der zweiten Achse der Sickenrolle und der Stirnseite der ersten Achse der Bördelrolle kann vorzugsweise zumindest eine Passscheibe positioniert werden. Durch die Höhe und die Anzahl der Passscheiben kann der Abstand zwischen der Bördeloberfläche und der zumindest einen Sicke in dem Werkstück auf konstruktiv einfache Weise angepasst und verändert werden. Dadurch kann die Höhe des Bördelrandes in Bezug auf die gebildeten Sicken eingestellt werden, so dass das Werkstück in der Bördelkontur nicht verrutschen kann.
  • Vorzugsweise kann die zumindest eine Bördelrolle im Bereich ihrer unteren Randfläche eine mittige Vertiefung aufweisen. Dadurch kann die Bördelrolle besonders nah oberhalb der Sickenrolle positioniert werden, so dass die Bördelrolle teilweise über die Sickenrolle hinüberreicht. Die obere Sicke in dem Werk stück kann somit einen besonders geringen Abstand von der Bördeloberfläche aufweisen. Abhängig von der gewünschten Bördelkontur kann dies erforderlich sein, um ein Verrutschen des Werkstücks innerhalb der Bördelkontur verhindern zu können.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform kann oberhalb des zu bördelnden Randes des Werkstücks ein Niederhalter vorhanden sein, der um die Drehachse der Aufnahmeeinheit rotierbar ist. Durch den Niederhalter kann insbesondere ein am oberen Rand des Werkstücks vorhandener Einsatz lagefixiert werden, so dass dieser beim Bördeln nicht verrutschen kann. Bei einem solchen Einsatz kann es sich beispielsweise um einen Membranverschluss handeln, so dass eine Kanüle durch die Membran in das Werkstück - beispielsweise in die Ampulle - eingeführt werden kann. Auf diese Weise können Flüssigkeiten portionsweise aus dem verschlossenen Werkstück entnommen werden, ohne dieses tatsächlich öffnen zu müssen.
  • Vorzugsweise kann die untere Randfläche der zumindest einen Bördelrolle in einer Bördelebene angeordnet sein, während das zu bördelnde Rohrende des Werkstücks in einer Bördeloberfläche angeordnet ist. Dabei können die Bördelebene und die Bördeloberfläche in einem Winkel von etwa 10 bis 30 Grad, insbesondere von 15 bis 20 Grad, vorzugsweise von etwa 20 Grad zueinander angeordnet sein. Dabei verläuft die Drehachse der Aufnahmeeinheit rechtwinklig durch die Bördeloberfläche. Dadurch entspricht der Winkel zwischen der Bördelebene und der Bördeloberfläche dem Winkel zwischen der Drehachse der Aufnahmeeinheit und der Drehachse der Welle der zumindest einen Bördelrolle. Aufgrund dieses Winkels kann das Bördeln des Werkstücks ohne den Einsatz von Schmierstoffen erfolgen und die Partikelbildung kann minimiert werden. Dies resultiert daraus, dass die Fläche, in der die zumindest eine Bördelrolle den zu bördelnden Bereich des Werkstücks berührt, minimiert und nahezu auf einen einzigen Punkt reduziert wird.Vorzugsweise kann in dem zu bördelnden Werkstück eine Primärverpackung positioniert sein. Die freie Kante des zu bördelnden Werkstücks wird in diesem Fall um die Kante der Primärverpackung umgebördelt. Die Primärverpackung kann in diesem Fall insbesondere aus einem Kunststoff-Material bestehen. Das zu bördelnde Werkstück kann in diesem Fall beispielsweise als Aluminium-Dose oder als Stahl-Dose ausgebildet sein. Dabei kann ebenfalls ein Niederhalter zum Einsatz kommen, durch den die Primärverpackung innerhalb des zu bördelnden Werkstücks lagefixiert werden kann. Die zumindest eine Sickenrolle kann in diesem Fall insbesondere zwei Sicken aufweisen. Durch die obere Sicke wird eine zusätzliche Abdichtung zwischen der Primärverpackung und dem zu bördelnden Werkstück erreicht werden. Die untere Sicke führt dagegen zu einer Fixierung der Primärverpackung, so dass sich diese in Längsrichtung nicht mehr innerhalb des Werkstücks verschieben kann. Durch die Schrägstellung der zumindest einen Bördelrolle kann darüber hinaus ein besserer Druck auf die Oberseite der Primärverpackung ausgeübt werden, so dass sich eine saubere und optisch ansprechende Kontur des Werkstücks als Verpackung der Primärverpackung ergibt.
  • Vorzugsweise können mehrere Werkzeughalter vorhanden sein, die umfangmäßig verteilt um die Aufnahmeeinheit angeordnet sind. Insbesondere können drei oder fünf Werkzeughalter vorhanden sein.
  • Bei dem zu bördelnden Werkstück kann es sich insbesondere um gefäßförmige oder hülsenförmige Gegenstände handeln.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den in den Ansprüchen ferner angegebenen Merkmalen sowie den nachstehenden Ausführungsbeispielen zu entnehmen.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschreiben und erläutert. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bördeln eines Rohrendes,
    Fig. 2
    einen Querschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung entlang der Linie C-C gemäß Fig. 1,
    Fig. 3
    eine Draufsicht auf die drei Werkzeughalter der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Fig. 1 und 2,
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß Fig. 3 entlang der Linie A-A,
    Fig. 5
    eine schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit entfernten Bördelrollen, und
    Fig. 6
    einen Detail-Querschnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 5 entlang der Linie B-B mit Blick auf die Sickenrolle.
    WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 zum Bördeln eines Werkstücks 12 ist in Fig. 1 bis 6 dargestellt.
  • Die Vorrichtung 10 besitzt eine Aufnahmeeinheit 20, die um eine erste Drehachse 22 entlang ihrer Längsachse rotieren kann. Die Aufnahmeeinheit 20 kann dazu von einem hier nicht dargestellten motorischen Antrieb in Rotation versetzt werden. Die Rotationsrichtung 24 der Aufnahmeeinheit 20 verläuft im vorliegenden Beispielsfall in Uhrzeigersinn. An der Aufnahmeeinheit 20 kann ein Werkstück 12 lösbar befestigt werden, um den Endbereich des Werkstücks 12 zu bördeln. Im vorliegenden Beispielsfall ist die Aufnahmeeinheit 20 in die Vorrichtung 10 integriert. Im Gegensatz dazu könnte die Aufnahmeeinheit 20 auch als separates Bauteil, beispielsweise als Aufnahmedorn, ausgebildet sein.
  • Im Gegensatz zu dem hier darstellten Ausführungsbeispiel wäre es auch möglich, die Aufnahmeeinheit 20 stationär auszubilden und die restliche Vorrichtung 10 um die Längsachse der Aufnahmeeinheit zu rotieren.
  • Die Vorrichtung 10 besitzt im vorliegenden Beispielsfall drei Werkzeughalter 30 (siehe insbesondere Fig. 2). Die Werkzeughalter 30 sind umfangmäßig verteilt um die Aufnahmeeinheit 20 herum angeordnet. Grundsätzlich ist es auch möglich, mehr oder weniger Werkzeughalter 30 vorzusehen, beispielsweise fünf Werkzeughalter 30. Die einzelnen Werkzeughalter 30 sollten dabei jeweils möglichst gleichmäßig um die Aufnahmeeinheit 20 herum angeordnet werden.
  • Jeder Werkzeughalter 30 besitzt eine erste Achse 32, die verdrehsicher an dem Werkzeughalter 30 befestigt ist. An dieser ersten Achse 32 ist eine glockenförmige Bördelrolle 34 rotierbar gelagert. Die Bördelrolle 34 kann um eine in der Längsachse der zweiten Achse 32 liegende zweite Drehachse 36 rotiert werden. Im vorliegenden Beispielsfall verläuft die Rotationsrichtung der Achse 32 im Gegen-Uhrzeigersinn und damit entgegen der Rotationsrichtung 24 der Aufnahmeeinheit 20. Die Drehachse 36 der Bördelrolle 34 verläuft im vorliegenden Beispielsfall in einem Winkel 38 von etwa 20 Grad zu der Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20. Die Steigung 39 der Drehachse 36 verläuft dabei in Richtung zur Längsachse 22 der Aufnahmeeinheit 20 gesehen nach oben und ist somit positiv.
  • Durch die winkelige Ausrichtung der Drehachse 36 der Bördelrolle 34 zur Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20 kommt es beim Zustellen der Werkzeughalter 30 und damit beim Bördeln des Werkstücks 12 zu einer geringeren Partikelbildung an dem Werkstück 12. Bei einer parallelen Ausrichtung der Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20 und der Drehachse 36 der Bördelrolle 34 kommt es zu zwei Berührpunkten der Bördelrolle 34 mit der Bördeloberfläche. Dies führt zu einer Riefenbildung auf der Bördeloberfläche und zu einem Anhaften von Material an den Bördelrollen 34. Durch die winkelige Ausrichtung der Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20 und der Drehachse 36 der Bördelrolle 34 kommt es dagegen lediglich zu einem einzigen Berührpunkt der Bördelrolle 34 mit der Bördeloberfläche. Dadurch kann eine Riefenbildung vermieden werden, was zu einer verbesserten Bördeloberfläche und damit zu einem besonders wertigen optischen Eindruck des oberen Randes des Werkstücks führt. Gleichzeitig kommt es zu einem geringeren Verschleiß der Bördelrollen 34, da die Partikelanhaftungen an den Bördelrollen 34 reduziert werden. Dadurch kann die Standzeit der Bördelrollen 34 verlängert werden. Auf diese Weise kann auch der Maschinenstillstand reduziert werden, da weniger Reinigungs- und Wartungsarbeiten erforderlich sind.
  • Die Neigung der Drehachse 36 und damit der Winkel 38 kann vorzugsweise variabel eingestellt werden. Dies kann insbesondere über entsprechende Führungselement an dem Werkzeughalter 30 erfolgen. Auf diese Weise ist eine Anpassung an unterschiedliche Formen und Größen von Werkstücken 12 möglich.
  • An den Werkzeughaltern 30 ist darüber hinaus jeweils eine zweite Achse 40 befestigt. An dieser zweiten Achse 40 ist eine Sickenrollen 42 rotierbar gelagert. Die Sickenrolle 42 kann um eine in der Längsachse der zweiten Achse 40 liegende dritte Drehachse 44 rotiert werden. Im vorliegenden Beispielsfall verläuft die Rotationsrichtung der Sickenrolle 42 im Gegen-Uhrzeigersinn und damit entgegen der Rotationsrichtung 24 der Aufnahmeeinheit 20. Die Drehachse 44 der Sickenrolle 42 verläuft im vorliegenden Beispielsfall parallel zu der Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20. Die Bördelrollen 34 und die Sickenrollen 42 können im vorliegenden Beispielsfall unabhängig voneinander in Rotation versetzt werden.
  • Die Sickenrollen 42 besitzen im vorliegenden Fall zwei parallel verlaufende umlaufende Kragstege 46, 48, die mit einem gewissen gegenseitigen Abstand zueinander angeordnet sind. Der untere Kragsteg 48 ist dabei stärker ausgeprägt als der obere Kragsteg 46. Mittels der Kragstege 46, 48 können in dem oberen Rand des Werkstücks 12 entsprechende Einkerbungen (Sicken) eingeformt werden.
  • Um den Abstand zwischen den gebildeten Sicken und damit den Kragstegen 46, 48 der Sickenrollen 42 und der Bördeloberfläche 50 einstellen zu können, ist die Achse 32 der Bördelrolle 34 höhenverstellbar an dem Werkzeughalter 30 gelagert. Im vorliegenden Beispielsfall ist in der Achse 32 der Bördelrolle 34 eine Langloch-Ausnehmung 52 vorhanden. In dieser Langloch-Ausnehmung 52 kann eine Befestigungsschraube 54 längsverschieblich angeordnet sein, wobei die Befestigungsschraube 54 innerhalb der Langloch-Ausnehmung 52 hin und her verschoben werden kann, so dass die Achse 32 höhenverstellbar an dem Werkzeughalter 30 befestigt ist.
  • Sofern der obere Kragsteg 46 der Sickenrolle 42 und die Bördeloberfläche 50 einen gewissen gegenseitigen Abstand aufweisen, kann die untere Randfläche 60 der Bördelrolle 34 ebenflächig ausgebildet sein. Im vorliegenden Beispielsfall ist der besagte Abstand zu gering, so dass die untere Randfläche 60 der Bördelrolle 34 eine mittige Vertiefung 62 aufweist. Durch diese mittige Vertiefung 62 kann die Bördelrolle 34 über den oberen Randbereich der Sickenrolle 42 reichen, so dass die Bördeloberfläche 50 sehr nah an dem oberen Kragsteg 46 verlaufen kann.
  • Die Achse 32 der Bördelrolle 34 und die Achse 40 der Sickenrolle 42 sind jeweils über ein Kopplungselement 70 verdrehsicher aneinander befestigt (siehe Fig. 4 bis 6). Im vorliegenden Beispielsfall wird das Kopplungselement 70 durch einen Kragstift 72 an der Stirnseite der Achse 32 der Bördelrolle 34 sowie durch eine Vertiefung 74 an der Stirnseite der Achse 40 der Sickenrolle 42 gebildet. Die Vertiefung 74 weist im vorliegenden Beispielsfall eine schlitzförmige Innenkontur auf; der Kragstift 72 weist eine entsprechende Außenkontur auf. Der Kragstift 72 sitzt somit verdrehsicher in der Vertiefung 74 ein. Im Gegensatz zu dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel könnte der Kragstift 72 auch an der Stirnseite der Achse 40 der Sickenrolle 42 angeformt sein. Entsprechend wäre die Vertiefung 74 in diesem Fall an der Stirnseite der Achse 32 der Bördelrolle 34 vorhanden.
  • Der Abstand der Stirnseite der Achse 32 der Bördelrolle 34 von der Stirnseite der Achse 40 der Sickenrolle 42 kann durch eine oder mehrere Passscheiben 76 angepasst werden. Im vorliegenden Beispielsfall ist eine einzelne Passscheibe 76 vorhanden (siehe Fig. 4).
  • Die einzelnen Werkzeughalter 30 sind im vorliegenden Beispielsfall über eine weitere Drehachse 80, die parallel zu Längsachse 22 der Aufnahmeeinheit verläuft, verschwenkbar. Dadurch können die Werkzeughalter 30 und damit auch die Bördelrollen 34 und die Sickenrollen 42 zugestellt werden, so dass sich der Abstand zu dem zu bördelnden Werkstück 12 verringert. Diese Zustellung erfolgt dabei parallel, so dass sich die Ausrichtung der Bördelrollen 34 beziehungsweise der Sickenrollen 42 zu dem Werkstück 12 nicht verändert.
  • Die untere Randfläche 60 der Bördelrolle 34 ist in einer Bördelebene 82 angeordnet, während das zu bördelnde Rohrende des Werkstücks 12 in einer Bördeloberfläche 50 angeordnet ist. Dabei sind die Bördelebene 82 und die Bördeloberfläche 50 in einem Winkel 84 von etwa 20 Grad zueinander angeordnet. Dieser Winkel 84 zwischen der Bördelebene 82 und der Bördeloberfläche 50 entspricht dem Winkel 38 zwischen der Drehachse 22 der Aufnahmeeinheit 20 und der Drehachse 36 der Welle 32 der einen Bördelrolle 34.

Claims (10)

  1. Vorrichtung (10) zum Bördeln eines Rohrendes
    - mit einer Aufnahmeeinheit (20) für das zu bördelnde Werkstück (12),
    - mit zumindest einem Werkzeughalter (30),
    - mit zumindest einer Bördelrolle (34), die über eine Achse (32) an dem Werkzeughalter (30) befestigt ist, wobei die Bördelrolle (34) um eine Drehachse (36) entlang der Längsachse der Achse (32) rotierbar ist,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) und die Drehachse (36) der Bördelrolle (34) winkelig zueinander ausgerichtet sind,
    - die Steigung (39) der Drehachse (36) der Bördelrolle (34) in Richtung zur Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) gesehen positiv ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) und die Drehachse (36) der Bördelrolle (34) in einem Winkel (38) von etwa 2 bis 45 Grad, insbesondere in einem Winkel (38) von etwa 10 bis 30 Grad, insbesondere in einem Winkel (38) von etwa 15 bis 25 Grad, vorzugsweise in einem Winkel (38) von etwa 20 Grad, zueinander ausgerichtet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Rotationsrichtung der ersten Drehachse (22) entgegen der Rotationsrichtung der Bördelrolle (34) und damit der zweiten Drehachse (36) verläuft.
  4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Achse (32) der Bördelrolle (34) höhenverstellbar an dem Werkzeughalter (30) gelagert ist.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Achse (32) der Bördelrolle (34) über eine Langloch-Ausnehmung (52) an dem Werkzeughalter (30) gelagert ist.
  6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - zumindest eine Sickenrolle (42) vorhanden ist, die über eine zweite Achse (40) an dem Werkzeughalter (30) befestigt ist,
    - die Sickenrolle (42) um eine dritte Drehachse (44) entlang der Längsachse der zweiten Achse (40) rotierbar ist,
    - die Drehachse (44) der Sickenrolle (42) parallel zur Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) ausgerichtet ist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die erste Achse (32) der Bördelrolle (34) und die zweite Achse (40) der Sickenrolle (42) über ein Kopplungselement (70) verdrehsicher aneinander befestigt sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Kopplungselement (70) eine Vertiefung (74) mit einer polygenen Innenkontur aufweist, die an der Stirnseite der ersten Achse (32) der Bördelrolle (34) oder der zweiten Achse (40) der Sickenrolle (42) vorhanden ist,
    - an der Stirnseite der anderen Achse (40, 32) ein Kragstift (72) angeformt ist, dessen Außenkontur der Innenkontur der Vertiefung (74) entspricht.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die zumindest eine Bördelrolle (34) im Bereich ihrer unteren Randfläche (60) eine mittige Vertiefung (62) aufweist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - ein Niederhalter vorhanden ist, der in der Längsachse (22) der Aufnahmeeinheit (20) positioniert ist.11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche,
    - dadurch gekennzeichnet, dass
    - die untere Randfläche (60) der zumindest einen Bördelrolle (34) in einer Bördelebene (82) angeordnet ist,
    - das zu bördelnde Rohrende des Werkstücks (12) in einer Bördeloberfläche (50) angeordnet ist,
    - die Bördelebene (82) und die Bördeloberfläche (50) in einem Winkel (84) von etwa 15 bis 20 Grad zueinander angeordnet sind.
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