DE2639764A1 - Verfahren zum formen eines umfangrandes und einer in diesen rand muendenden einkehlung am offenen ende eines zylindrischen blechbehaelters und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE DIPL.-INQ. WERNER FREISCHEM DiPL.-iNQ. ILSEFREISCHEM

5000 KÖLN 1 HEUMARKT 14 TE L E F O N : (02 21 ) 23 58 68

M 74 PaGm 76/1 Anmelder: METAL BOX LIMITED

Queens House,Forbury Road Reading , RG 1 3 JH

Titel der Anmeldung: verfahren zum Formen eines Umfangrandes und

einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen Blechbehälters unü Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Formen eines Umfangrandes und einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen Blechbehälters, insbesondere einer Konservendose.

Zweck eines solchen rotationssymmetrischen Umfangrandes ist es, eine Einrichtung zu schaffen, in die nach dem Füllen der Konservendose ein oberer Abschlußdeckel eingelegt und befestigt wer den kann. Die Befestigung geschieht durch Umfalzen des Randes des Behälters zusammen mit dem Rand des oberen Abschlusses der Dose mit einem doppelten Falz. Durch die Einkehlung kann der Umfang-rand - und damit auch der obere Abschluss der Dose einen kleineren Durchmesser aufweisen als es ohne diese Einkehlung möglich wäre. Die Einkehlung kann, in Radialrichtung gemessen, eine solche Tiefe aufweisen, dass der doppelte Falz keinen grösseren Durchmesser aufweist, als der zylindrische Mantel des Behälters. In einigen Ausführungen der zylindrischen Blechbehälter, solche die z.B. wiederverschliessbare Laschen

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aufweisen und aufzuhebein oder aufzureissen sind« ist das mit einem Ende des Blechbehälters verbundene, zur öffnung dienende Teil gewöhnlicherweise ein Ring, der mit der Lasche verbunden ist.

Die Einkehlung kann auch einemanderen Zwecke dienen. Mit ihrer Hilfe kann der Blechbehälter vom Verpackungsmaterial gehalten werden. Solche Verpackungen sind dazu bestimmt, eine Vielzahl von Behältern zusammenzufassen und können z. B. aus Karton oder aus flexiblem Plastikmaterial hergestellt sein. Die Ausführung der Verpackung, die in die Einkehlung des Behälters greift, hat normalerweise eine horizontale Bahn, in der eine Vielzahl von Löchern angeordnet ist. Der äussere Umfang eines jeden Loches greift unterhalb des schon erwähnten Doppelfalzes so in die Einkehlung, dass der Behälter zumindest teilweise oder allein dadurch gehalten wird. Die Einkehlung selbst kann so ausgeführt sein, dass sie die Verpackung selbst stützt und auch einklemmt im Bereich der Löcher der Verpackung und somit den Halt des Blechbehälters in der Verpackung solange gewährleistet, bis der Behälter aus der Verpackung genommen wird.

Verschiedene Verfahren zur Ausbildung des Umfangrandes und der Einkehlung sind für einen einteiligen, zylinderförmigen Blechbehälter bekannt. Darunter gibt es Verfahren, bei denen Einkehlung und Rand durch am Zylindermantel anliegende Pressteile ausgebildet werden. Andere Verfahren nutzen Walzen oder Druckteile zur Ausbildung der Einkehlung oder des Randes, dabei wirkt z.B.

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ein äusseres Druckrad zusammen mit einem Teil im Inneren des Blechbehälters. Bei diesem letzteren Verfahren wird der Blechbehälter fest durch eine innere Spanneinrichtung oder ähnliches eingespannt. Dieses innere Teil kann eine Walzrolle sein oder kann die den Blechbehälter haltende Einspannvorrichtung selber sein. Bei einem bekannten Verfahren werden der Rand und die Einkehlung gleichzeitig bei einem in seinem Inneren eingespannten und fest von einer Einspannvorrichtung oder Spindel gehaltenen Behälter ausgeführt. Dabei werden die Einkehlung und der Rand durch äussere, mit der Spindel zusammenwirkende Druckrollen ausgebildet.

Bei einem anderen Verfahren wird der Blechbehälter im Inneren durch einen Zapfen und an seihen Enden durch Druckteile gehalten. Die Einkehlung und der Rand werden durch äussere, ein Profil aufweisende Druckrollen ausgebildet/ die den Blechbehälter in eine Ausnehmung des Zapfens und des Druckteils hineinpressen. Die Druckrolle wird dabei in bezug auf den Behälter axial bewegt.

Bei all den bekannten Verfahren wird das im Endzustand vorliegende Profil der Einkehlung und des Randes bestimmt durch die Form der Werkzeuge, die bei diesem Verfahren benutzt werden. Die Werkzeuge (Formteile, Preßstücke, Druckräder, Spanndorne, Zapfen, Spindeln usw.) weisen speziell ausgebildete und geformte Arbeitsflächen auf, die mit der gewünschten Form der Einkehlung oder des Randes übereinstimmen und das Blech des Behälters wird als Abbild und in Übereinstimmung mit diesen Formteilen deformier

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Damit wird es nötig, dass die Werkzeuge ausgewechselt werden, wenn eine unterschiedliche Ausbildung des Randes und der Einkehlung gewünscht wird. Unterschiedlich ausgebildete Werkzeuge werden dann nötig.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren, bei dem ein expandierbares Spannteil im Inneren des Behälters eingesetzt wird, können die Einkehlung und der Rand zuverlässig und kostengünstig auch für Blechbehälter aus dünneren und härteren Metallen hergestellt werden. Diese Bleche werden zur Zeit häufig verwendet, insbesondere als doppelt reduziertes Blech, also gewöhnlich als Weißblech oder aber auch z.B. geeignet behandelter, jedoch nicht notwendigerweise mit einem anderen Metall überzogener Flußstahl oder entsprechendes Schwarzblech.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und anpassungsfähiges Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zum Ausbilden des Umfangrandes und der Einkehlung zu schaffen, das sich schnell auf gewünschte Formen der Einkehlung umstellen lässt und besonders für dünnere und härtere Bleche geeignet ist. Diese Aufgabe wird e.rfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Blechbehälter durch axialen Druck gehalten ist, während er im Bereich seines offenen Endes durch Aufbringen einer axialen, die Höhe des Blechbehälters verkürzenden Kraft und einer gleichzeitig mit dieser auf die Zylinderachse gerichteten radialen Kraft frei verformt wird, wodurch nach und nach Einkehlung und Rand ausgeformt werden.

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Bei diesem Verfahren wird der Behälter an seinen Enden axial eingespannt zwischen einer Unterlage für den Behälterboden, die an diesem koaxial anliegt und somit die Hauptachse festlegt, und einem Spannteil für das andere Ende, das sich koaxial an eine äussere Kante am offenen Ende des Behälters anlegt, sowie ein durch dieses Spannteil und koaxial in den Behälter reichendes Stützteil. Um die angesprochene Hauptachse wird eine Drehung des Behälters, der Unterlage des Behälterbodens, des Spannteils und des Stützteils relativ zu einem äusseren Formwerkzeug durchgeführt, mit der zugleich eine Bewegung in Radialrichtung zwischen dem Behälter und dem Form- oder Kehlungswerkzeug abläuft. Weiterhin wird eine Axialbewegung des Spannteils relativ zur Unterlage für den Behälterboden durchgeführt, wobei in Axialrichtung eine den Behälter verkürzende Kraft wirkt und damit die erwähnte Halterung des Behälters über seine Enden aufrechterhalten wird. Ein konstanter Abstand in Axialrichtung wird zwischen der peripheren Widerlagerkante des Stützteils und der Arbeitskante des Kehlungswerkzeugs aufrechterhalten, wobei die Einkehlung und der Rand zumindest teilweise frei am Behälter ausgebildet werden mittels der Arbeitskante des Formwerkzeugs, die den Behälter im Zusammenwirken mit der als Gegenwerkzgug dienenden Widerlagerkante des Stützteils verformt.

In der oben beschriebenen und bevorzugten Ausführung der Erfindung werden die beim fertig bearbeiteten Blechbehälter vorliegende Einkehlung und der Rand beim Herstellungsverfahren schrittweise dadurch ausgebildet, dass das Metall nach und nach im Bereich

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des oberen Endes verformt wird. Während der Bearbeitung bewegt sich die Arbeitskante entlang des Seitenrandes des oberen Endbereichs und formt im Zusammenwirken mit der Widerlagerkante des Stützteils das gewünschte Profil aus. Das Stützteil liegt dabei an der Innenseite des Endbereiches an und wirkt so als Abstützung für die von der Arbeitskante hervorgerufene Deformierung.

Ein wesentliches Merkmal des oben beschriebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung liegt also besonders darin, dass im Gegensatz zu den bekannten, oben beschriebenen Verfahren das Profil oder die Gestalt der Einkehlung und des Umfangrandes nicht von einer als Werkzeug dienenden Vorlage mit einer oder mehreren Arbeitsflächen, die das gewünschte Profil aufweisen, abhängt. Gemäss der vorliegenden Erfindung ist es keineswegs nötig, die gewünschte Ausformung durch unmittelbaren Kontakt des zu bearbeiten den Metalls über Pressen, Walzen oder Druckwerkzeuge zu erreichen, wodurch eine direkte Übereinstimmung mit der speziell ausgebildeten Arbeitsoberfläche oder der Arbeitsoberflächen mit dem Werkstück erreicht wird. Stattdessen wird das Werkstück frei verformt. Dadurch wird natürlich keineswegs die Möglichkeit ausgeschlossen, dass bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein Teil des ausgebildeten Profils mit einem Profil eines Werkzeuges konform ist. Allgemein aber wird das Metall"gemäss der Erfindung derart bearbeitet, dass es teilweise durch die spezielle Ausbildung des axial wirkenden und den Behälter verkürzenden Druckes und teilweise durch die radial wirkende Kraft verformt wird. Die nach der Bearbeitung vorliegende Form wird also durch verschiede-

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ne Relativbewegungen bestimmt, denen das Werkstück unterworfen wird und hängt weiterhin ab vom verwendeten Blechmaterial, dessen Stärke, der Höhe der Zylinderwände und vom Durchmesser des zylindrischen Blechbehälters. Diese Parameter werden durch eine geeignete Wahl der Bearbeitungsgeschwindigkeiten und des zeitlichen Ablaufs der einzelnen Bearbeitungsschritte zwischen dem Kehlungswerkzeug und dem Werkstück in Beziehung zur Axialbewegung zwischen dem Werkstück, der Widerlagerkante und der Arbeitskante berücksichtigt.

Damit wird klar, dass im bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zu jedem Zeitpunkt während des Arbeitsablaufs am oberen Ende des Behälters nur an drei Stellen des Werkstücks ein Kontakt mit den Bearbeitungswerkzeugen für die Ausformung der Auskehlung und des Randes vorliegt. Eine erste Anlage ist an der oberen Kante des Umfangrandes, um diesen Rand radial zu halten und ihn während seiner Bewegung in Axialrichtung zu führen, eine zweite, punktförmige Anlage ist an der Innenseite des oberen Bereichs des Behälters durch die Widerlagerkante des Stützteils gegeben und die dritte, ebenfalls punktförmige Anlage erfolgt an der Aussenseite des oberen Bereichs durch die Arbeitkante. Daraus folgt, dass durch Ändern des Ablaufs und der Abfolge der Bearbeitungsschritte für ein Arbeitsstück die gewünschte Form oder das Profil für die Einkehlung und den ümfangsrand beliebig ausgeführt werden kann. In der praktischen Anwendung kann eine grosse Vielzahl solcher Ausformungen hergestellt werden, ohne dass Teile der Bearbeitungswerkzeuge ausgetauscht werden

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müssen, so wie dies dann notwendig wird, wenn die gewünschten Profile von einer abzubildenden Form abhängen.

Vorzugsweise bleibt die Widerlagerkante während der Bearbeitung in Ruhe und die Arbeitskante des Kehlungswerkzeuges wird radial zum Werkstück bewegt. Das Werkstück selbst wird axial in bezug auf die Widerlagerkante und die Arbeitskante so bewegt, dass der axiale Abstand zwischen der Arbeitskante und der oberen Kante des Werkstücks gegen Null geht.

Zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird eine Vorrichtung vorgeschlagen, mit deren Hilfe ein Umfangrand und eine in diesen Rand einmündende Einkehlung an einem zylindrischen Blechbehälter ausgeformt werden kann. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus Spannteilen, die sich an die Enden des Behälters koaxial anlegen und über die eine den Behälter verkürzende Kraft wirken kann, sowie aus einem äusseren Kenlungswerkzeug, das eine in Radialrichtung wirkende Kraft auf den Behälter ausübt. Die Spannteile und das Kehlungswerkzeug können relativ zueinander um die Achse der Einspannteile rotieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung auf eine Unterlage für den Behälterboden, die sich koaxial an den Boden des Blechbehälters anlegt und damit zugleich eine Hauptachse festlegt, ein der Unterlage für den Behälterboden koaxial gegenüberliegendes Spannteil, das an der oberen Kante des Randes des offenen Behälterendes anliegt, ein durch das Spannteil in

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Richtung auf die Unterlage durchgeführtes Stützteil mit einer umlaufenden Widerlagerkante und einem äusseren Form- oder Kehlungswerkzeug, dessen Arbeitskante auf die Hauptachse weist und zu der Widerlagerkante in einem konstanten Axialabstand angeordnet ist. Das Spannteil und die Unterlage für den Behälterboden sind so angeordnet, dass eine Axialbewegung dieser beiden Teile relativ zueinander ausgeführt werden kann, wodurch eine in Axialrichtung wirkende, den Behälter verkürzende Kraft auf den Blechbehälter ausgeübt werden kann. Das Spannteil kann sich gegenüber der Unterlage für den Behälterboden axial bewegen, das Druckwerkzeug und das Spannteil können sich radial zueinander relativbewegen. Vorzugsweise weist die Unterlage für den Behälterboden einen Trag- oder Hubteller auf, um das dem offenen Ende gegenüberliegende Ende des Werkstücks zu halten und das obere Spannteil besteht im wesentlichen aus einem Begrenzungsring, der axial an der oberen Kante des Behälters anliegt und diese in Radialrichtung festlegt. Hubplatte und Begrenzungsring können unabhängig voneinander axial bewegt werden.ι

Als Stützteil kommen vor allem Widerlagerdorne oder Spanneinrichtungen zur Anwendung, die mit ihrem umlaufenden Rand im wesentlichen linienförmig in einer senkrecht zur Hauptachse des Werkstücks befindlichen Ebene im Behälter anliegen.

Das Form- oder Kehlungswerkzeug ist vorzugsweise ein Rad, das um seine eigene Achse rotiert und dessen einfache, umlaufende Kante als Arbeitskante wirkt. Diese Arbeitskante kann so ausgeführt

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sein, dass sie im wesentlichen einen punkt- bzw. linienförmigen Kontakt in einer Ebene senkrecht zur Hauptachse des Werkstücks hat, und zwar zu jedem Zeitpunkt des Bearbeitungsvorganges am oberen Ende des Werkstückes. Eine Bearbeitungsvorrichtung für einen Blechbehälter kann auch zwei oder mehrere dieser Kehlungswerkzeuge aufweisen.

Die Erfindung bezieht sich ebenso auf einen Blechbehälter der eingangs erwähnten Art, der nach dem oben beschriebenen Verfahren gefertigt wird, sowie auf einen am oberen Ende mit Hilfe eines Deckels verschlossenen Blechbehälter, wobei der Rand mit dem Deckel rundum verfalzt ist. -

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Schnittzeichnung mit einer Schnittlinie entlang der Hauptachse des Behälters mit Teilen der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer einfachen Ausführung,

Fig. 2 bis 6 jeweils einen Teil eines Schnittes mit einer Schnittlinie entlang der Hauptachse des Behälters in fünf Zustands bildern der Ausformung der Einkehlung und des Umlaufrandes des Blechbehälters als Beispiel für das erfindungsgemässe Verfahren,

Fig. 7 eine vereinfachte Darstellung - teilweise als Schnitt ;ntlang der Hauptachse - einer Vorrichtung zur Durchführung des

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erfindungsgemässen Verfahrens und zugleich weitere Ausführungen dieser Erfindung,

Fig. 8 Isis 11 Teile eines Schnittes in Richtung der .'Hauptachse für vier verschiedene, fertig bearbeitete Ausformungen des oberen Bereichs des Behälters*

Wie Fig. 1 zeigt« weist die Vorrichtung zur Ausbildung des Umlauf randes 10 und der Einkehlung 11 an einem Blechbehälter 12 ein Spannt eil 20 auf, das im folgenden näher beschrieben wird und das ein leeres Werkstück 13 in der Form eines zylindrischen Blechbehälters 12 koaxial und mit Hilfe eines Gegenstückes unter Äxialdruck hält- Das leere Werkstück 13 hat eine dünne,, zylindrische, nahtlose Wand 14, mit einem oberen Eandbereich 15» der strichpunktiert eingezeichnet ist. Dieser obere JRandbereich 15 endet in der oberen Xante 16, die zugleich das offene Ende 17 des Werkstücks 13 festlegt,. Das Werkstück 13 geht unten in einen in der Fig- 1 nicht gezeigten Boden 18 einstückig über, der Jede beliebige Form haben kann und ζ-B* als nach inen gestülpte 3Cugelschale ausgebildet sein kann, wie sie teilweise in Fig,. 2 als Teil 18 {Bodens dargestellt ist. Das obere und offene Ende der zylindrischen Seitenwand 14 des Werkstücks 13 ist im gezeigten Äusführungsbeispiel leicht im oberen Sandbereich 15 aufgeweitet, so dass schon ein schmaler Band 19 vorliegt- Das Werkstück 13 selbst ist vorzugsweise aus doppelt reduziertem Weißblech, aus chemisch behandeltem Flußstahl oder aus Schwarzblech.

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Die Halteeinrichtvmg besteht im wesentlichen aus einem, im wesent liehen als Begrenzungsring ausgeführten, oberem Spannteil 20. Der Begrenzungsring 20 hat an seinem unteren Rand eine ringförmige Ausnehmung 21, die mit der oberen Kante 16 des Randes 10 in Eingriff kommt und weiterhin einen Spannboden in der Form eines Tragtellers 22, der in Fig. 1 nicht gezeigt ist aber aus Fig. 2 ersichtlich wird, und der den Boden 18 des Werkstücks 13 von unten trägt. Sowohl der Tragteller 22 wie auch der Begrenzungsring 20 können gesteuerte Bewegungen in Richtung der Hauptachse 23 des Werkstückes 13 durchführen, und zwar unabhängig voneinander und in einer Weise, die aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 im einzelnen noch deutlicher werden wird.

Zudem weist die Vorrichtung ein Stützteil 24 in Form einis Widerlagerdorns oder einer Spanneinrichtung auf, das durch den Begrenzungsring 20 in das leere Werkstück 13 hinein in Richtung auf den Tragteller 22 geführt ist. In diesem Beispiel besteht das Stützteil 24 im wesentlichen aus einer einfachen Scheibe mit einer Widerlagerkante 25, die leicht abgerundet ist. Weiterhin zeigt das Beispiel ein Kehlungswerkzeug in Form eines Rades 26 nit einer Arbeitskante 27, die ein einfach gerundetes, dieses Teil imlaufendes Profil aufweist und in einem konstanten Axialabstand von der Widerlagerkante 25 angeordnet ist. Dieses Kehlungsrad 26 rotiert um seine Achse 28 in bekannter Weise, zudem kann es eine ladialbewegung seiner Achse 28 relativ zur Hauptachse 23 durchführen. Die Hauptachse 23 ist die Achse des leeren Werkstücks 13,

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des Begrenzungsrings 20 und der Hubplatte 22. Diese Relativbewegung wird durch gesteuerte Bewegung in Radialrichtung des Kehlungsrades 26 in Richtung des Pfeiles 29 bewirkt.

Der Begrenzungsring 20, der Hubteller 22, das Werkstück 13 und der Widerlagerdorn 24 sind zusammen um die Hauptachse 23 drehbar.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung wird klarer verständlich unter Zuhilfenahme der Figuren 2 bis 6. Das leere Werkstück 13 wird vom Tragteller 22 gehalten und von diesem soweit angehoben (Fig. 2), bis die obere Kante 16 des Werkstücks 13 in die ringförmige Ausnehmung 21 eingreift, wie in Fig. 3 gezeigt. Der Begrenzungsring 20 befindet sich bei diesem Bearbeitungsschritt in seiner höchstgelegenen Position, das Werkstück 13 hat keinen Kontakt mit dem Stützteil 24.

Das Werkstück 13 ist damit koaxial und unter axialem Druck zwischen dem Hubteller 22 und dem Begrenzungsring 20 eingespannt. Der Begrenzungsring 20 hält zudem die obere Kante 16 in Radialrichtung fest. Das Stützteil 24 befindet sich im Inneren des Werk Stücks 13, der Mantel 14 des Werkstücks 43 liegt zwischen dem Stützteil 24 und dem aussen angeordneten Kehlungsrad 26.

Während sich Tragteller 22, Begrenzungsring 20, Stützteil 24 und Werkstück 13 als eine Einheit drehen - so wie dies durch den Drehrichtungspfeil 31 in Fig. 1 angedeutet ist - werden Tragteller 22 und Begrenzungsring 20 nach unten bewegt, wie dies die

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vertikalen Richtungspfeile in Fig. 4 bis 6 zeigen. Damit wird das Werkstück 13 relativ zur Widerlagerkante 25 und der Arbeitskante 27 nach unten bewegt.

Während dieser Axialbewegung wird das um seine Achse 28 kontinuierlich rotierende Kehlungsrad 26 in Radialrichtung bewegt. Diese axialen (vertikalen) und radialen (horizontalen) Bewegungen des Werkstücks 13 und des Kehlungsrades 26 sind jeweils so aufeinander abgestimmt, dass der Punkt 32 (Fig. 3) der Arbeitskante 27 dort zuerst die Seitenwand 14 des Werkstücks 13 berührt, wo das untere Ende 33 (Fig. 6) der Einkehlung 11 sein soll.

Mit fortschreitender Bewegung des Werkstücks 13 nach unten bewirkt eine weitere Bewegung des Kehlungsrades 26 in axialer (horizontaler) Richtung eine Verformung des oberen Randbereichs 15 des Werkstücks 13 (Fig. 4), das selbst frei steht, durch Zusammenwirken der Arbeitskante 27 des Kehlungsrades 26 und der Widerlagerkante 25 des Stützteils 24. Die Widerlagerkante 25 kommt mit der inneren Oberfläche des Mantels 14 punktförmig in einer radialen (vertikalen) Ebene in Kontakt am Punkt 32, der zwischen der Arbeitskante 27 und der äusseren Oberfläche des Werkstücks 13 liegt. Die Widerlagerkante 25 dient dabei als Abstützung für eine kontrollierte Verformung des Metalls im freien Raum zur Ausbildung des gezeigten konischen Teils 34 der Einkehlung. Wird die Radialbewegung des Kehlungsrades 26 in der in Fig. 4 gezeichneten Lage beendet, während die Axialbewegung des Werkstücks 13 weiter abläuft, so wird ein zylindrischer Teil 35 der

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Einkehlung 11 ausgebildet (Fig. 5) oberhalb des konischen Teils 34.

Fig. 5 zeigt ein Momentbild der Bearbeitung nach Fertigstellung der Einkehlung, der Begrenzungsring 20 hat seine tiefstgelegene Position eingenommen und der gesamte obere Randbereich 15 des Werkstücks 13 ist zur Einkehlung 11 und zum Randbereich 10 verformt worden. Die Abschlussfläche des Randes wird dabei durch die Position der inneren Widerlagerkante 25 festgelegt.

Aus dem Vorangegangenen wird klar, dass der Begrenzungsring 20 nicht nur dazu dient, die obere Kante 16 radial festzulegen und eine axiale, verkürzende Kraft auf diese auszuwirken, sondern auch dazu, die obere Kante 16 während ihrer Axialbewegung zu führen und so den noch nicht deformierten Bereich, nämlich den Be reich 36 in Fig. 4, fest in seiner ursprünglichen Ausgangslage zu halten. Für diesen Ablauf ist ein schon vor den hier gezeigten Bearbeitungsschritten vorliegender Rand 19 günstig, aber keineswegs notwendig.

Während der Hübteller 22 um den Weg X während des Verformungsprozesses gleichmässig nach unten bewegt wird, wird der Begrenzungsring 20 um den Abstand Y nach unten bewegt, dieser Abstand ist grosser als der Abstand X. Die Geschwindigkeit der Bewegung des Begrenzungsrings 20 wird vor allem durch das Maß bestimmt, mit dem das Blech axial von diesem Teil weggedrückt werden kann und variiert mit der gewählten Form der Einkehlung 1f und des Randes

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Die gewünschte Form der Einkehlung Hund des Randes 10 kann natürlich vorherbestimmt werden und durch eine Zahl von bekannten Verfahren für die Steuerung der Werkzeuge sehr genau verfolgt werden, Ebenso können die gewählten Abläufe der Radialbewegung des Kenlungsraäüs 26 im einzelnen kontrolliert und gesteuert werden. Natürlich kann auch die Bewegung des Hubtellers 22 so abgestimmt werden, dass dieser keine konstante Geschwindigkeit einhält. Jede beliebige und gev'nschte Form der Einkehlung 11 und des Randes 10 kann dadurch erreicht werden, dass die Bewegungen in vertikaler und in horizontaler Richtung, also des Hubtellers 22 und des Begrenzungsrings 20 sowie des Kehlungsrades 26 einzeln miteinander und aufeinander in den Geschwindigkeiten ihrer Ar— beitsabläufe und der Abfolge ihrer Bewegungen abgestimmt werden.

In dieser Beziehung soll darauf hingewiesen werden, dass sowohl das Stützteil 24, wie auch der Begrenzungsring 20 und das Kehlungsrad 26 ein Werkzeugsatz sind, der leicht als einfache Modifikation an die bekannten Standardmaschinen zur Ausbildung der Einkehlung 11 an Blechdosen durch Andrücken Verwendung finden kann, ebenso wie an Maschinen zur Falzung der Deckel mit den Blechbehältern. Eine solche Maschine weist nämlich einen Hubteller 22 und Antriebsvorrichtungen für die Falzrolle auch in Radialrichtung auf, ebenso Vorrichtungen zum Drehen' eines Widerlager- oder Spanndorns und des Hubtellers, wie auch zur Auf- und Abbewegung les Spanndorns. Da solche Maschinen bekannt sind, brauchen sie lier nicht im Detail beschrieben zu werden, es wird also nötig ein, den Antrieb zur Auf- und Abbewegung des Spanndorns nicht mit

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diesem sondern mit dem Begrenzungsring 20 zu verbinden, so dass dieser statt des Spanndorns die vertikale Bewegung durchführt. Diese verschiedenen Antriebseinrichtungen werden in bekannter Weise so aufeinander abgestimmt, dass die oben angesprochenen Merkmale in beliebiger Weise erreicht werden. Nimmt man z.B. drei speziell ausgebildete Kurvenscheiben, die jeweils die Vertikalbewegung des Hubtellers und des Stützteils, sowie die radiale und damit horizontale Bewegung des Kehlungsrades steuern, so können alle Kurvenscheiben von einem mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor angetrieben werden. Statt dessen kann auch ein elektrisches Steuersystem mit einer Steuerung über numerische und magnetische Verfahren, über Lochstreifen oder über ein Steckbrett zur Kontrolle des Ablaufs der einzelnen Antriebseinheiten einfach verwendet werden. Diese Verfahren haben den Vorteil, dass sie für ein neues Profil der Einkehlung oder des Randes sehr schnell umprogrammiert werden können,

Es soll nocheinmal darauf hingewiesen werden, dass es allein die einzelnen Abläufe der Werkzeuge 20, 22, 25, 27 relativ zueinander im Zusammenhang mit den Eigenschaften des Materials und den Abmessungen des Werkstücks 13 selbst sind, die das Profil der Einkehlung 11 und des Umlaufrandes 10 nach der Bearbeitung bestimmen. Das Werkstück 13 selbst hat mit Ausnahme der Widerlagerkante 25 keinen Kontakt mit dem Stützteil 24, die Ausformung des gerundeten Bereichs 37, der nach oben in den Rand 10 übergeht und nach unten in den zylindrischen Bereich 35 oder Einkehlung 11 mündet, wird im gezeigten Beispiel durch die abgerundete Arbeits-

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kante 27 des Kehlungsrades 26 unterstützt. In Fig. 6 ist gezeigt, dass der Endring 20 in seine obere Position gehoben wurde und das Kehlungsrad 26 wegbewegt wurde, während der Hubteller 22 weiter nach unten geht, so dass der fertige Behälter 12 entnommen werden kann.

In Fig. 7 ist eine konventionelle Maschine gezeigt, bei der die Einkehlung gepresst wird oder die zum Verfalzen des Endes dient. Diese Maschine hat die verschiedenen, oben erwähnten Antriebe, sie weist auf ein Paar von Armen 70, von denen jeder ein Kehlungs rad 71 trägt. Das Oberteil 72 dieser Einrichtung zum Einkehlen lässt sich über die als Hülse ausgebildete Welle 73 drehen (das Oberteil 72 und die Welle 73 sind in der Zeichnung durch strichpunktierte Linien angedeutet) und ist mit einem Werkzeug 74 zum Ausbilden der Einkehlung oder des Randes verbunden. Dieses Werkzeug 74 ist für das oben beschriebene, in den Fig. 1 bis 6 dargestellte Verfahren eingerichtet und weist im wesentlichen einen Ring 75 auf, der mit dem Oberteil 72 durch einen Gewindering 76 yerbunden ist, weiterhin ein Stützteil 77, das über eine in der Figur nicht dargestellte Einrichtung mit dem Ring 75 verbunden ist und schliesslich einen Begrenzungsring 78,der koaxial um den Ring 75 und das Stützteil 77 angeordnet ist und sich gegenüber diesen beiden Teilen axial bewegen kann. Der Begrenzungsring 78 ist über die Schraube 80 mit der vertikalen Antriebsachse 81 verbunden, diese ist über in der Figur nicht dargestellte Einrichtungen durch das Oberteil 72 und den Ring hindurch in Axialrichtung bewegbar. Der Begrenzungsring 78 wird gegenüber Verdrehung

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relativ zum Ring 75 durch Stege 82 in diesem Ring gesichert, diese Stege greifen in nicht dargestellte Schlitze im Begrenzungsring 78. Der Endring 78 kann über die Drehachse 81 verdreht werden, diese Achse verläuft im Inneren der als Hülse ausgebildeten Welle 73. Damit kann das ganze Werkzeug 74, zusammen mit dem Oberteil 72, über die Welle 73 gedreht werden. Der Begrenzungsring kann zudem in Axialrichtung über die Achse 81 bewegt werden, wodurch eine vollständige Steuerung der Bewegungen dieses Begrenzungsringes 78 gesichert ist. Der Hubteller 22 ist in einem Basisteil 83 mit Druckfedern 79 gelagert. Dieses Basisteil 83 kann auf- und abbewegt werden, wie aus dem oben stehenden Text und aus dem Bezug auf die Fig. 2 bis 6 deutlich geworden ist. Die Druckfedern 79 drücken dabei das Werkstück mit einer Vorspannung kegen den Begrenzungsring 78, so dass die bei diesem Einspannvorgang auftretenden Reibungskräfte grosser sind als die Reibungskräfte, die bei der Bearbeitung des Werkstückes während des Eincehlens auftreten.

)ie Funktionsweise der in Fig. 7 dargestellten Maschine mit dem ferkzeug 74 zum Einkehlen und den Kehlungsrädern 71 stimmt im wesentlichen überein mit dem anhand der Fig. 1 bis 6 beschriebeien Ausführungsbeispiel. Es ist vorteilhaft,, zwei Kehlungsräder einzusetzen.

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In den Fig. 8 bis 11 sind«aus der Vielzahl der möglichen Profile für die Einkehlung, wie sie mit den hier beschriebenen Verfahren und der Vorrichtung erreicht werden können, lediglich vier Ausführungsbeispiele gegeben. Ein fünftes Ausführungsbeispiel ist in der Fig. 6 dargestellt. Bei dem Profil nach Fig. 8 weist die Einkehlung einen zylindrischen Bereich 85 auf, der über eine im wesentlichen in Radialrichtung verlaufende Zone 86 in den eigentlichen Mantel 14 des Blechbehälters Übergeht. Der Aussendurchmesser der Abschlußkante 87 ist im wesentlichen gleich dem Durchmesser des Zylindermantels 14.

Mit Hilfe des in Fig. 9 dargestellten Profils kann für den Behälter ein oberer Abschluss von beträchtlich kleinerem Durchmesser als der Durchmesser des Mantels 14 mit dem Blechbehälter über den rotationssymmetrischen Rand 90 verbunden werden. Dieser Rand 90 ist mit dem eigentlichen Mantel 14 über eine verhältnismässig lang verlaufende, konische Einkehlung 91 verbunden.

In Fig. 10 ist ein bekannteres Profil gezeigt, bei dem ein peripherer Rand 100 die Fortsetzung der im Querschnitt C-förmigen Einkehlung 110 ist.

Schliesslich ist in der Fig, 11 ein Beispiel für ein Profil gezeigt, bei dem die Einkehlungszone mehr als eine Einkehlung 110, 111 aufweist, beide Einkehlungen 110, 111 sind über die umlaufende Wulst 112 miteinander verbunden.

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	Umfangrand	2639764
	Einkehlung
Be zugs zeichenliste	Blechbehälter
10	Werkstück
11	Mantel
12	oberer Randbereich
12	obere Kante, Abschlusskante
14	Offenes Ende
15	Boden von 12
16	Rand (vor Bearbeitung)
17	Spannteil, Spannring,Begrenzungsring
18	ringförmige Ausnehmung
19	Tragteller, Hubteller
20	Hauptachse
21	Stützteil. Widerlagerdorn
22	Widerlagerkante von 24
23	Kehlungswerkzeug, Kehlungsrad
24	Arbeltskante von 26
25	Achse vcn 26
26	Richtungspfeil
27	Drehrichtungspfeil
28	Anlagepunkt von 26
29	unteres Ende von 11
31	konischer Teil von 11
32	zylindrischer Teil von 11
33	undeformierter Bereich von 11
34	gerundeter Bereich zwischen 10 und 11
35	Arm
36
37
70

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71 Druckrad

72 Oberteil

73 Welle

74 Formwerkzeug zur Ausbildung der Einkehlung und

des Umfangrandes

75 Ringe an

76 Gewindering

77 Stützteil

78 Begrenzungsring

79 Druckfeder

81 Drehachse

82 Steg

83 Basisteil

85 zylindrischer Bereich vin

86 radialverlaufender Bereich von

87 Aussendurchmesser der Abschlusskante

90 Rand

91 konische Einkehlung 1OO Rand

110 Einkehlung

111 Einkehlung

112 Wulst

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Claims (19)

Patentansprücheι

1.jVerfahren zum Formen eines Umfangrandes und einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen Blechbehälters_r insbesondere einer Konservendose» d a d u r ch g e k e η η ze ic h η e t, dass der Blechbehälter durch axialen Druck gehalten ist während er im Bereich seines offenen Endes durch Aufbringen einer axialen, die Höhe des Blechbehälters verkürzenden Kraft und einer gleichzeitig mit dieser« auf die Zylinderachse gerichteten radialen Kraft frei verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechbehälter an seinen Enden zwischen einem Tragteller für den Behälterboden und einem axialen Spannteil gehalten ist, wobei die Abschlusskante des offenen Endes dieses Blechbehälters am Spannteil anliegt und beim Verkürzen des Blechbehälters eine axiale Bewegung zwischen dem Tragteller und dem Spannteil bewirkt wird um die auf die Enden des Blechbehälters über Tragteller und Spannteil wirkende Halterung aufrechtzuerhalten, während die Radialkraft aufgebracht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stützteil mit Widerlagerkante koaxial im Blechbehälter angeordnet ist und die Radialkraft über eine, mit konstantem, axialem Abstand zu der Widerlagerkante angeordneten Arbeitskante yon aussen angreift und die Widerlagerkante als Gegenwerkzeug bei der Verformung des Blechbehälters wirkt.

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4. Verfahren nach. Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitskante radial in bezug auf den Blechbehälter bewegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,
dass der unter Axialdruck eingespannte Blechbehälter relativ
zu der Widerlagerkante und der Arbeitskante bewegt wird und
schrittweise in Richtung auf die Abschlusskante hin Einkehlung und Rand geformt werden.

6. Verfahren zum Formen eines Umfangrandes und einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen Blechbehälters, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mehrere Stufen aufweist, der zylindrische Blechbehälter axial zwischen einem Tragteller für den Behälterboden und einem axialen Spannteil eingespannt wird, die Abschlusskante des offenen Endes dieses Blechbehälters am Spannteil anliegt, koaxial zum und im zylindrischen Blechbehälter ein Stützteil mit Widerlagerkante angeordnet ist, eine Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Blechbehälter, dem Tragteller und dem oberen Spannteil einerseits und dem Stützteil und dem Kehlungswerkzeug mit am Blechbehälter anliegender Arbeitskante andererseits, wobei während der relativen Bewegung in Axialrichtung zwischen dem Blechbehälter und der Arbeitskante auch eine relative Bewegung in Axialrichtung zwischen dem oberen Spannteil und dem Tragteller abläuft so dass der Blechbehälter während des Verkürzens eingespannt
bleibt und währenddessen zumindestens ein Teil des Randes und der Einkehlung frei am Blechbehälter mittels der Arbeitskante ausge-

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formt werden, wobei die Widerlagerkante als Abstützung dient und Arbeitskante und Widerlagerkante in gegeneinander um einen konstanten, axialen Betrag verschobenen Ebenen angeordnet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kehlungswerkzeug ein Rad mit einer umlaufenden Arbeitskante ist, das bei der Ausbildung des Randes und der Einkehlung um seine eigene Achse gedreht wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Blechbehälter durch simultane Drehung des Tragtellers und des oberen Spannteils um seine Achse gedreht wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Widerlagerkante und Arbeitskante in festen Axialebenen gehalten sind, während der zylindrische Blechbehälter aer Tragteller und das obere Spannteil in Axialrichtung hierzu bewegt werden.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zum Formen eines Umfangrandes und einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen Blechbehälters, dadurch gekennzeichnet, dass ,für die Halterung in Axialrichtung ein Tragteller (22) einem Spannteil (20) gegenüberliegend und eine Hauptachse (23) festlegend angeordnet ist, der Blechbehälter (12) in Spannstellung am Boden (18) durch den Tragteller (22) und am offenen Ende (17) durch das Spannteil(20)

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gehalten wird, in der Nähe des Spannteils (20) ein eine nach innen gerichtete Kraft ausübendes Formwerkzeug (26) angeordnet ist, Tragteller (22) und Spannteil (20) relativ zueinander axial unter Verkürzung des gegenseitigen Axialabstandes bewegbar sind, und das eine radial nach innen gerichtete Kraft ausübende Werkzeug (26) radial bewegbar ist in bezug auf die Hauptachse (23).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein koaxial durch das Spannteil (20) in Richtung auf den Tragteller (22) hindurchgeführtes Stützteil (24) eine Widerlagerkante

(25) aufweist» das eine radial nach innen gerichtete Kraft ausübende Kehlungswerkzeug (26) eine Arbeitskante (27) aufweist, die zur Widerlagerkante (25) in einem festen Axialabstand angeordnet ist und in Axialrichtung gesehen sich näher am Tragteller

(22) befindet als die Widerlagerkante (25), und Tragteller (22) und Spannteil (2O) in Axialrichtung relativ zueinander und zur Widerlagerkante (25) und zur Arbeitskante (27) bewegbar sind.

nach einem der Ansprüche 1-9

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens/zum Herstellen

eines Umfangrandes und einer in diesen Rand mündenden Einkehlung am offenen Ende eines zylindrischen.Blechbehälters, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hauptachse (23) durch den Tragteller (22) für den Behälterboden festgelegt ist, ein axiales Spannteil (20) in axialem Abstand koaxial zu diesem Tragteller (22) angeord net ist und eine Einrichtung zur Aufnahme der Abschlusskante (16) am offenen Ende Cl7) des Blechbehälters (12) aufweist, ein koaxial durch das Spannteil (20) und in Richtung auf den Tragteller

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(22) geführtes Stützteil (24) eine umlaufende. Widerlagerkante (25) aufweist, ein eine Arbeitskante (27) aufweisendes Kehlungswerkzeug in einem Axialabstand vom Tragteller (22), aber in Axial richtung näher zu diesem als die Widerlagerkante (25) angeordnet ist, wobei diese Arbeitskante (27) versetzt von und in Richtung auf die Hauptachse (23) angeordnet ist, Tragteller (22) und Spannteil (20) sind relativ zueinander in Axialrichtung bewegbar, das Spannteil (20) und das Stützteil (24) sind ebenfalls in Axialrichtung relativ zueinander bewegbar, das Kehlungswerkzeug (26) und das Stützteil (24) sind in Radialrichtung relativ zueinander bewegbar.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (20) einen Begrenzungsring aufweist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Begrenzungsring (20) eine ringförmige Ausnehmung (21) zur Aufnahme der Abschlusskante (16) an der inneren Bohrung seiner am nächsten dem Tragteller (22) gelegenen Oberfläche aufweist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche,.12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kehlungswerkzeug (26) ein Kehlungsrad ist, das um seine eigene Achse drehbar ist und die Arbeitskante (27) dieses Teil wulstartig umläuft.

16. Vorrichtung nach. Anspruch, 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mehrzahl von Kehlungsrädern (26) im Abstand von der Haupt-

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achse (23) angeordnet sind.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Spannteil (20) und der Tragteller (22) in bezug auf das Stützteil (24) in Axialrichtung verschiebbar sind und die Widerlagerkante (25) in einer festen Radialebene angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass Spannteil (20), Stützteil (24) und Tragteller (22) um die Hauptachse (23) simultan drehbar angeordnet sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Kehlungswerkzeug (26) als Arbeitskante (27) ein einfach gekrümmtes Kantenprofil aufweist.

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