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Patent Searching and Data


Title:
DEVICE AND METHOD FOR CONNECTING A CAN LID TO A CAN BODY
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/253605
Kind Code:
A1
Abstract:
According to the invention can lids (6) and can bodies (7) are connected by a laser-welded seam (4) on a rotatable turntable (2). The turntable (2) comprises, disposed at equal intervals around the axis of rotation (1), first holding devices (8) to hold a can body (7) and second holding devices (9) to hold a can lid (6). In a stationary circumferential portion of the turntable (2), the at least one laser optical system (3) is alternately entrained with the rotating turntable (2) and returned counter to the direction of rotation (R) of the rotating turntable (2). The entrained laser optical system creates a precise laser-welded seam (4) between the can body and the can lid while these are pressed against one another and are rotated around the longitudinal axis of the can body.

Inventors:
BRÜHLMEIER HARRY (CH)
FICKELSCHEER MARKUS (CH)
Application Number:
PCT/EP2022/063845
Publication Date:
December 08, 2022
Filing Date:
May 23, 2022
Export Citation:
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Assignee:
CAPROSOL AG (CH)
International Classes:
B23K26/28; B23K26/08; B23K37/02; B23K101/12
Foreign References:
CN109909611B2020-12-08
EP1644145B12010-11-10
EP0208564A11987-01-14
EP1644145B12010-11-10
Attorney, Agent or Firm:
GACHNANG AG PATENTANWÄLTE (CH)
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Claims:
Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verbinden von Dosenabschlüssen (6) mit Dosenmänteln (7), welche Vorrichtung einen in einer Drehrichtung (R) um eine zentrale Drehachse (1) drehbaren Drehtisch (2) und mindestens eine Laseroptik

(3) zum Erstellen einer Lasernaht (4) in einem Kontaktbereich (5) zwischen dem Dosenabschluss (6) und dem Dosenmantel (7) umfasst, wobei der Drehtisch (2) um die Drehachse (1) entlang eines Kreisringes in gleichen Abständen angeordnete Halterungen umfasst, jede Halterung eine erste Halteeinrichtung (8) zum Halten eines Dosenmantels (7) sowie eine zweite Halteeinrichtung (9) zum Halten eines Dosenabschlusses (6) umfasst, welche Halteeinrichtungen den Dosenabschluss (6) und den Dosenmantel (7) in einem

Kontaktbereich (5) für das Erstellen der Lasernaht (4) dicht aneinander drückbar und um eine zentrale Achse des Dosenmantels (7) drehbar machen, und der Drehtisch Zuführungen zum Zuführen von Dosenmänteln und Dosenabschlüssen zu den Halteeinrichtungen sowie eine

Abführung zum Abführen von Dosenmänteln mit damit verbundenen Dosenabschlüssen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Bewegungsvorrichtung (26) umfasst, welche die mindestens eine Laseroptik (3) in einem ortsfesten

Umfangabschnitt des Drehtisches (2) alternierend mit dem drehenden Drehtisch (2) mitführbar und entgegengesetzt zur Drehrichtung (R) des drehenden Drehtisches (2) zurückführbar macht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Laseroptik (3) mit einer ortsfesten Laserstrahlquelle (27) über ein flexibles Laserleitkabel (28) und gegebenenfalls eine Laserstrahlweiche verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine erste Laseroptik (3) und mindestens eine zweite Laseroptik (3) umfasst, welche von der Bewegungsvorrichtung (26) so im Gegentakt bewegbar sind, dass während die mindestens eine erste Laseroptik (3) eine Schweissnaht ausbildet, die mindestens eine zweite Laseroptik (3) eine Rückbewegung entgegengesetzt zur Drehrichtung (R) des Drehtisches (2) ausführt und dass anschliessend während die mindestens eine zweite Laseroptik (3) eine Schweissnaht ausbildet, die mindestens eine erste

Laseroptik (3) eine Rückbewegung entgegengesetzt zur Drehbewegung des Drehtisches (2) ausführt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede erste Halteeinrichtung (8) eine Spanneinrichtung (16) zum Festklemmen und Loslassen eines Dosenmantels (7), einen ersten Antrieb (17) zum Betätigen der Spanneinrichtung (16) und einen zweiten Antrieb (18) zum Drehen der Spanneinrichtung (16) mit einem daran angeordneten Dosenmantel (7) umfasst.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede erste Halteeinrichtung (8) eine erste Verstelleinrichtung (19) umfasst, welche die Spanneinrichtung (16) der jeweiligen ersten Halteeinrichtung (8) parallel zur zentralen Drehachse

(1) des Drehtisches (2) bewegbar macht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Halteeinrichtung (9) mindestens eine erste und eine zweite Bearbeitungsstelle (12, 13) sowie eine zweite Verstelleinrichtung (15) umfasst, wobei die zweite Verstelleinrichtung (15) die mindestens eine erste und eine zweite Bearbeitungsstelle (12, 13) radial zur zentralen Drehachse (1) des Drehtisches (2) bewegbar und dabei unter die Spanneinrichtung (16) der zugeordneten ersten Halteeinrichtung (8) führbar macht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bearbeitungsstelle (12) zum Halten des

Dosenabschlusses (6) beim Ausbilden der Lasernaht (4) ausgebildet ist und die zweite Bearbeitungsstelle (13) ein Verformungswerkzeug umfasst, mit dem ein von der Spanneinrichtung (16) zugeführter Dosenmantel (7) vor dem Ausbilden der Lasernaht (4) beim Kontaktbereich (5) aufzuweiten ist. 8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verformungswerkzeug zwei Rollen (23, 24) mit in einander zugeordneten Abschnitten konischen Aussenflachen umfasst, wobei die beiden Rollen (23,

24) um parallel zur zentralen Drehachse (1) verlaufende Rollenachsen drehbar sind und eine Umfangsstelle des Kontaktbereichs (5) des von der Spanneinrichtung (16) zugeführten Dosenmantels (7) aufnehmbar und beim Drehen aufweitbar machen.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede zweite Halteeinrichtung (9) eine von der zweiten Verstelleinrichtung (15) unter die Spanneinrichtung (16) der zugeordneten ersten Halteeinrichtung (8) führbare dritte

Bearbeitungsstelle (14) mit einem Rückformungswerkzeug umfasst, wobei das Rückformungswerkzeug nach dem

Ausbilden der Lasernaht (4) eine Rückformung des aufgeweiteten Kontaktbereichs (5) des Dosenmantels (7) und des daran angeordneten Bereichs des Dosenabschlusses (6) durchführbar macht, und dazu vorzugsweise entlang eines Dosenumfangs Rollen mit konischen Aussenflachen aufweist.

10. Verfahren zum Verbinden von Dosenabschlüssen (6) mit Dosenmänteln (7), bei dem die Dosenmäntel (7) und die Dosenabschlüsse (6) über eine Zuführung (10) einem Drehtisch (2) zugeführt werden, auf dem Drehtisch (2) in einer Drehrichtung (R) um eine zentrale Drehachse (1) kontinuierlich bewegt werden, mit mindestens einer Laseroptik (3) eine Lasernaht (4) in einem Kontaktbereich (5) zwischen dem Dosenabschluss (6) und dem Dosenmantel (7) erstellt wird und die Dosenmänteln (7) mit damit verbundenen Dosenabschlüssen (6) über eine Abführung (11) vom Drehtisch (2) abgeführt werden, wobei der Drehtisch (2) um die Drehachse (1) entlang eines Kreisringes in gleichen Abständen angeordnete Halterungen zum Halten von Dosenabschlüssen (6) und Dosenmänteln (7) umfasst und jede Halterung eine erste Halteeinrichtung (8) zum Halten eines Dosenmantels (7) sowie eine zweite Halteeinrichtung (9) zum Halten eines Dosenabschlusses (6) umfasst, welche Halteeinrichtungen (8, 9) für das Erstellen der Lasernaht (4) den Dosenabschluss (6) und den Dosenmantel (7) in einem Kontaktbereich (5) dicht aneinander drücken und um eine zentrale Achse des Dosenmantels (7) drehen, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Laseroptik (3) von einer Bewegungsvorrichtung (26) in einem ortsfesten

Umfangabschnitt (C) des Drehtisches (2) alternierend mit dem drehenden Drehtisch (2) mitgeführt und entgegengesetzt zur Drehrichtung (R) des drehenden Drehtischs (2) zurückgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein an der ersten Halteeinrichtung (8) gehaltener Dosenmantel (7) vor dem Ausbilden der Lasernaht (4) mit einer Bewegung parallel zur Drehachse (1) des Drehtisches (2) in ein Verformungswerkzeug geführt und von diesem beim Kontaktbereich (5) aufgeweitet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufgeweiteter Kontaktbereich

(5) des Dosenmantels (7) und ein daran angepasster Bereich des Dosenabschlusses (6) mit einem an der zweiten Halteeinrichtung (9) angeordneten Rückformungswerkzeug, vorzugsweise mit entlang des Dosenumfangs angeordneten Rollen mit konischen

Aussenflachen, rückgeformt wird und dabei vorzugsweise eine zylindrische Form ausgebildet wird.

Description:
Vorrichtung und Verfahren zum Verbinden eines Dosenabschlusses mit einem Dosenmantel

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden eines Dosenabschlusses mit einem Dosenmantel nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf ein Verfahren zum Verbinden eines Dosenabschlusses mit einem Dosenmantel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Die betroffenen Dosen sind Gefässe aus metallischem Material, die einen Mantel und einen Boden umfassen. Bei einer mit einem Produkt befüllten Dose ist der Innenraum der Dose am vom Boden abgewandten Ende des Mantels mit einem oberen Dosenabschluss versehen. Bei Aerosol-Dosen umfasst der obere Dosenabschluss einen Ventilsitz und ein im Ventilsitz eingesetztes Ventil. Bei gängigen Dosen wird der Boden und/oder zumindest ein Teil des oberen Dosenabschlusses mit dem Mantel verbunden. Solche Verbindungen zwischen dem Dosenmantel und einem Dosenabschluss, wie dem Boden oder dem oberen Dosenabschluss, werden bei vielen Dosen mittels mechanischer Verbindungsverfahren als Bördel- bzw. Falzverbindungen ausgebildet. EP 0208 564 Al beschreibt Schweissverbindungen an flanschartigen, von den Dosenkörpern nach aussen abstehenden End- und Randbereichen der Dosenmäntel bzw. der Dosenabschlüsse. Bördelverbindungen und Schweissverbindungen an flanschförmig vom Dosenkörper abstehenden End- und Randbereichen benötigen relativ viel Material und führen zu unästhetischen Dosenformen. EP 1644 145 Bl beschreibt eine Dosenherstellung mit einem Dosenmantel, der an einem stirnseitigen Ende eine kleine Verengung aufweist, und mit einem Dosenboden, der im Verbindungsbereich zum Dosenmantel eine an die Verengung des Dosenmantels angepasste Form aufweist. Zur Verbindung des Dosenbodens mit dem Dosenmantel werden diese beiden Teile mit den aneinander angepassten Formen gegeneinander gedrückt und im Überlappungsbereich wird eine Lasernaht ausgebildet .

EP 1644 145 Bl geht davon aus, dass die Lasernaht auf einem Drehtisch ausgebildet werden kann. Es ist eine

Ausführungsform eines Drehtisches dargestellt, bei der von einer ortsfesten Laserstrahlquelle ein Laserleitkabel zentrisch auf den Drehtisch führt und eine Drehkupplung Laserlicht auf eine Vielzahl von Laserleitkabel aufteilt, die dann zu Schweissoptiken bei allen Halterungen des

Drehtisches führen. Es hat sich gezeigt, dass es für die zum Schweissen nötigen Laserleistungen keine Drehkupplung gibt.

Die erfindungsgemässe Aufgabe besteht nun darin, eine einfache Lösung zum Verbinden eines Dosenabschlusses mit einem Dosenmantel zu finden, bei welcher ein Laserstrahl präzise auf einen Verbindungsbereich des Dosenabschlusses und des Dosenmantels trifft.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren nach dem

Anspruch 10 gelöst. Die abhängigen Ansprüche beschreiben alternative bzw. vorteilhafte Ausführungsvarianten, welche weitere Aufgaben lösen.

Im Rahmen eines ersten erfinderischen Schrittes wurde erkannt, dass die Verwendung von ortsfesten Laseroptiken zwar das Problem der für die nötige Laserleistung nicht möglichen Drehkupplung lösen würde, aber für das Schweissen Unterbrüche der Drehbewegung des Drehtisches nötig wären. Für die bei der Dosenherstellung nötigen hohen Durchsatzleistungen ist ein kontinuierlich drehender Drehtisch wichtig.

Im Rahmen eines zweiten erfinderischen Schrittes wurde erkannt, dass das alternierende Mit- und Zurückführen mindestens einer Laseroptik über einen ortsfesten Umfangabschnitt eines kontinuierlich drehbaren Drehtisches ein einfaches erfindungsgemässes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Erstellen von Laser- Schweissnähten ermöglicht. Ein Drehtisch kann beim Bearbeitungsbereich tellerförmig oder ringförmig ausgebildet sein. Der ortsfeste Umfangabschnitt des Drehtisches, in dem die Laseroptik bewegt wird, kann radial ausserhalb oder radial innerhalb des äusseren Umfangs des Drehtisches liegen. Auf einem Umfangsabschnitt im Inneren eines ringförmigen Drehtisches ist die an die Drehung des Drehtisches angepasste Umfangsgeschwindigkeit kleiner als auf einem Umfangsbereich radial ausserhalb des Drehtisches. Entsprechend können die Beschleunigungen und die damit verbundenen Kräfte auf dem radial inneren Umfangsabschnitt kleiner gewählt werden als auf dem radial äusseren Umfangsabschnitt.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst einen in einer Drehrichtung um eine zentrale Drehachse drehbaren Drehtisch und mindestens eine Laseroptik zum Erstellen einer Lasernaht in einem Kontaktbereich zwischen dem Dosenabschluss und dem Dosenmantel. Der Drehtisch umfasst um die Drehachse entlang eines Kreisringes in gleichen

Abständen angeordnete Halterungen zum Halten von Dosenabschlüssen und Dosenmänteln, wobei jede Halterung eine erste Halteeinrichtung zum Halten eines Dosenmantels sowie eine zweite Halteeinrichtung zum Halten eines

Dosenabschlusses umfasst. Die Halteeinrichtungen machen den Dosenabschluss und den Dosenmantel in einem Kontaktbereich für das Erstellen der Lasernaht dicht aneinander drückbar und um eine zentrale Achse des Dosenmantels drehbar. Die Vorrichtung umfasst eine Bewegungsvorrichtung, welche die mindestens eine Laseroptik in einem ortsfesten Umfangabschnitt des Drehtisches alternierend mit dem drehenden Drehtisch mitführbar und entgegengesetzt zur Drehrichtung des drehenden Drehtisch zurückführbar macht. Das alternierende Mit- und Zurückführen mindestens einer Laseroptik über einen ortsfesten Umfangabschnitt kombiniert mit dem Halten des Dosenmantels und des Dosenabschlusses je mit einer ersten bzw. zweiten Halteeinrichtung gewährleistet, dass ein zum Ausbilden der Lasernaht von der Laseroptik ausgehender Laserstrahl präzise auf den Kontaktbereich des Dosenabschlusses und des Dosenmantels trifft.

Der Drehtisch umfasst Zuführungen zum Zuführen von Dosenmänteln und Dosenabschlüssen zu den entsprechenden Halteeinrichtungen und eine Abführung zum Abführen von Dosenmänteln mit damit verbundenen Dosenabschlüssen. Vorzugsweise umfassen die Zuführungen Einlaufsterne und die Abführung einen Auslaufstern.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird der Dosenmantel nach der Zuführung von der ersten

Halteeinrichtung gehalten und bearbeitet bevor der Dosenmantel mit einem Dosenabschluss zusammengeführt wird. Insbesondere wird ein aufgeweiteter oder verengter Kontaktbereich ausgebildet, an den ein entsprechend geformter Bereich des Dosenabschlusses angedrückt werden kann. Gegebenenfalls wird ein aufgeweiteter Dosenmantel nach dem Festschweissen des Dosenabschlusses bei der zweiten Halteeinrichtung so bearbeitet, dass die Aufweitung beim Kontaktbereich im Wesentlichen rückgängig gemacht wird.

Es versteht sich von selbst, dass das Ausbilden eines aufgeweiteten oder gegebenenfalls eines verengten Kontaktbereichs am Dosenmantel bereits vor dem Zuführen des Dosenmantels zum Drehtisch durchgeführt werden kann. Für das Erzielen von dichten Lasernähten zwischen dem Dosenmantel und dem Dosenabschluss ist es vorteilhaft, wenn der Kontaktbereich von der zylindrischen Form abweicht und dabei insbesondere leicht konisch oder schulterförmig ausgebildet ist. Nach dem Ausbilden der Lasernaht kann die Abweichung von der zylindrischen Form im Wesentlichen rückgängig gemacht werden, vorzugsweise auf dem Drehtisch oder gegebenenfalls nach der Abführung vom Drehtisch.

Die erste und die zweite Halteeinrichtung sind so ausgebildet und miteinander verbunden, dass der

Dosenmantel und der damit zu verbindende Dosenabschluss gegeneinander gedrückt und um die zentrale Achse des Dosenmantels gedreht werden können.

Während die mindestens eine Halterung je einen Dosenmantel und einen daran angedrückten Dosenabschluss mindestens einmal vollständig um die jeweilige zentrale Achse des Dosenmantels dreht, bewegt sich die mindestens eine Halterung am Drehtisch über einen entsprechenden Winkelbereich um die Drehachse des Drehtisches. Zum Ausbilden mindestens einer Laser-Schweissnaht wird die mindestens eine Laseroptik je synchron zur Bewegung der mindestens einen Halterung am Drehtisch über einen entsprechenden Winkelbereich bzw. Kreisabschnitt um die Drehachse des Drehtisches geführt. Dabei wird der Laserstrahl von der Laseroptik so auf den

Überlappungsbereich gerichtet, dass die gewünschte Lasernaht entsteht.

Nach dem Ausbilden der mindestens einen Lasernaht entlang des Umfangs des mindestens einen Dosenmantels wird die mindestens eine Laseroptik entgegen der Drehrichtung des Drehtisches über den entsprechenden Winkelbereich bzw. Kreisabschnitt um die Drehachse des Drehtisches zurückbewegt, um dann zum Ausbilden mindestens einer weiteren Lasernaht wieder synchron mit mindestens einer Halterung am Drehtisch mitbewegt zu werden. Bei diesen Vor- und Rückbewegungen der mindestens einen Laseroptik ist die ortsfeste Laserstrahlquelle über ein Laserleit kabel und gegebenenfalls eine Laserstrahlweiche mit der Laseroptik verbunden. Die flexible Ausführung des Laserleitkabels ermöglicht die sich bei den Vor- und Rückbewegungen ändernden Abstände und Verbindungs richtungen zwischen Laserstrahlquelle und Laseroptik.

Wenn lediglich eine Laseroptik eingesetzt wird, muss der Winkelabstand bzw. der Umfangsabstand zwischen benachbarten Halterungen so gross sein, dass er bei der gewählten Drehgeschwindigkeit des Drehtisches zumindest der Summe des bei der Ausbildung der Lasernaht überstrichenen Winkels bzw. Umfangs und des während der Rückbewegung der Laseroptik von der Halterung weiter überstrichenen Winkels bzw. Umfangs entspricht.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden mindestens zwei Laseroptiken zum Schweissen eingesetzt, welche im Gegentakt betrieben werden. Während die mindestens eine erste Laseroptik eine Schweissnaht ausbildet führt die mindestens eine zweite Laseroptik eine Rückbewegung entgegengesetzt zur Drehbewegung des Drehtisches aus und anschliessend führt die mindestens eine erste Laseroptik die Rückbewegung aus und die mindestens eine zweite Laseroptik bildet eine Schweissnaht aus. Beide Laseroptiken können von einer gemeinsamen Laserstrahlquelle gespiesen werden, wobei eine Laserstrahlweiche die jeweils aktive Laseroptik mit dem Laserstrahl versorgt. Um bei hohen Leistungen absorptionsbehaftete optische Grenzflächen zu vermeiden können monolithische Strahlweichen eingesetzt werden, bei denen die Funktion der Strahlschaltung beispielsweise mit GRIN-Linsen direkt in den Lichtwellenleiter integriert ist.

Bei der Verwendung von zwei im Gegentakt betriebenen Laseroptiken kann der Winkelabstand bzw. der

Umfangsabstand zwischen benachbarten Halterungen gegenüber dem bei der Verwendung von lediglich einer Laseroptik nötigen Winkelabstand bzw. der Umfangsabstand halbiert werden, was bei gleicher Drehgeschwindigkeit des Drehtisches zu einer Verdopplung des Durchsatzes von Dosenmänteln mit Dosenabschlüssen führt.

Anstelle von je einzeln im Gegentakt betriebenen Laseroptiken können auch je zwei oder mehr als zwei Laseroptiken im Gegentakt mit zwei bzw. mehr als zwei Laseroptiken betrieben werden. Dazu werden entsprechende Strahlweichen und Strahlteiler eingesetzt, so dass eine gemeinsame Laserstrahlquelle jeweils alternieren je zwei oder mehr Laseroptiken speisen kann. Der Durchsatz an Dosenmänteln mit daran festgeschweissten Dosenabschlüssen steigt mit der Anzahl von Laseroptiken an.

Um einen Dosenmantel an einer ersten Halteeinrichtung zu halten, umfasst eine vorteilhafte erste Halteeinrichtung eine Spanneinrichtung zum Festklemmen und Loslassen des Dosenmantels und einen ersten Antrieb zum Betätigen der Spanneinrichtung. Die vorteilhafte erste Halteeinrichtung umfasst zudem einen zweiten Antrieb zum Drehen der Spanneinrichtung mit einem daran angeordneten Dosenmantel.

Der Dosenmantel und ein daran angedrückter Dosenabschluss wird beim Laserschweissen mindestens einmal vollständig um die jeweilige zentrale Achse des Dosenmantels gedreht.

Diese Drehung kann mit dem zweiten Antrieb erzielt werden.

Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform wird auf dem Drehtisch zusätzlich zum Schweissen mindestens ein weiterer Arbeitsschritt durchgeführt. Wenn die Dosenmäntel nach der Zuführung beim Kontaktbereich zum Dosenabschluss aufgeweitet oder gegebenenfalls verengt werden, so müssen die Halterungen für diese Bearbeitung und für das anschliessende Schweissen ausgebildet sein.

Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die Halterungen des Drehtisches so ausgebildet, dass jede erste Halteeinrichtung eine erste Verstelleinrichtung umfasst, welche die Spanneinrichtung der jeweiligen ersten Halteeinrichtung in der Richtung parallel zur zentralen Drehachse des Drehtisches bewegbar macht. Jede zweite Halteeinrichtung umfasst vorzugsweise mindestens eine erste und eine zweite Bearbeitungsstelle sowie eine zweite Verstelleinrichtung. Die zweite Verstelleinrichtung macht die mindestens eine erste und eine zweite Bearbeitungsstelle radial zur zentralen Drehachse des Drehtisches bewegbar und dabei unter die Spanneinrichtung der zugeordneten ersten Halteeinrichtung führbar. Die erste Bearbeitungsstelle ist zur Aufnahme eines Dosenabschlusses ausgebildet. Wenn ein Dosenmantel von der ersten Verstelleinrichtung gegen den aufgenommenen Dosenabschluss gedrückt wird, kann die Lasernaht bei der ersten Bearbeitungsstelle ausgebildet werden.

Wenn vor dem Schweissschritt eine Umformung stattfinden soll, so umfasst die zweite Bearbeitungsstelle ein Verformungswerkzeug. Wenn diese zweite Bearbeitungsstelle der Spanneinrichtung mit einem Dosenmantel zugestellt ist, kann die Spanneinrichtung mit dem Dosenmantel von der ersten Verstelleinrichtungen in Richtung der Drehachse des Drehtisches mit dem Bereich, an dem der Dosenabschluss angeordnet werden soll, gegen das Verformungswerkzeug bei der zweiten Bearbeitungsstelle bewegt werden, um eine gewünschte Aufweitung oder gegebenenfalls eine Verengung zu erzielen.

Ein vorteilhaftes Verformungswerkzeug umfasst zwei Rollen mit in einander zugeordneten Abschnitten konischen Aussenflachen . Die beiden Rollen sind um parallel zur zentralen Drehachse verlaufende Rollenachsen drehbar, wobei beispielsweise eine der beiden Rollen antreibbar ist. Eine Umfangsstelle des Kontaktbereichs des von der Spanneinrichtung zugeführten Dosenmantels wird zwischen den beiden Rollen aufgenommen und beim Drehen aufgeweitet oder gegebenenfalls verengt. Wenn der Dosenmantel nach dem Ausbilden der Aufweitung oder Verengung von der ersten Verstelleinrichtung in Richtung der Drehachse des Drehtisches vom Verformungswerkzeug wegbewegt ist, kann die zweite Verstelleinrichtung eine radiale Bewegung ausführen, bei der die erste Bearbeitungsstelle unter die Spanneinrichtung mit dem Dosenmantel gelangt. Die erste Bearbeitungsstelle wurde vorgängig oder wird jetzt über eine Zuführung zum Zuführen von Dosenabschlüssen mit einem Dosenabschluss versehen.

Wenn nun die erste Verstelleinrichtung die Spanneinrichtung mit dem Dosenmantel in der Richtung parallel zur zentralen Drehachse des Drehtisches gegen die erste Bearbeitungsstelle bewegt und an den Dosenabschluss drückt, so kann die Lasernaht ausgebildet werden. Zum

Ausbilden der Lasernaht wird der Dosenmantel vom zweiten Antrieb zusammen mit dem Dosenabschluss um die Längsachse des Dosenmantels gedreht. Damit der Dosenabschluss mitgedreht wird, umfasst die erste Bearbeitungsstelle eine Drehlagerung, auf der der Dosenabschluss aufliegt und welche gegebenenfalls antreibbar ist.

Die Laseroptik ist beispielsweise radial aussen entlang des Drehtisches bewegbar. Entsprechend ist die erste Bearbeitungsstelle bezogen auf die zentrale Drehachse des Drehtisches radial aussen an der zweiten Halteeinrichtung angeordnet. Wenn die Laseroptik radial innerhalb der ersten Bearbeitungsstelle bewegt wird, ist die erste Bearbeitungsstelle bezogen auf die zentrale Drehachse des Drehtisches radial innen an der zweiten Halteeinrichtung angeordnet. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform umfasst eine dritte Bearbeitungsstelle, die radial zwischen der ersten Bearbeitungsstelle und der zweiten Bearbeitungsstelle angeordnet ist. Die dritte Bearbeitungsstelle umfasst ein Rückformungswerkzeug, das nach dem Ausbilden der Lasernaht eine Rückformung des aufgeweiteten Kontaktbereichs des Dosenmantels und des daran angeordneten Bereichs des Dosenabschlusses durchführbar macht. Das Rückformungswerkzeug umfasst vorzugsweise entlang eines Dosenumfangs Rollen mit konischen Aussenflachen. Die Rollen können einen aufgeweiteten Kontaktbereich des

Dosenmantels und des Dosenabschlusses verengen und dabei insbesondere zylindrisch ausbilden.

Für eine Bearbeitung des Dosenmantels mit dem Dosenabschluss an der dritten Bearbeitungsstelle wird die erste Halteeinrichtung mit dem Dosenmantel und dem daran befestigten Dosenabschluss parallel zur Drehachse des Drehtisches von der ersten Bearbeitungsstelle wegbewegt. Die dritte Bearbeitungsstelle wird dann durch eine radiale Bewegung der zweiten Verstelleinrichtungen dem Haltebereich mit dem Dosenmantel zugestellt. Mit einer Bewegung der ersten Verstelleinrichtung parallel zur Drehachse des Drehtisches wird der Dosenmantel mit dem Dosenabschluss der dritten Bearbeitungsstelle zugeführt.

Der zweite Antrieb, welcher den Dosenmantel mit dem Dosenabschluss um die Längsachse des Dosenmantels dreht, wird vorzugsweise auch für die Bearbeitung an der dritten Bearbeitungsstelle eingesetzt. Die Drehbewegung des Dosenmantels und des Dosenabschlusses zusammen mit einer von der ersten Verstelleinrichtung erzielten Bewegung der Spanneinrichtung gegen die dritte Bearbeitungsstelle führt bei den Rollen der dritten Bearbeitungsstelle zu der gewünschten Rückformung des aufgeweiteten Kontaktbereichs des Dosenmantels und des Dosenabschlusses.

Die beschriebenen Bearbeitungsschritte auf dem Drehtisch finden bei kontinuierlich drehendem Drehtisch jeweils in ortsfesten Sektoren statt. In aneinander anschliessenden Sektoren werden somit folgende Schritte durchgeführt: Zuführen von Dosenmänteln

Aufnahme von Dosenmänteln durch die jeweilige Halterung - vorzugsweise Aufweiten oder gegebenenfalls Verengen der Dosenmäntel im Kontaktbereich zum Dosenabschluss Zuführen von Dosenabschlüssen

Ausbilden von Lasernähten im Kontaktbereich zwischen

Dosenmantel und Dosenabschluss vorzugsweise Rückformen des Kontaktbereichs Abführen von Dosenmänteln mit daran angeordneten Dosenabschlüssen

Die Erfindung zeigt sich in der Vorrichtung und im Verfahren zum Verbinden von Dosenabschlüssen mit Dosenmänteln.

Anhand der nachfolgend erwähnten Figuren wird die Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigen

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf eine

Vorrichtung mit einem um eine zentrale Drehachse drehbaren Drehtisch und mit entlang von Umfangssegmenten des Drehtisches vor- und zurückbewegbaren Laseroptiken,

Figur 2 einen Ausschnitt aus Fig. 1 Figur 3 ein Ausschnitt einer schematischen Schnittdarstellung in einer Ebene mit der Drehachse, wobei ein Kontaktbereich eines Dosenmantels bei einer zweiten Bearbeitungsstelle aufgeweitet wird,

Figur 4 ein Ausschnitt einer schematischen Schnittdarstellung in einer Ebene mit der

Drehachse, wobei in einem Kontaktbereich eines Dosenmantels und eines

Dosenabschlusses bei einer ersten Bearbeitungsstelle eine Lasernaht ausgebildet wird, und

Figur 5 ein Ausschnitt einer schematischen

Schnittdarstellung in einer Ebene mit der Drehachse, wobei ein Kontaktbereich eines

Dosenmantels und eines Dosenabschlusses bei einer dritten Bearbeitungsstelle verengt wird.

Die Figuren zeigen einen in einer Drehrichtung R um eine zentrale Drehachse 1 drehbaren Drehtisch 2 und vier

Laseroptiken 3 zum Erstellen einer Lasernaht 4 in einem Kontaktbereich 5 zwischen einem Dosenabschluss 6 und einem Dosenmantel 7. Der Drehtisch 2 umfasst um die Drehachse entlang eines Kreisringes in gleichen Abständen angeordnete Halterungen zum Halten von Dosenabschlüssen 6 und Dosenmänteln 7, wobei die Halterungen oben eine erste Halteeinrichtung 8 zum Halten eines Dosenmantels 7 sowie unten eine zweite Halteeinrichtung 9 zum Halten eines Dosenabschlusses 6 umfassen. Die Halteeinrichtungen 8 und 9 machen den Dosenabschluss 6 und den Dosenmantel 7 in einem Kontaktbereich 5 für das Erstellen der Lasernaht 4 dicht aneinander drückbar und um eine zentrale Achse des Dosenmantels 7 drehbar.

Wenn sich die Halteeinrichtungen 8 und 9 beim Drehen des Drehtisches 2 in ortsfesten Umfangsbereichen A, B, C, D oder E befinden, so werden mit den Halteeinrichtungen 8 und 9 des dargestellten Drehtisches 2 spezifische Verfahrensschritte durchgeführt. Im Umfangsbereich A werden von Zuführungen 10 Dosenmäntel 7 und vorzugsweise auch Dosenabschlüsse 6 den Halteeinrichtungen 8 bzw. 9 zugeführt. Im Umfangsbereich B werden die Dosenmäntel 7 von der ersten Halteeinrichtung 8 gehalten und an den freien Enden der Dosenmäntel 7 werden bei den zweiten Halteeinrichtungen 9 aufgeweitete Kontaktbereiche 5 ausgebildet. Im Umfangsbereich C werden die aufgeweiteten Kontaktbereiche 5 der durchlaufenden Dosenmäntel 7 an entsprechend geformte Bereiche der Dosenabschlüsse 6 angedrückt und in den Kontaktbereichen 5 werden Lasernähte 4 ausgebildet. Wenn die Dosenabschlüsse 6 nicht schon im Umfangsbereich A zugeführt wurden, so müssen diese den zweiten Halteeinrichtungen 9 zumindest vor dem Andrücken der Dosenmäntel 7 zugeführt werden. Im Umfangsbereich D werden die Aufweitungen in den Kontaktbereichen 5 im Wesentlichen rückgängig gemacht, bzw. werden die Aufweitungen vorzugsweise zu zylindrischen Abschnitten ausgebildet. Im Umfangsbereich E werden die aus einem Dosenmantel 7 und einem Dosenabschluss 6 zusammengesellten Dosenkörper mit einer Abführung 11 vom Drehtisch 2 abgeführt . Die in Fig. 2 detaillierter dargestellten zweiten

Halteeinrichtungen 9 umfassen eine erste, eine zweite und eine dritte Bearbeitungsstelle 12, 13, 14. Die erste Bearbeitungsstelle 12 ist radial aussen an der zweiten Halteeinrichtung 9 angeordnet und trägt beim Erstellen der Lasernaht 4 den Dosenabschluss 6. Die zweite Bearbeitungsstelle 13 ist radial innen an der zweiten

Halteeinrichtung 9 angeordnet und ermöglicht das Aufweiten eines Kontaktbereiches 5 am Dosenmantel 7. Dazu umfasst die zweite Bearbeitungsstelle 13 als Teil eines Verformungswerkzeugs vorzugsweise eine erste Rolle 23, die in das Innere des Dosenmantels 7 zu liegen kommt. Eine zweite Rolle 24 wird von einer dritten Verstelleinrichtung 25 radial zur Drehachse 1 von aussen gegen den Dosenmantel 7 und die darin angeordnete erste Rolle 23 gedrückt, während der Dosenmantel 7 um seine Längsachse gedreht wird.

Die dritte Bearbeitungsstelle 14 ist zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsstelle 12 und 13 angeordnet und ermöglicht das Rückgängigmachen der Aufweitung im Kontaktbereich 5. Die Bearbeitungsstellen 12, 13, 14 sind radial zur zentralen Drehachse 1 des Drehtisches 2 bewegbar.

Die Figuren 3 bis 5 zeigen je eine ersten Halteeinrichtung 8, welche einen Dosenmantel 7 hält. Die erste Halteeinrichtung 8 umfasst eine Spanneinrichtung 16 zum Festklemmen und Loslassen des Dosenmantels 7 und einen ersten Antrieb 17 zum Betätigen der Spanneinrichtung 16. Die erste Halteeinrichtung 8 umfasst zudem einen zweiten Antrieb 18 zum Drehen der Spanneinrichtung 16 mit dem daran angeordneten Dosenmantel 7. Damit ein von einer Spanneinrichtung 16 gehaltener Dosenmantel 7 in vertikaler Richtung relativ zur unter der ersten Halteeinrichtung 8 angeordneten zweiten Halteeinrichtung 9 bewegbar ist, umfasst die erste Halteeinrichtung 8 eine erste Verstelleinrichtung 19. Die erste Verstelleinrichtung 19 ist an einem Gehäuse 2a des Drehtisches 2 befestigt und umfasst einen mit dem ersten und dem zweiten Antrieb 17 und 18 verbundenen Träger 20, der entlang einer in vertikaler Richtung verlaufenden Führung 21 von einem dritten Antrieb 22 bewegbar ist.

Fig. 3 zeigt das Aufweiten des Kontaktbereiches 5 am unteren Ende der Dosenwand 7 mit einer Bearbeitung im

Umfangsbereich B. Nachdem die erste Verstelleinrichtung 19 den Dosenmantel 7 nach unten an die zweite Bearbeitungsstelle 13 bewegt hat, liegt eine erste Rolle 23 eines Verformungswerkzeugs im Innern des Dosenmantels 7 an einer Umfangsstelle desselben an. Eine zweite Rolle 24 wird von einer dritten Verstelleinrichtung 25 von aussen radial zur Drehachse 1 gegen den Dosenmantel 7 und die darin angeordnete erste Rolle 23 gedrückt, während der Dosenmantel 7 von der Spanneinrichtung 16 um seine Längsachse gedreht wird. Die beiden Rollen 23, 24 weisen in einander zugeordneten Abschnitten konischen Aussenflachen auf und drehen beim Drehen des Dosenmantels 7 um parallel zur zentralen Drehachse 1 verlaufende Rollenachsen. Dabei entsteht die gewünschte Aufweitung im Kontaktbereich 5. Gegen das Ende des Umfangsbereichs B wird die zweite Rolle 24 von der dritten Verstelleinrichtung 25 radial vom Dosenmantel 7 wegbewegt. Die erste Verstelleinrichtung 19 bewegt den Dosenmantel 7 von der ersten Rolle 23 weg vertikal nach oben, die zweite Verstelleinrichtung 15 bewegt die erste Bearbeitungsstelle 12 in radialer Richtung unter den Dosenmantel 7 und die erste Verstelleinrichtung 19 bewegt den Dosenmantel 7 mit dem Kontaktbereich 5 vertikal nach unten an den auf der ersten Bearbeitungsstelle angeordneten Dosenabschluss 6. Fig. 4 zeigt das Ausbilden der Lasernaht 4 im

Kontaktbereich 5 am unteren Ende der Dosenwand 7 mit einer Bearbeitung im Umfangsbereich C. Beim Ausbilden der Lasernaht 4 wird der Dosenmantel 7 vom zweiten Antrieb 18 zusammen mit dem Dosenabschluss 6 um die Längsachse des Dosenmantels 7 gedreht. Damit der Dosenabschluss 6 mitgedreht wird, umfasst die erste Bearbeitungsstelle 12 eine Drehlagerung, auf der der Dosenabschluss 6 aufliegt. Weil der Drehtisch 2 beim Ausbilden der Lasernaht 4 kontinuierlich dreht, muss auch die Laseroptik 3 präzise mit dem Drehtisch 2 mitgeführt werden. Zum Erstellen der Lasernähte 4 macht eine

Bewegungsvorrichtung 26 jeweils zwei erste und zwei zweite Laseroptiken 3 paarweise miteinander im ortsfesten Umfangsbereich C des Drehtisches 2 alternierend mit dem drehenden Drehtisch 2 mitführbar und entgegengesetzt zur Drehrichtung R des drehenden Drehtisches 2 zurückführbar. Die beiden Paare von miteinander bewegten Laseroptiken 3 werden von der Bewegungsvorrichtung 26 so im Gegentakt bewegt, dass während die beiden ersten Laseroptiken 3 in einer Vorbewegung je eine Schweissnaht ausbilden, die beiden zweiten Laseroptiken 3 eine Rückbewegung entgegengesetzt zur Drehbewegung des Drehtisches ausführen und dass anschliessend, während die zweiten Laseroptiken 3 in einer Vorbewegung eine Schweissnaht ausbilden, die beiden ersten Laseroptiken 3 eine Rückbewegung entgegengesetzt zur Drehrichtung R des Drehtisches 2 ausführen.

Bei diesen Vor- und Rückbewegungen der mindestens einen Laseroptik 3 ist eine ortsfeste Laserstrahlquelle 27 über ein Laserleitkabel 28 und gegebenenfalls eine von der Laserstrahlquelle 27 umfasste Laserstrahlweiche mit der Laseroptik 3 verbunden. Die flexible Ausführung der Laserleitkabel 28 ermöglicht die sich bei den Vor- und Rückbewegungen ändernden Abstände und Verbindungs- richtungen zwischen Laserstrahlquelle 27 und Laseroptik 3. Eine vorteilhafte Bewegungsvorrichtung 26 umfasst eine im ortsfesten Umfangsbereich C entlang des Umfangs des Drehtisches 2 verlaufende, ortsfeste Führungsbahn 29. Auf der Führungsbahn 29 ist mindestens ein Bewegungsmodul 30, so angeordnet, dass es die von der Laseroptik 3 durchzuführenden Vor- und Rückbewegungen ausführen kann. Dazu umfasst das Bewegungsmodul 30 einen an die Führungsbahn 29 angepassten Führungseingriff 31, der während des Erstellens der Lasernaht 4 entlang der Führungsbahn 29 in radialer Richtung einen präzisen Abstand zur ersten Bearbeitungsstelle 12 mit dem Kontaktbereich 5 gewährleistet.

Für die beim Erstellen der Lasernaht 4 nötige präzise Umfangspositionierung des Bewegungsmoduls 30 synchron zur ersten Bearbeitungsstelle 12 umfasst das Bewegungsmodul 30 einen Modulantrieb 32 und gegebenenfalls eine Positionserfassung. Der Modulantrieb 32 bewegt das Bewegungsmodul 30 über einen Antriebskontakt zur Führungsbahn 29 entlang derselben. Am Bewegungsmodul 30 ist zumindest eine Laseroptik 3 angeordnet. Gegebenenfalls sind zwei Laseroptiken 3 am gleichen Bewegungsmodul 30 angeordnet, wobei deren Abstand entlang der Führungsbahn 29 an den Abstand zwischen zwei benachbarten zweiten Halterungseinrichtungen 9 angepasst ist. Am Anfang des Umfangsbereichs D bewegt die erste

Verstelleinrichtung 19 den Dosenmantel 7 mit dem damit verbundenen Dosenabschluss 6 von der ersten Bearbeitungsstelle 12 weg vertikal nach oben und die zweite Verstelleinrichtung 15 bewegt die dritte Bearbeitungsstelle 14 in radialer Richtung unter den Dosenmantel 7. Für den Bearbeitungsschritt im

Umfangsbereich D bewegt die erste Verstelleinrichtung 19 den Dosenmantel 7 mit dem Dosenabschluss 6 vertikal nach unten in ein Rückformungswerkzeug der dritten Bearbeitungsstelle 14. Das Rückformungswerkzeug bewirkt eine Rückformung des aufgeweiteten Kontaktbereichs 5 des Dosenmantels 7 und des daran angeordneten Bereichs des Dosenabschlusses 6. Das Rückformungswerkzeug umfasst vorzugsweise entlang eines Dosenumfangs Rollen mit konischen Aussenflachen. Bei der Rückformung wird der Dosenmantel 7 mit dem Dosenabschluss 6 vom zweiten Antrieb 18 um die Längsachse des Dosenmantels 7 gedreht und gleichzeitig von der ersten Verstelleinrichtung 19 nach unten bewegt.

Die aus Dosenmantel und Dosenabschluss gebildeten, im Wesentlichen zylindrischen Dosenkörper werden im Umfangsbereich E vom Drehtisch 2 abgeführt.