Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit einem festste¬ henden Werkzeugteil, das mindestens eine um eine Rota¬ tionsachse verlaufende Trennkante aufweist, und mit mindestens einem Gegenwerkzeug, das um seine eigene Achse drehbar und, die Bewegungsbahn der Dosenzarge vorgebend, auf einer Kreisbahn um die Rotationsachse geführt ist, zum Trennen einer mehrfach hohen, vorgeritzten Dosenzarge, wo¬ bei die Längsachse der Dosenzarge und die Längsachse des Gegenwerkzeugs parallel zur Rotationsachse ausgerichtet sind.

Das feststehende Werkzeugteil hat - entsprechend der Bewegungsrichtung der Dosenzarge - ebenfalls eine im we¬ sentlichen kreisbogenförmige Gestalt, wobei am Anfang und am Ende ein derartiger Übergangsbereich vorhanden ist, daß die Dosenzarge im unverformten Zustand mit kreisrundem Querschnitt in die Vorrichtung eintreten und sie - als getrennte Zargen mit entsprechend geringerer Höhe - verlassen kann.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 36 19 322 AI be¬ kannt, wobei das feststehende Werkzeugteil entweder ein durchlaufendes Messer oder eine Nut•und das Gegenwerkzeug entsprechend eine dem Messer zugeordnete Umfangsnut bzw. ein Messer aufweist. Die jeweilige Nut hat dabei nur eine geringe Länge bzw. Höhe. Je nachdem, ob das Messer am feststehenden Werkzeugteil oder am Gegenwerkzeug angeordnet ist, erhalten die Kanten der getrennten Einzelzargen einen nach innen oder nach außen gerichteten Bördel, der sich wiederum nachteilig bis hinderlich beim Bördeln bzw. beim Stauchnecken auswirkt.

Es ist außerdem eine Vorrichtung zum Trennen mehrfach ho¬ her, vorgeritzter Dosenzargen bekannt, bei der die Zargen von einem umlaufenden Band unter Abrollen bzw. Walken gegen ein in einer Halterung gehaltenes, langgestrecktes Messer von vielen Metern gedrückt werden. Dasi in einer waagerechten Ebene verlaufende Untertrum des Bandes hat von der

Schneidkante des Messers einen Abstand, der kleiner ist als der Durchmesser der unverformten, zu trennenden Dosenzarge. Die Schneide des Messers kann dabei einen in der Höhe periodisch veränderlichen, wellenförmigen Verlauf haben. Nachteilig an dieser Vorrichtung ist der sehr erhebliche Platzbedarf, insbesondere in Längserstreckung. Allein das Messer kann eine Länge von bis zu 8 m aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art derart zu gestalten, daß mit ihr bei nur geringem Platzbedarf ein bördelfreies, glattes Trennen der mehrfach hohen Zarge in Einzelzargen möglich ist, d. h. , daß die getrennten Einzelzargen eine bördelfreie, glatte Zargenwand aufweisen.

Diese Aufgabe wird einerseits dadurch gelöst, daß die Trennkante des feststehenden Werkzeugteils durch eine senkrecht zur Rotationsachse abgesetzte Stufenform gebildet ist und daß das Gegenwerkzeug eine dem feststehenden Werkzeugteil entsprechend ausgebildete oder - durch elastische Elemente - entsprechend ausbildbare Form mit einer Trennkante aufweist.

Die Anlage zwischen den Werkzeugteilen und dem Blech der Dosenzarge erfolgt - über und unter der Ritzlinie entsprechend entgegengesetzt gerichtet - bis unmittelbar an die vorher eingebrachte Ritzlinie gleichmäßig, so daß das Blech über die durch die Werkzeugteile eingebrachte Scherspannung an der Ritzlinie bördelfrei getrennt wird. Die kreisbogenförmige Ausbildung des feststehenden Werkzeugteils macht lediglich einen geringen Platzbedarf

TT REGEL26)

erforderlich und die kreisbogenförmige Bewegungsbahn um eine vorzugsweise senkrechte Rotations- oder Hochachse ermöglicht über Übergabesterne eine gute Übergabe der getrennten, einfach hohen Zargen in weiterverarbeitende Maschinen (z. B. Neckstation, Bördelstation) .

Die erzielte Wirkung wird noch wesentlich dadurch gestei¬ gert, daß innerhalb des feststehenden Werkzeugteils eine rotierbare Walze angeordnet ist, deren halber Außendurch¬ messer größer ist als der kleinste Abstand der Trennkante des feststehenden Werkzeugteils von der Rotations- oder Hochachse abzüglich dem zweifachen Durchmesser der unverformten, zu trennenden Dosenzarge. Durch die angegebenen Abmessungen der Walze ergibt sich beim Umlauf der Dosenzargen zwischen ihr und dem feststehenden Werkzeugteil ein Spalt, der kleiner ist als der Durchmesser der unverformten Dosenzarge. Die Zarge wird - noch innerhalb des elastischen Beanspruchungsbereichs des Blechs seitlich zusammengedrückt und dadurch - unabhängig vom Gegenwerkzeug mit erhöhter Kraft an das feststehende Werkzeugteil angedrückt und an diesem abgewälzt.

Eine gezielte Verbesserung ergibt sich, wenn der Spalt zwischen dem feststehenden Werzeugteil mit der Walze auf die Hälfte bis 5/6, vorzugsweise 2/3, des Durchmessers der unverformten Dosenzarge eingestellt wird.

Zur Verbesserung der Mitnahme der Dosenzargen in Umlauf- richtung ist es vorteilhaft, die Walze mit einer rauhen Umfangsflache auszubilden.

Eine gute Mitnahme der Dosenzargen entlang des festste¬ henden Werkzeugteils wird ohne zentrale Walze auch dann erreicht, wenn das Gegenwerkzeug ein dem zurückgezogenen Stufenteil des feststehenden Werkzeugteils zugeordnetes walzenförmiges Teil und ein dem vorstehenden Stufenteil des feststehenden Werkzeugteils zugeordnetes hülsenförmiges Teil aufweist, das im nichtbeanspruchten Zustand durch elastische Elemente koaxial zur Mittelachse des

Gegenwerkzeugs gehalten wird und bei seitlicher Belastung entsprechend ausweichen kann, oder wenn das Gegenwerkzeug im in die Dosenzarge ganz eingefahrenen Zustand ein über und unter die stufenförmige Trennkante reichendes hülsen- förmiges Außenteil aus elastischem Material aufweist.

Andererseits wird die Aufgabe auch dadurch gelöst, daß das feststehende Werkzeugteil ein in einer Halterung an¬ geordnetes Messer aufweist, dessen Schneidkante die Trennkante bildet, daß das Gegenwerkzeug ein hülsenförmi- ges Außenteil aus elastischem Material oder eine Umfangs- nut aufweist, wobei die Höhe der U fangsnut eine Hälfte bis 5/3, vorzugsweise 5/6 bis 4/3, der Höhe einer Einzel¬ zarge nach dem Trennen beträgt und daß innerhalb des Messers ein um die Rotationsachse rotierbares Innenwerk¬ zeug angeordnet ist, dessen Umfangsform an der dem Gegenwerkzeug zugewandten Stelle einen wirksamen Radius aufweist, der größer ist als der auf die Rotationsachse bezogene kleinste Radius der Schneidkante des Messers abzüglich dem Durchmesser der unverformten Dosenzarge.

Obwohl das feststehende Werkzeugteil - wie bei einer der in der DE 36 19 322 AI beschriebenen Ausführungsformen - als Messer mit Schneide ausgebildet ist und das Gegenwerkzeug bei einer Ausführungsform der Erfindung auch eine Umfangsnut aufweist, in die die Messerschneide eindringen kann, wird die Bördelbildung an der Trennkante erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Höhe der Nut, gemessen in Richtung der Achse des Gegenwerkzeugs, im angegebenen Verhältnis zur Höhe der Einzelzargen nach dem Trennen steht, wobei bei 3- und 4fach hohen Zargen naturgemäß die niedrigeren Werte des Verhältnisses in Betracht kommen. Die gleiche bördelfreie trennende Wirkung ergibt sich, wenn das Gegenwerkzeug mit einem hülsenförmigen Außenteil aus elastischem Werkstoff versehen ist.

ERSÄΓZBLAΓT REGEL 26

Durch das rotierende Innenwerkzeug mit dem beschriebenen wirksamen Radius werden die noch mehrfach hohen Dosenzargen elastisch gegen das feststehende, äußere Werkzeugteil gedrückt und die Bruch- oder Trennwirkung an der vorge¬ ritzten Stelle verstärkt. Durch das Zusammenwirken des Gegenwerkzeugs und des Innenwerkzeugs kann die Länge der Messerschneide gegenüber der oben genannten lang gestreckten bekannten Form deutlich verkürzt und der Platzbedarf der Vorrichtung so entsprechend reduziert werde .

Die Trennwirkung kann noch dadurch weiter verstärkt werden, daß das Messer mit einem sog. Wellenschliff versehen ist, d. h. daß sich die Höhe der Schneidkante periodisch ändert.

Das Innenwerkzeug kann mit einer zylinderischen Außenfläche gestaltet werden, wobei es vorteilhaft ist, wenn sie als rauhe Fläche ausgebildet ist.

Um die Dosenzargen in der Vorrichtung sicher zu führen, sind dem Gegenwerkzeug bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung Rollenpaare zugeordnet.

Eine Vereinfachung des Aufbaues kann schließlich dadurch erreicht werden, daß das Innenwerkzeug - in Bezug auf die Hoch- oder Rotationsachse - verdrehfest mit dem Gegenwerkzeug verbunden ist und an seinem Umfang eine dem bzw. jedem Gegenwerkzeug zugewandte Ausnehmung oder Aufnahmetasche aufweist, die mit parallel zur Rotationsachse ausgerichteten Rollen versehen ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung zum Teil stark schematisiert dargestellt und werden im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Trennvorrichtung für zweifach hohe Zargen im Querschnitt längs der Linie I - I in Fig. 2,

Fig. 2 die Trennvorrichtung in der Draufsicht,

Fig. 3 die Trennspindel vor dem Einfahren in die

Dosenzarge (Fig. 3 und Position Pl in Fig. 2)

Fig. 4 die Trennspindel im Übergangsbereich des Einlaufs (Position P2 in Fig. 2),

Fig. 5 die Trennspindel während des Trennens (Position P3 in Fig. 2) ,

Fig. 6 das äußere Scherwerkzeug in einem Quer¬ schnitt,

Fig. 7 eine Trennvorrichtung für dreifach hohe

Zargen in einem auszugsweisen Querschnitt,

Fig. 8 eine Trennvorrichtung in einer anderen Ausführungsform in einer auszugsweisen Draufsicht,

Fig. 9 die Trennvorrichtung in einem auszugs¬ weisen Querschnitt längs der Linie Linie IX - IX Fig. 8,

Fig. 10 ein feststehendes Trennmesser mit Wellenschliff in der Draufsicht,

Fig. 11 eine Trennvorrichtung mit Aufnahme- taschen in einer zentral gelagerten drehbaren Scheibe in der Draufsicht,

Fig. 12 die Scheibe mit Andrückrollen in einem auszugsweisen Querschnitt und

Fig. 13 eine Spindel mit einer äußeren

Hülse aus elastischem Material in einem auszugsweisen Querschnitt.

Die Trennvorrichtung 1 in den Fig. 1 und 2 weist ein Maschinengestell 2 mit einer fest darin verankerten hohlen Säule 3 auf. Außen an der Säule 3 ist ein Führungskörper 4 um eine senkrechte Hochachse 5 drehbar gelagert. Der Führungskörper 4 ist unten mit einem Zahnkranz 6 versehen, mit dem ein von einer Antriebseinrichtung 7 antreibbares Ritzel 8 im Eingriff steht.

Der Führungskörper 4 weist eine Vielzahl von parallel zur Hoch- oder Rotationsachse 5 verlaufenden Führungsbohrungen 9 auf, in denen Achsen 10 längs verschieblich geführt sind. Unten an den Achsen sind Steuerrollen 11 gelagert, die in eine fest mit der Säule 3 verbundene Nut 12 eingreifen. Dabei ist die Drehachse der Rollen 11 auf die Hochachse 5 gerichtet. Um dies sicher zu stellen, sind die Achsen 10 mit einem Keil 13 versehen, der in eine entsprechend senkrechte Führungsnut 14 im Führungskörper 4 eingreift.

Am oberen Ende der Achsen 10 sind vier Scherspindeln 15 mit einem oberen zylinderischen Teil 16 mit kleinem Durchmesser und einem unteren zylinderischen Teil 17 mit größerem Durchmesser angeordnet, wobei das untere zylinderische Teil 17 eine Scherkante 18 bildet. Unter dem Teil 17 schließt sich noch ein zylinderisches Gehäuseteil 19 mit einem Ritzel 20 an. Das Gehäuseteil 19 greift in der in Fig. 1 dargestellten oberen Stellung in eine Ausnehmung 21 in einem oberen Flansch 22 des Führungskörpers 4 ein, während das Ritzel 20 im Eingriff mit einem am Maschinengestell 2 befestigten Innenzahnkranz 23 kämmt und die Scherspindeln 15 beim Drehen des Führungskörpers 4 ebenfalls in Drehung um die eigene Achse versetzt. Da die Achsen 10 mit den Scherspindeln 15 höhenveränderlich geführt sind, hat der Innenzahnkranz 23 eine entsprechende Höhe.

Um die Scherspindeln 15 herum ist ein am Maschinengestell 2 befestigtes äußeres Scherwerkzeug 25 angeordnet, das vom Einlaufstern 26 bis zum Auslaufstern 27 über etwa 288° am Umfang verläuft. Das äußere Scherwerkzeug 25 weist ein oberes und ein unteres Schersegment 28 bzw. 29 auf. Die

untere, innere Kante des oberen Schersegments 28 stellt die Scherkante 30 dar, die durch die innere Umfangsflache 31 und untere Auflage 32 gebildet wird. Das untere Schersegment 29 weist ebenfalls eine innere Umfangsflache 33 auf.

Innerhalb der hohlen Säule 3 ist eine Welle 34 gelagert. Auf dieser Welle ist oben eine Walktrommel 35 mit einer im wesentlichen zylinderischen, rauhen Umfangsflache 36 aufgesetzt. Unten an der Welle 34 ist ein Kegelrad 37 be¬ festigt, das über ein Kegelrad 38 von dem Antrieb 7 angetrieben wird. Um die Umfangsgeschwindigkeit bzw. die Drehzahl der Walktrommel 35 einstellen zu können, ist das Kegelrad 38 über ein Getriebe 39 mit vorzugsweise veränderlicher Übersetzung mit dem Antrieb 7 verbunden.

Bezogen auf die senkrechte Rotations- bzw. Hochachse 5 und die Umlaufbahn der Scherspindeln 15 mit konstantem Radius haben die Innenflächen 31, 33 des äußeren Scherwerkzeugs 25 am Einlauf (Position Pl, Fig. 2) zunächst einen so großen Abstand, daß die Dosenzargen C im unverformten kreisrunden Zustand Platz haben. Nach einem Übergangsbereich in Umlaufrichtung der Scherspindeln 15, die das Gegenwerkzeug zu dem äußeren Scherwerkzeug 25 darstellen, stellt sich auch für die Trennkante 30 und die Innenflächen 31, 33 ein konstanter Radius in Bezug auf die Hochachse 5 ein.

Beim Umlauf des Führungskörpers 4 sind die Scherspindeln 15 - entsprechend dem Verlauf der Steuernut 12 - zwischen dem Auslaufstern 27 und dem Einlaufstern 26 bis unter den Bereich des äußeren, feststehenden Scherwerkzeugs 25 zurückgezogen (vgl. Fig. 3) . Im Bereich des EinlaufSterns 26 werden die Scherspindeln 15 nach oben gefahren und gelangen so in das innere der Dosenzargen C. Die innere Umfangsflache 31 des äußeren Scherwerkzeugs 25 hat an dieser Stelle von der Umfangsflache 36 der Walktrommel 35 als Innenwerkzeug einen derartigen Abstand, daß die Dosenzargen C ungehindert Platz haben. Beim Drehen des Führungskörpers 4 werden die Dosenzargen C entsprechend

mitgenommen. Die Umfangsflache 36 der Walktrommel wird etwa mit einer Umfangsgeschwindigkeit bewegt, die im wesentlichen der doppelten Umlaufgeschwindigkeit der Scherspindeln 15 entspricht, so daß die Dosenzargen C von dem Innenwerkzeug, der Walktrommel 35, um die zugeordnete Scherspindel 15 am äußeren Scherwerkzeug 25 abgewälzt werden.

Im Laufe des Umlaufes werden die Dosenzargen C infolge der Verringerung des auf die Hochachse 5 bezogenen Abstandes der Innenflächen 31, 33 zusammengedrückt und dadurch mit erhöhtem Druck zunächst gegen die Innenfläche 31 mit der Scherkante 30 gedrückt. Außerdem verringert sich im Übergangsbereich der relative Abstand zwischen den beiden Scherkanten 18 und 30 des Innenwerkzeugs bzw. des feststehenden Werkzeugteils 25, was zum Bruch der Wand der mehrfach hohen Dosenzarge C an der Sollbruchstelle (vorgeritzte Linie L) und damit zum Trennen in einfach hohe Zargen führt.

Die Trennvorrichtung 41 gemäß Fig. 7 ist für dreifach hohe Dosenzargen geeignet und weist ein äußeres, feststehendes Scherwerkzeugteil 42 auf. Der Aufbau des Werkzeugteils 42 und der Verlauf der Innenflächen ist entsprechend dem beschriebenen Werkzeug 25. Jedoch ist das Werkzeugteil 42 aus drei übereinander liegenden Segmenten 43...45 zusammengesetzt. Dabei ist die Innenfläche 46 des mittleren Segments 44 etwas mehr nach innen gerichtet als das obere und untere Segment 43 bzw. 45. Durch diese Anordnung sind dem mittleren Segment 44 zwei Scherkanten 47, 48 zugeordnet.

Die zugeordneten Scherspindeln 50 weisen - den Segmenten 43, 45, 44 jeweils entsprechend - einen oberen und unteren festen zylinderischen Teil 53, 55 auf, zwischen denen eine zylinderische Hülse 54 mit gleichem Außendurchmesser ange¬ ordnet ist. Die Hülse 54 wird von in einem mittigen Kern 51 gehaltenen Federn 52 im Ruhezustand koaxial mit den zy¬ linderischen Teilen 53, 55 gehalten. Die Spindeln 50 sind

als Gegenwerkzeug zum feststehenden Werkzeugteil 42 wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 bis 6 ebenfalls in einem Führungskörper höhenveränderlich und drehbar gelagert.

Nimmt der auf die Hochachse 5 bezogene Abstand der inneren Flächen 46 im Übergangsbereich ab, so drückt die Scherspindel 50 die Dosenzarge C zunächst an die Innenfläche 46. Bei weiterer Radiusverminderung der Innenfläche 46 wird die Zarge durch das Zusammenwirken der Scherkanten 47, 48 mit den entsprechenden Scherkanten 57, 58 der Spindel 50 an den vorgeritzten Stellen getrennt, so daß drei einfach hohe Zargen entstehen. Dabei sorgt die gefederte Hülse 54 für ein einwandfreies Abrollen der Zarge während des Trennens.

Bei der Trennvorrichtung gemäß den Fig. 8 und 9 für doppelt hohe Zargen weist das feststehende äußere Werkzeugteil 62 ein Messer 63 mit einer der Hochachse 5 zugewandten Schneide 64 auf. Das Messer wird von je einem oberen und unteren Segment 65, 66 gehalten. Diese Segmente weisen - im Querschnitt (vgl. Fig. 9) gesehen - senkrechte Innenwände 67 auf. Die TrennVorrichtung 61 weist ferner - analog dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 - eine um die Hochachse 5 drehbare Walktrommel 35 mit Umfangsflache 36 und in einem ebenfalls um die Hochachse 5 rotierbaren Führungskörper 4 gehaltene Spindeln 70 als Gegenwerkzeug zum feststehenden Werkzeugteil 62 auf. Der Antrieb der Spindeln 70 um die eigene Achse erfolgt in der anhand der Fig. 1 und 2 beschriebenen Weise.

Die Innenwände 67 der Segmente 65, 66 verringern ihren Abstand zur Hochachse 5 im Übergangsbereich vom Einlauf aus in bereits beschriebener Weise bis zu einem kleinsten Wert. Daraus ergibt sich wiederum eine Abnahme des relativen Abstands zwischen den Innenwänden 67 (und der Schneide 64) in Bezug auf die Spindel 70.

Die Spindeln 70 weisen an ihrem oberen und unteren Ende je

ein zylinderisches Teil 71, 72 auf, zwischen denen eine hohe, mittige Nut 73 angeordnet ist. Im dargestellten Beispiel beträgt die Höhe h73 dieser Nut 10/7 oder das l,43fache der Höhe hO einer einfach hohen Zarge nach dem Trennen. Die doppelt hohe, vorgeritzte Zarge C wird im Laufe ihres eigenen Vorschubs, d. h. bei abnehmendem Abstand zwischen dem feststehenden, äußeren Werkzeugteil 62 und der zugeordneten Spindel 70 von den beiden verhält¬ nismäßig weit voneinander angeordneten zylinderischen Teilen 71, 72 gegen die Schneidkante 64 gedrückt, so daß es zu keinerlei Bördelbildung an den Zargen kommt. Wenn der - in der senkrechten Projektion gesehen - Abstand zwischen der Schneide 64 und den zylinderisehen Teilen 71, 72 ent¬ sprechend klein oder sogar negativ ist, kommt es zum Bruch der vorgeritzten Linie L. Bei einem dreifach hohen Trenn¬ werkzeug mit entsprechend zwei Trennmessern ist der mittlere zylinderische Abschnitt naturgemäß mittig zwischen den beiden Trennmessern angeordnet.

Zur Führung der Zarge C während des Umlaufs sind jeder Spindel 70 zwei auf dem Führungskörper 4 gelagerte Führungsrollen 75 zugeordnet.

Das in Fig. 10 dargestellte feststehende Werkzeugteil 62' weist ein Messer 63' mit Wellenschliff auf, d. h. die Schneide 64' ist mit einem in der Höhe sich periodisch veränderlichen Profil ausgebildet. Beim Abwälzen der Zargen C durch die Spindeln 70 wird dadurch eine das Trennen der doppelt hohen Zarge in Einzelzargen fördernde Impulswirkung erzeugt.

Bei dem in Fig. 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an die Stelle der Walktrommel eine Scheibe 80 getreten, die mit der gleichen Drehzahl um die Hochachse 5 angetrieben wird wie der Führungskörper 4 mit den Spindeln 70, was zu einer erheblichen konstruktiven, insbesondere getriebetechnischen Vereinfachung führt. Dabei sind jeder Spindel 70 drei in der Scheibe 80 gelagerte Rollen 81, 82, 83 zugeordnet, deren Drehachsen parallel zur Hochachse 5

ausgerichtet sind. Jeweils zwei Rollen - 81, 82 - sind in gleicher Entfernung zur Hochachse 5 angeordnet, die dritte - 83 - ist demgegenüber zurückversetzt, so daß für jede Zarge C eine Aufnahmetasche 84 entsteht. Den Rollen 81...83 fällt die Aufgabe zu, die Zargen bei ihrem Vorschub gegen das feststehende Trennwerkzeug 62 zu drücken.

Die Rollen 81...83 können auch in doppelter Besetzung oben und unten an der Scheibe 80 gelagert sein (vgl. Be¬ zugszeichen 81a...83a und 81b...83b in Figur 12) .

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 13 ist die Spindel 90 mit einer Hülse 91 aus einem elastischen Werkstoff, z.B. Polyurethan (PUR), versehen, die von einem zylinderischen Kern 92 getragen wird. Beim Andrücken der Wand der Dosenzarge C gegen das Messer 63 wird die notwendige Kraft über eine verhältnismäßig große Fläche der Hülse 91 verteilt, so daß es wiederum zu keiner Bördel- bildung kommt.