Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sichern der Maß­haltigkeit einer pyramidenstumpfförmigen Dosenzarge, bei deren Herstellung ein rechteckiger Blechzuschnitt zylin­drisch geformt, längsnahtgeschweißt und dann zu dem Pyrami­denstumpf verformt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Das Verfahren und die Vorrichtung finden bevorzugt Anwen­dung bei einem bekannten Verfahren und einer bekannten Vor­richtung zum Herstellen pyramidenstumpfförmiger Dosenzargen gemäß der DE-OS 37 25 186. Bei diesem bekannten Verfahren werden aus rechteckigen Blechzuschnitten durch Runden und Längsnahtschweißen kreiszylindrische Zargen gebildet. Diese werden in einem ersten Spreizarbeitsgang auf ihrer gesamten Länge ovalkonisch geweitet. Anschließend werden die Zargen in einem zweiten Spreizarbeitsgang zu dem Pyramidenstumpf verformt. Damit pyramidenstumpfförmige Dosenzargen mit zum Anbördeln eines Deckels bzw. Bodens gut geeigneten stirn­seitigen Rändern entstehen, werden die Zargen bei dem Auf­weiten an ihren stirnseitigen Randbereichen derart unter Spannung gesetzt, daß diese Randbereiche nicht wellenför­mig werden und sich deshalb gut mit einem Dosendeckel bzw. -boden verbinden lassen.

Das Nennmaß der Bördelhöhe beträgt bei Dosen, wie sie zur Aufnahme von Corned beef verwendet werden, 3 mm. Dabei be­trägt die Toleranz ± 0,1 mm. Bei dem Abpacken von Corned beef wird die pyramidenstumpfförmige Dosenzarge oben und unten umgebördelt, d.h. mit dem sogenannten Bördelhaken versehen, um den der Bördelhaken vom Deckel bzw. Boden ge­bördelt wird.Abweichungen über ± 0,1 mm an der Dosenzarge wür­den sich durch den Bördelhaken von Deckel und Boden nicht kompensieren lassen, weil diese als genormte Teile mit be­reits eingelegtem Dichtgummi oder aufgebrachter Dichtungs­beschichtung von anderen Lieferanten fertig bezogen werden. Über- oder Untermaße an den Stirnseiten der Dosenzarge können daher zu Problemen beim Bördelvorgang und zu Un­dichtigkeiten der Bördelverbindung führen.

Das Verfahren und die Vorrichtung, die aus der auf die An­melderin zurückgehende DE-OS 37 25 186 bekannt sind, kom­men auf Hochleistungsfertigungsstraßen zum Einsatz, welche 150 Dosenzargen pro Minute herstellen. Dabei strebt man zwar selbstverständlich ebenfalls eine ausreichende Maßhal­tigkeit an, es ist aber einleuchtend, daß sich bei derarti­gen Höchstleistungsanlagen die erwähnte enge Bördelhöhento­leranz von lediglich ± 0,1 mm nicht optimal einhalten läßt, wenn sich die Härte des verarbeiteten Bleches oder andere Parameter ändern sollten. Zumindest würde das Sichern der Maßhaltigkeit großen Aufwand erfordern, weil die mechani­sche Einspannung der zargen beim Aufweitvorgang immer genau den Parametern angepaßt werden müßte, welche die Maßhaltig­keit beeinflussen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­richtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit denen sich die Maßhaltigkeit einer pyramidenstumpfförmigen Dosenzarge optimal sichern läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Zarge vor dem Verformen erwärmt wird bzw. bei einer Vorrichtung zur Durchfüh­rung des Verfahrens auf einer Maschine mit zwei Formgebungsstu­fen, von denen die erste Stufe, welche zylindrisch geformte, längsnahtgeschweisste Zargen empfängt und ovalkonisch formt, wenigstens eine Uebergabestation hat, aus der die Zargen an die zweite Stufe übergeben werden, welche die Zargen pyramidenstumpf­artig verformt, dadurch, dass vor der Uebergabestation der ersten Stufe wenigstens eine Wärmequelle angeordnet ist.

Dosenzargen aus Weissblech, d.h. aus verzinntem Eisenblech werden dabei auf eine Temperatur erwärmt, die auf jeden Fall unter der Schmelztemperatur des Zinns, d.h. unter 231,85°C liegt. Bei einer Versuchseinrichtung wurde eine Temperatur im Bereich von 60 - 70°C gemessen. Bei einer Produktionsleistung von 150 Dosenzargen pro Minute steht eine Stillstandszeit von ca. 2/10 Sekunden zur Verfügung, in welcher die Zarge auf die vorgenannte Temperatur erwärmt wird. Aufgrund dieser Erwärmung lässt sich das Blech der Zarge leichter verformen und dadurch die Masshaltigkeit leichter als in dem oben beschriebenen bekannten Fall sichern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung bilden den Gegenstand der Unteransprüche.

In einer Ausgestaltung erfolgt das Erwärmen induktiv, und als Wärmequelle wird ein an einen Hochfrequenzgenerator angeschlosse­ner Induktor benutzt. Die induktive Erwärmung bietet die prakti­kabelste Möglichkeit, in der verfügbaren kurzen Zeit von nur ca. 2/10 Sekunden die günstigste Verarbeitungstemperatur für das Warmverformen des Bleches zu erzielen. Als Wärmequelle könnte zwar ohne weiteres auch eine Strahlungsheizquelle, eine Flamme od.dgl. benutzt werden, diese müsste aber ganz speziell ausgebil­det sein, da­ mit sich die erforderliche hohe Erwärmungsgheschwindigkeit erzielen läßt und Zunderanfall und Abgase vermieden werden. Außerdem dürfen die zum Verformen der Dosenzargen benutzten Werkzeuge selbst nicht erwärmt werden, um deren Standzeit nicht zu gefährden. Daher wird die induktive Er­wärmung bevorzugt.

Das Verformen der Dosenzargen erfolgt vorzugsweise in zwei Schritten, wobei die Zarge in dem ersten Schritt ovalko­nisch und in dem zweiten Schritt zu einem regelmäßigen, im Querschnitt rechteckigen Pyramidenstumpf mit abgerundeten Seitenkanten verformt wird. In diesem Fall ist das Verfah­ren nach der Erfindung so ausgestaltet, daß das Erwärmen vor dem zweiten und nach dem ersten Schritt erfolgt, so daß am Beginn des zweiten Schrittes das Blech die günstigste Verarbeitungstemperatur aufweist.

Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Erfindung, in welcher die Zarge nur partiell erwärmt wird und das par­tielle Erwärmen in ersten Teilbereichen der Zarge erfolgt, die sich später in den beiden breiten Seitenflächen des Py­ramidenstumpfes befinden. An den abgerundeten Seitenkanten des Pyramidenstumpfes wird an dem Blech die größte Verfor­mungsarbeit verrichtet. An diesen Stellen würde die Blech­dicke stärker abnehmen als etwa in der Mitte der breiten Seitenflächen, wenn das nicht durch die partielle Erwärmung kompensiert werden würde.

Zum weiteren Optimieren des Sicherns der Maßhaltigkeit läßt sich die Erfindung so ausgestalten, daß das partielle Er­wärmen in Teilbereichen der Zarge erfolgt, die sich später in den beiden schmalen Seitenflächen und/oder in den beiden breiten Seitenflächen des Pyramidenstumpfes befinden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erstreckt sich das partielle Erwärmen auf Teilbereiche der Zarge, die sich später zwischen den abgerundeten Seitenkanten des Pyrami­denstumpfes befinden, Abstand von denselben haben und näher bei der Grundfläche als bei der Deckfläche des Py­ramidenstumpfes liegen. Dadurch läßt sich das Sichern der Maßhaltigkeit weiter optimieren, weil die Erwär­mung in Bereichen der Zarge erfolgt, wo die Verformungsar­beit, über dem Zargenumfang an der Grundfläche des Pyrami­denstumpfes betrachtet, am geringsten ist. Die partielle Erwärmung gleicht das aus, so daß die Blechdicke über dem Zargenumfang insgesamt gleichmäßig verringert und dadurch die Maßhaltigkeit noch besser gesichert wird.

Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich so ausgestalten, daß die Zarge von außen oder von in­nen erwärmt wird. Die Erwärmung von außen wird zur Zeit be­vorzugt, weil sie technisch einfacher realisierbar ist, denn in diesem Fall ist keine spezielle Wärmeisolation zwi­schen Wärmequelle und Spreizwerkzeug erforderlich. Versuche haben gezeigt, daß die Verweilzeit der Zarge in ihrer Erwär­mungsstellung ausreichend kurz ist, so daß sich die Spreiz­werkzeuge selbst kaum erwärmen. Die Wärmeenergie bleibt in den Dosenzargen, welche das Spreizwerkzeug bereits nach ca. 2/10 Sekunden wieder verlassen.

Bei Verwendung der Vorrichtung nach der Erfindung auf einer Maschine mit zwei Formgebungsstufen, von denen die erste Formgebungsstufe wenigstens einen ersten Spreizdorn für das Ovalkonischformen der Zargen hat und die zweite Formge­bungsstation wenigstens einen zweiten Spreizdorn mit vier durch einen Keil aufspreiz­baren, außen mit Radius versehenen Segmentstangen hat, ist die Vorrichtung nach der Erfindung so ausgestaltet, daß vor der Übergabestation der ersten Formgebungsstufe, aus der die Zargen an die zweite Formgebungsstufe übergeben werden, zwei Induktoren angeordnet sind, die bei in die Erwärmungssta­tion bewegtem ersten Spreizdorn einander diametral gegen­überliegen und Abstand von der Mantelfläche des ersten Spreizdorns haben. Das dürfte die einfachste Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung sein, um das partielle Erwärmen in Teilbereichen vorzunehmen, die sich später in zwei entgegengesetzten Seitenflächen des Pyramidenstumpfes befinden.

Bevorzugt wird die Vorrichtung nach der Erfindung so ausge­staltet, daß die Induktoren fest angebrachte, flache Schlei­fen sind, die wesentlich schmaler als die Höhe der Zargen sind, und daß die Zargen taktweise in die Erwärmungsstel­lung zwischen den Induktoren bewegbar sind.

Das ermöglicht in weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung nach der Erfindung, die Induktoren mit hochfrequentem Wech­selstrom kontinuierlich zu versorgen.

Schließlich läßt sich die Vorrichtung nach der Erfindung so ausgestalten, daß die Induktoren wenigstens in Richtung der Höhe und des Umfangs der Zarge verstellbar sind, damit sich auf einfache Weise die beste Erwärmungsposition einstellen läßt.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgen­den unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen

• Fig. 1 eine mit der Vorrichtung nach der Erfindung versehene Maschine zum Herstellen von pyramiden­stumpfförmigen Dosenzargen,
• Fig. 2 einen Teil einer Formgebungsstu­fe der Maschine nach Fig. 1 zur Veranschaulichung der Anordnung von Induktoren und Spreizwerk­zeug,
• Fig. 3 die Anordnung nach Fig. 2 in Draufsicht,
• Fig. 4 und 5 zwei weitere Ausführungsformen ei­nes Induktors, und
• Fig. 6 eine Querschnittansicht einer Bör­delverbindung.

Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht einer Maschine zum Herstel­len von pyramidenstumpfförmigen Zargen 10 für Dosen zur Auf­nahme von Corned beef od.dgl. Die Maschine ist mit einer Vorrichtung zum partiellen induktiven Erwärmen der Zargen 10 versehen, welche aus einem Hochfrequenzgenerator 12 und zwei an diesen angeschlossenen Induktoren 14 besteht, von denen in Fig. 1 nur der obere sichtbar ist. Der Aufbau der Maschi­ne wird hier nur insoweit beschrieben, wie es für das Ver­ ständnis der Erfindung notwendig ist. Eine ausführlichere Beschreibung der Maschine findet sich in der DE-OS 37 25 186.

Ein rechteckiger Blechzuschnitt, der zylindrisch geformt worden ist, wird in einer Zargenschweißmaschine 16 mit einer Längsnaht 18 verschweißt. Die zylindrisch geformten, längsnahtgeschweißten Zargen 10 werden durch einen Längsför­derer 20 der Maschine zugeführt. Eine fertige, pyramiden­stumpfförmige Zarge 10 hat beim Verlassen der Maschine die in Fig. 1 oben rechts erkennbare Form. Der Pyramidenstumpf hat abgerundete Längskanten. Zwei längsgerichtete Vertie­fungen in seinen breiten Seitenflächen interessieren hier nicht. Die Längsnaht 18 liegt in der Mitte einer der beiden schmalen Seitenflächen der fertigen Zarge 10. In dem in Fig. 1 rechts oben gezeigten Zustand geht die Zar­ge 10 zu dem Corned-beef-Hersteller, der sie an beiden Stirnseiten jeweils mit einem Bördelrand (sogenannten Bör­delhaken) versieht, damit Boden und Deckel an der Zarge be­festigt werden können.

Fig. 6 zeigt als Einzelheit eine Querschnittansicht einer solchen Bördelverbindung zwischen der Zarge 10 und einem Deckel 22. Die Blechdicke f beträgt in dem hier beschriebe­nen Fall üblicherweise 0,25 mm. Das Nennmaß der Bördelhöhe h beträgt 3 mm, wobei die Toleranz ± 0,1 mm beträgt. Die Mindestgröße der Abmessung b beträgt 1,1 mm, mit einer To­leranz von 0,2 mm. Es ist klar, daß bei einer so eng tole­rierten Bördelverbindung die Maßhaltigkeit der Dosenzarge 10 gesichert sein muß, weil sich außerhalb der Toleranz lie­gende Maßabweichungen nicht durch den Bördelhaken des Deckels ausgleichen lassen, der als Normteil von anderen Lieferanten bezogen wird. Zur Sicherung dieser Maßhaltigkeit dient die weiter unten noch ausführlicher beschriebene Vor­richtung, die aus dem Hochfrequenzgenerator 12 und den In­ duktoren 14 besteht.

Der Längsförderer 20 fördert die Zargen 10 in kurzen Abstän­den hintereinander in eine erste Formgebungsstufe 24 der Ma­schine. Die erste Formgebungsstufe 24 weist einen an einem Ständer 26 befestigten ersten Drehtisch 28 auf, der um eine zu dem Längsförderer 20 parallele, waagerechte Achse dreh­bar ist. An dem ersten Drehtisch 28 sind acht parallele Spreizdorne 30 gleichabständig befestigt. Der erste Dreh­tisch 28 ist um jeweils 45° taktweise drehbar. Jeder Spreizdorn 30 weist einen Kranz schwenkbarer Segmentstangen 32 auf, die sich mittels eines Spreizzylinders 34 derart spreizen lassen, daß eine auf sie aufgesteckte Zarge 10 in eine oval konische Form aufgeweitet wird. Die stärkste Auf­weitung findet an der Stirnseite der Zarge 10 statt, die einer zweiten Formgebungsstufe 25 benachbart ist.

Die zweite Formgebungsstufe 25 weist einen an einem Ständer 27 befestigten zweiten Drehtisch 29 auf, der ebenfalls um eine waagerechte Achse drehbar ist, welche zu der Drehachse des ersten Drehtisches 28 parallel ist. An dem zweiten Dreh­tisch 29 sind parallel zu dessen Drehachse acht Spreizdorne 31 gleichabständig befestigt. Der zweite Drehtisch 29 ist synchron mit dem ersten Drehtisch 28 taktweise drehbar, wo­bei nach jedem Drehtakt ein Spreizdorn 31 mit einem Spreiz­dorn 30 ausgerichtet ist. Jeder Spreizdorn 31 hat vier Seg­mentstangen 36, deren äußerer Radius der Abrundung der Sei­tenkanten der pyramidenstumpfartigen Zarge 10 entspricht. Die Segmentstangen 36 sind mittels eines Spreizzylinders 38 spreizbar.

Nach jeder Taktbewegung der beiden Drehtische 28, 29 ist ei­ner der Spreizdorne 30 in einer Flucht mit dem Längsförderer 20, um von diesem eine zylindrisch geformte Zarge 10 zu empfangen. Diese Station der ersten Formgebungsstufe ist in Fig. 1 mit S1 bezeichnet. In einer um 45° davon entfernten Station S2 erfolgt das ovalkonische Aufweiten der Zarge 10. Danach gelangt der erste Drehtisch 28 in eine mit S3 be­zeichnete Station, in der die Zarge 10 auf weiter unten be­schriebene Weise erwärmt wird. Dann gelangt der erste Dreh­tisch 28 in eine Übergabestation SÜ, die von der Station S1 um 180° entfernt ist. Dort steht der Spreizdorn 30, welcher die ovalkonisch geformte und erwärmte Zarge 10 trägt, ei­nem der am zweiten Drehtisch 29 angebrachten Spreizdorne 31 axial gegenüber. Ein nicht dargestellter Übergabeförderer übergibt diese Zarge 10 aus der Station SÜ in die dieser ge­genüberliegende Station am zweiten Drehtisch 29. Die oval­konisch geformte und erwärmte und nun auf einen Spreizdorn 31 geschobene Zarge 10 gelangt bei dem nächsten Takt des zweiten Drehtisches 29 in eine um 45° entfernte Station, in welcher der Spreizdorn 31 die Zarge 10 zu dem Pyramiden­stumpf verformt. Schließlich gelangt dieser Spreizdorn 31 in eine letzte Station, wo die Zarge 10 entnommen und an ei­nen Längsförderer 21 übergeben wird. Im Verlauf einer Um­drehung der Drehtische 28, 29 werden so acht pyramiden­stumpfförmige Dosenzargen 10 hergestellt.

Der dargestellte Hochfrequenzgenerator 12 hat eine Hochfre­quenz-Ausgangsleistung bei Dauerbetrieb von 5 kW und eine Arbeitsfrequenz von ca. 700 kHz. Von der Ausgangsseite des Hochfrequenzgenerators 12 führen zwei Stromschienen 40, 41, zwischen denen eine Isolation 42 vorgesehen ist, zu An­schlußblöcken 44 bzw. 45. An diese sind zwei Induktoren 14 angeschlossen, die als hohle Kupferleitung von dem Anschluß­block 44 zu einem schleifenförmigen Teil 14.1, der den ei­gentlichen Induktor bildet, zurück zu und an den Anschluß­blöcken 44, 45 vorbei zu einem weiteren schleifenförmigen Teil 14.1 und von da aus zurück zu dem Anschlußblock 45 führt. An die Anschlußblöcke 44, 45 sind in Fig. 1 sicht­bare Kühlmittelleitungen 48 angeschlossen, welche in dem An­schlußblock 44 an die abgehende Kupferleitung bzw. in dem Anschlußblock 45 an die ankommende Kupferleitung angeschlos­sen sind. Die schleifenförmigen Teile 14.1 und 14.2 der In­duktoren 14 liegen sich bei in die Erwärmungsstation 53 beweg­tem Spreizdorn 30 einander diametral gegenüber und haben Ab­stand von der Mantelfläche des Spreizdorns 30. Die flachen Schleifen 14.1, 14.2 sind wesentlich schmaler als die Höhe der Zargen 10. Die Induktoren 14 sind in bezug auf den Spreizdorn 30 so angeordnet, daß sie sich in der Erwärmungs­stellung der Zargen 10 über der Mitte von deren breiteren Seiten befinden. Jeder Induktor ist wenigstens in Richtung der Höhe und des Umfangs der Zarge 10 verstellbar, wofür ein Halter 50 dient, an welchem in dem dargestellten Aus­führungsbeispiel der obere Induktor 14 lösbar befestigt ist. Der Halter 50 ist in Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene ver­stellbar.

Die Fig. 4 und 5 zeigen weitere flache Schleifen 14.2 bzw. 14.3 als weitere Ausführungsvarianten der Induktoren 14.

Bei dem Aufweitevorgang auf dem zweiten Drehtisch 29 würde die Zarge 10 an ihrer linken Stirnseite im Bereich der ab­gerundeten Ecken aus den eingangs erwähnten Gründen etwas eingezogen werden, d.h. würde zwischen den abgerundeten Ecken einen vorstehenden konvexen Teil erhalten, der das Bördeln behindern könnte, wenn seine Größe außerhalb der Toleranz von ± 0,1 mm läge. Diesem Einzug der Ecken kann zwar mechanisch entgegengewirkt werden, wirksamer und ein­facher ist das aber mit der hier beschriebenen partiellen Erwärmung der Zargen 10 möglich.

Bei dem eingesetzten Hochfrequenzgenerator 12 handelte es sich um den Typ IG 111 W der Firma Plustherm AG, CH-5401 Baden, mit folgenden technischen Daten: HF-Ausgangsleistung bei Dauerbetrieb 5 kW Arbeitsfrequenz ca. 700 kHz Unter Last einstellbare HF-Leistung 25...100% HF-Leistung bei intermittierendem Betrieb (30% Einschaltdauer) 6 kW Leistungsaufnahme bei Vollast ca. 11 kW bei Leerlauf (ohne HF) ca. 0,4 kW Netzanschluss Spannung, 3phasig mit Nulleiter 380/220 V Frequenz 50 Hz Zulässige Spannungsschwankungen (Auch andere Spannungen und Frequenzen möglich) +5/-10% Kühlwasserleitungsnetz Verbrauch 8 l/min bei +20°C Druck 3 bis 6 kg/cm²