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Verfahren sum Kaltziehen von einseitig offenen Grossraumbehältern, insbesondere Wannen, ans einem Bleehstuck in mehreren Ziehstufe und Vorrichtung hiezu.
Es sind Verfahren zum Ziehen von oben offenen Grossraumbehältern, insbesondere Badewannen. bekannt, die sich jedoch in der Praxis nicht bewährt haben, da sie verschiedene Nachteile aufweisen.
Beim Warmziehen solch grosser Behälter musste das Werkstück zwischen den einzelnen Ziehphasen mehrere Male erwärmt werden, wodurch sich ausser andern Nachteilen auch der grossen Kostenaufwandes ergab. Es sind auch Verfahren zum Kaltziehen von Behältern in einem einzigen Ziehvorgang ohne Ziehzwischenphasen bekannt, die jedoch den Nachteil haben, dass das Werkstück Falten bekommt, die nachher von Hand aus beseitigt werden müssen.
Diese Faltenbildung ergibt sich auch bei einem Ziehverfahren, das unter Vermittlung von Halterahmen (Oberrahmen und Unterrahmen) durchgeführt wird, deren aktive Flächen die Gestalt eines Konus aufweisen. Dieses Ziehverfahren hat vor allem den Nachteil, dass ein ausserordentlich grosser Verschleiss der aktiven Flächen der Halterahmen eintritt, überdies aber Faltenbildung nicht vermieden werden kann, da das Werkstück im Bereich des oberen Randes nicht eingespannt ist und dieser Rand ohne Halterung zwischen die konischen Flächen eingezogen wird. Am Übergang vom oberen Rand in den Konus zwischen dem Oberrahmen und dem Unterrahmen ergeben sieh Falten, die zu einer selbsttätigen Erhöhung des Pressdruckes zwischen den Halterahmen führen, so dass das Werkstück unter Umständen an den Übergangsstellen in die Halterahmen und aus den Halterahmen reissen kann.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass es gänzlich ausgeschlossen ist, die konischen aktiven Ziehflächen der Halteorgane genau passend aufeinander einzuschleifen : überdies ergibt sich bei diesen bekannten Ziehverfahren noch ein wesentlicher Nachteil, dass der Rand der Fertigform eine im wesentlichen vertikale Lage einnimmt, was bei nachherige Bildung des wulstfönnigen Randes besondere und teure Massnahmen notwendig macht.
Es ist ferner ein Werkzeug für das Ziehen von Behältern bekannt, das aus einer Patrize und einer Matrize besteht, wobei sowohl die Matrize als auch die Patrize aus mehreren Teilen besteht, die nacheinander beim Ziehen des Werkstückes in Teilziehphasen zusammengesetzt werden. Bei diesem bekannten Verfahren ist für die Formgebung des Werkstückes vor allem die Form der Matrize massgebend, in welche das Material hineingepresst wird.
Dieses Verfahren und das hiefür dienende Werkstück hat vor allem den Nachteil, dass die Form der Matrize mit der Form der Patrize genau übereinstimmen muss, da ansonsten eine Faltenbildung an der Stelle der Abstandserweiterung zwischen Patrize und Matrize bzw. ein Abquetschen der Werkstückwand zwischen Matrize und Patrize an Stellen des Werkstückes eintritt, wo der Abstand zwischen den letzteren geringer ist als an andern Stellen. Überdies weist dieses Verfahren noch den Nachteil auf, dass sich die Abnutzung an den Kanten der Matrizenteile dahin auswirkt, dass nach geraumer Zeit die Teile der Matrize nicht mehr genau aufeinanderpassen, dass also in der Kontinuität zwischen den Wandteilen der Matrizenteile Rinnen oder Lücken entstehen, die sofort zur Faltenbildung Anlass geben.
Überdies entstehen Stufen in der Wand des Werkstückes, falls sich sein Werkzeugteil gegen den andern verschieben sollte. Ein weiterer grosser Nachteil ist auch noch darin zu sehen, dass die Matrize für die Herstellung von Grossraumbehältern ausserordentlich schwer und teuer wird.
Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber ein Verfahren zum Ziehen von einseitig offenen Grossraumbehältern, insbesondere Wannen, aus einem Blechstück in mehreren Ziehstufen, wobei das wesentliche Kennzeichen darin besteht, dass auf einer seichten, im wesentlichen dem Bodenteil der Fertig-
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form entsprechenden Vorform aus dem über diese ringsum vorstehenden Blechteil die Wand des Behälters allmählich dadurch aufgebaut wird, dass ein der Fertigform des Werkstückes entsprechender Ziehstempel unter Vermeidung jeglichen Gegenstempels (Matrize) mit nacheinander und einzeln verwendeten, den jeweiligen Rand des Werkstückes haltenden Rahmen mit aufeinanderfolgend grösseren Ziehöffnungen zusammenwirkt.
Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird vor allem erst das Ziehen grosser und tiefer Behälter, wie Badewannen, mit einfachen Mitteln und unter Ausschaltung jeglicher Faltenbildung ermöglicht. Es unterscheidet sich von dem vorgeannten Verfahren vor allem dadurch, dass ein einziger Ziehstempel verwendet wird, der allein formbestimmend für das Werkstück in allen Ziehstufe ist, während die lediglich zum Halten dienenden Rahmenpaare das Ziehen nur bis zu einer gewissen Tiefe zulassen. Das vorliegende erfindungsgemässe Verfahren ist als reines Ziehverfahren anzusprechen, zumal absichtlich und in voller Erkenntnis der Nachteile desselben jeglicher Gegenstempel vermieden wird, wodurch nicht nur an Herstellungs-und Materialkosten gespart, sondern auch die Möglichkeit der gefährlichen Faltenbildung ausgeschaltet wird.
Bei jedem Teilziehvorgang wird das Material aus dem Raum zwischen den Halterahmen herausgezogen, es kann auch dabei gestreckt werden, ohne dass ein Reissen oder Verquetschen eintritt. Hiebei können Rahmenpaare, bestehend aus Oberrahmen und Unterrahmen, verwendet werden, die für jeden Ziehvorgang ebene aktive Flächen aufweisen, zwischen welchen das Werkstück unter Reibung gehalten wird. Die Halterahmen besitzen Öffnungen, die der oberen Öffnung der jeweiligen Form (Vorform, Zwischenformen und Fertigform) des Werkstückes entsprechen und die mit fortschreitendem Aufbau des Werkstückes gestuft weiter werden. Die obere Weite der Öffnungen dieser Halterahmen ist zugleich die Begrenzung für die obere Weite der Öffnung derjenigen Form (Zwischenform) des Werkstückes, für die der Halterahmen bestimmt ist.
Es können nun zur Vermeidung der Faltenbildung am Werkstück an den aktiven Seiten der Halterahmen Ziehsieken vorgesehen sein, die im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung des Materials angeordnet sind. Es können auch Ziehsieken vorgesehen sein, die in der Richtung der Materialwanderung des Werkstückes angeordnet sind, so dass eine Schoppung des Materials am Übergang von den Halterahmen in das Formstück vermieden wird. Andere Vorteile ergeben sich durch Anwendung austauschbarer Ringe an dem Halterahmen, deren Öffnungsweite allmählich grösser wird.
Die Zeichnung zeigt die Ausführung des Verfahrens, die zur Durchführung dieses Verfahrens notwendigen Einrichtungen und den Aufbau eines Grossraumbehälters in mehreren Ziehphasen in beispielweisen Ausführungsformen. Hiebei stellt die Fig. 1 einen Schnitt durch die Fertigform dar, wobei durch waagrechte, strichpunktierte Linien angedeutet ist, wie die Form des Behälters allmählich aufgebaut wird. Die Fig. 2-5 stellen die Einzelphasen der Ziehvorgänge dar, u. zw. im Schnitt durch die Ziehwerkzeug, während die Fig. 6-9 Draufsichten auf die Halterahmen mit ihren Ausnehmungen darstellen, wobei striehliert die zu jeder Zwischenform des Werkstückes gehörige Randumgrenzung des waagrechten Randes angedeutet ist.
Die Fig. 10 zeigt in Draufsicht die Anordnung einer Ziehsieke, deren Längsachse quer zur Bewegungsrichtung des Materials liegt, während die Fig. 11 in vergrössertem Massstab einen Querschnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 10 durch einen Teil der Halterahmen und der Anordnung der Ziehsieke veranschaulicht. Die Fig. 12 zeigt in Draufsicht und die Fig. 13 in vergrössertem Massstab im
Schnitt nach der Linie 13-13 der Fig. 12 die Anordnung von Ziehsieken, die parallel zur Bewegungrichtung des Werkstückes zwischen den Halterahmen angeordnet sind. Die Fig. 14 und 15 zeigen eine geänderte Ausführungsform der Halterahmen.
Wie aus den Fig. 2-9 ersichtlich ist, wird der Grossraumbehälter durch das erfindungsgemässe Verfahren in mehreren Stufen hergestellt. Es wird das ebene Blechstück 1, dessen Querschnittsform in Fig. 2 strichliert und dessen Umrissform in Fig. 6 strichpunktiert dargestellt ist, zwischen die Halterahmen 2 und 3 eingespannt, die eine mittlere Öffnung 4 aufweisen und zusammen ein Rahmenpaar darstellen. Zweckmässig ist das Blechstück an den Ecken bei 5 abgeschrägt. Die Rahmen jedes Rahmenpaares sind geeignet, in einen Tisch 6 der Ziehmaschine eingesetzt zu werden. Die Rahmen jedes Paares werden durch eine äussere Kraft gegeneinander gepresst, u. zw. im Sinne des Pfeiles p der Fig. 2.
Ein
Stempel 7 der Ziehmaschine zieht den mittleren Teil des Blechstückes durch die Ausnehmung 4 durch, wobei der untere Teil des Stempels 7, der ohne Gegenstempel arbeitet, eine Form aufweist, der die Vorform der ersten Ziehstufe des Blechstücke die Form des Bodenteiles der Fertigform gibt. Es wird dabei der Boden 8 gebildet und der Wandteil I aufgebaut. Der Rand des BlechstÜckes wandert dabei im wesent- lichen radial nach innen, und seine Umrisslinie nach dem ersten Ziehvorgang gemäss Fig. 2 ist in Fig. 6 strichliert dargestellt und mit 10 bezeichnet. Es werden nun der Oberrahmen 2 und der Unterrahmen. 3 ausgetauscht und das im Sinne der Fig. 2 vorgeformte Blechstück in das Rahmenpaar 11 und 12 ein- gespannt (Fig. 3). Diese Halterahmen besitzen eine grössere Öffnung 13 als die Halterahmen 2 und : 1.
In Fig. 3 ist strichliert dargestellt, wie das Blechstück vor dem nächsten Teilziehvorgang liegt.
Der Stempel 7 arbeitet nunmehr im zweiten Ziehvorgang, wodurch bei gleichbleibendem Boden 8 der
Wandteil 11 zum Wandteil I aufgebaut wird. Der noch nicht verformte Teil des Bleches wandert dabei radial zwischen den beiden gegeneinander gepressten Halterahmen 11 und 12, die zusammen ein Paar darstellen, nach innen, und seine äussere Umrisslinie, die in Fig. 7 mit 14 bezeichnet ist, nimmt die in
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dieser Figur dargestellte Gestalt an. Hiebei zeigt die Fig. 7 eine Draufsicht auf die Halterahmen 11 und 12 mit der mittleren Öffnung-M.
Es wird nunmehr die zweite Zwischenform aus den Halterahmen 11 und 12 herausgenommen und diese Halterahmen gegen die Halterahmen 16 und 17 des dritten Paares ausgetauscht, deren Öffnung 18, wie aus Fig. 4 und Fig. 8 hervorgeht, grösser (weiter) ist als die Öffnung 13 der Halterahmen 11 und 12. Die Lage der Zwischenform vor dem nächsten Ziehvorgang gemäss Fig. 4 ist in dieser Figur strichliert dargestellt. Beim folgenden Ziehvorgang wird zu den Wandteilen I und Il der Wandteil 111 aufgebaut. Wiederum wandert der Rand der Zwischenform zwischen den Halterahmen 16 und 17 ein kleines Stück nach einwärts. Nach dem Ziehvorgang, bei dem derselbe Stempel 7 verwendet wird wie bei den vorhergehenden Ziehvorgängen, weist der Rand die in Fig. 8 strichliert dargestellte und mit 20 bezeichnete Umrissfläche auf.
Es wird nunmehr aus dieser Zwischenform gemäss Fig. 4 die nächste Zwischenform, im gezeichneten Ausführungsbeispiel die Fertigform, gemäss Fig. 5 gezogen, die Halterahmen 16 und 17 gemäss Fig. 4 werden gegen Halterahmen 21 und 22 des vierten Paares ausgetauscht und bei diesem Ziehvorgang aus der strichliert dargestellten Zwischenform die stark ausgezogene Fertigform durch denselben Stempel 7 wie früher hergestellt. Dabei wird zu den bisher aufgebauten Wandteilen 1, 11, 111 der Wandteil IV aufgebaut.
Die Lage des Randes dieser Form des Werkstückes ist in Fig. 9 strichliert dargestellt und mit 23 bezeichnet. Diese Figur zeigt auch, dass die mittlere Öffnung 24 der Halterahmen 21 und 22 grösser ist als alle vorhergehenden.
Nach Ausspannen des Werkstückes aus den Halterahmen 21 und 22 gemäss Fig. 5 besitzt das Werkstück die fertige Wannenform und der Rand ist nach etwa notwendigem Abschleifen und Zurichten zur üblichen Herstellung des Randwulstes bereit.
Bei allen Ziehvorgängen wird ein und derselbe Stempel 7 verwendet, der ständig die äussere Form der fertigen Hohlform des Werkstückes aufweist und der nach Massgabe der einzelnen Ziehvorgänge immer tiefer in die Halterahmen eindringt.
Die Fig. 1 zeigt den Gesamtaufbau des Grossraumbehälters, wobei die entsprechend den Ziehphasen gemäss den Fig. 2-5 aufgebauten Wandteile der Reihenfolge nach, wie sie hergestellt werden, mit I-IV bezeichnet sind. Die Höhen dieser Wandteile, bis zu denen sie aufgebaut werden, sind durch strichpunktierte Linien angedeutet. Es entspricht die Entfernung der strichpunktierten Linie a vom inneren Bodenteil der Fertigform F der Tiefe des Ziehvorganges gemäss Fig. 2, die Entfernung der Linie a von der Linie b der Tiefe des Ziehvorganges gemäss der Fig. 3 und die Entfernung der Linie b von der Linie c der Tiefe des Ziehvorganges gemäss der Fig. 4 und die Entfernung der Linie c von der Linie d der Tiefe des Ziehvorganges gemäss Fig. 5.
Um ein Verziehen und eine Faltenbildung des Materials zwischen den Rahmen der einzelnen Paare zu vermeiden, können Ziehsieken 26 (Fig. 10) vorgesehen sein, die sich quer zur Wanderung des Materials zwischen den Halterahmen erstrecken. Die Ausbildung dieser Ziehsieken ist in Fig. 11 gezeigt. Die Halterahmen, z. B. 2 und 3, sind mit Nuten 27 und 28 versehen, in deren eine, zweckmässig des unteren Ziehrahmens, eine Leiste 30 eingelegt ist, über die das Material, wie Fig. 11 darstellt, gezogen wird. Auch die andern Halterahmen können Ziehsieken aufweisen.
Um auch ein Verziehen des Materials zwischen den Halterahmen quer zur Durchgangsrichtung des Materials zu verhindern, können radiale Ziehsieken 31 (Fig. 12) vorgesehen sein. Diese werden gebildet durch Leisten 32 (Fig. 13), welche in radiale Schlitze 33 der Rahmen mit geringer Überhöhung über die Ebene der Halterahmen eingespannt sind. Diese radialen Ziehsieken 31 sind in den unteren Halterahmen, z. B. dem Halterahmen 3 der Fig. 2, vorgesehen, während die oberen Halterahmen, z. B. der Halterrahmen 2 der Fig. 2, mit radialen Ausnehmungen 34 versehen sind. Diese Ausnehmung darf nur ganz seicht sein, um das Material des Behälters F nicht zur Rillenbildung zu veranlassen.
Das Austauschen der Halterahmen verschieden grosser Öffnung vor Beginn der einzelnen Teilziehvorgänge erfordert einen beträchtlichen Arbeitsaufwand, da die Halterahmen ein ausserordentlich grosses Gewicht aufweisen. Man erreicht denselben Zweck, wenn man sich mit dem Austauschen nur des oberen Halterahmens begnügt, hingegen den unteren Halterahmen oder den Tisch der Maschine selbst als Grundrahmen verwendet, in den einige Ringe, deren Öffnungen den in den Fig. 2-5 unteren Halterahmen enspreehen, eingesetzt werden (Fig. 14 und 15).
In einem Grundrahmen 36 ist eine Stufe 37 ausgebildet. Diese Stufe nimmt die Ringe 38, 39 und 40, deren Öffnungen sich gestuft erweitern, auf. Der innere Rand 41 des Grundrahmens oder Halters 36 bildet zugleich den äusseren Ring des Satzes. Der Ziehvorgang spielt sich genau so ab, wie er an Hand der Fig.
2-5 beschrieben wurde, wobei im ersten Teilziehvorgang der Boden des Werkstückes und die Wand I entsprechend dem Ring 38, im zweiten Teilziehvorgang zu dieser Wand I der Wandteil 11 entsprechend dem Ring 39, im dritten Teilziehvorgang zu den Wandteilen I und 11 der Wandteil 111 entsprechend dem Ring 40 und im vierten Teilziehvorgang zu den Wandteilen I, 11, 111 der Wandteil IV entsprechend dem inneren Rand 41 des Halters 36 hergestellt wird. Hiebei werden vor jedem Teilziehvorgang mit Ausnahme der Herstellung des Wandteiles I des Werkstückes F die Finger 38, 39 und 40 nacheinander entfernt.
Damit man sieht, dass die Ringe und der Grundrahmen bei 42 entsprechend
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abgerundet sind, ist der obere Teil der Ringe und des Grundrahmens 36 in Fig. 15 in vergrössertem Massstab dargestellt. Der Teil 42 dient als Ziehkante. Die oberen Halterahmen 2, 11, 16 und 21 sind die gleichen wie bei den Fig. 2-5.
Beim erfindungsgemässen Verfahren und bei der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich noch der besondere Vorteil, dass die Halterahmen unter Umständen gegeneinander ausgetauscht werden können, d. h. es kann, da sich die Ziehkante des unteren Halterahmens mehr abnutzt als die des oberen Halterahmens, der untere Halterahmen gegen den oberen und umgekehrt ausgetauscht werden, so dass dadurch eine ziemlich gleichmässige Abnutzung der aktiven Ziehkanten und Flächen der beiden Halterahmen ermöglicht wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Kaltziehen von einseitig offenen Grossraumbehältern, insbesondere Wannen, aus einem Blechstück in mehreren Ziehstufe, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer seichten, im wesentlichen dem Bodenteil der Fertigform entsprechenden Vorform aus dem über diese ringsum vorstehenden Blechteil (Blechrand) die Wand des Behälters allmählich dadurch aufgebaut wird, dass ein der Fertigform des Werkstückes entsprechender Ziehstempel unter Vermeidung jeglichen Gegenstempels (Matrize) mit nacheinander und einzeln verwendeten, den jeweiligen Rand des Werkstückes haltenden Rahmen mit aufeinanderfolgend grösseren Ziehöffnungen zusammenwirkt.