Verfahren und Einrichtung zur Herstellung hohler Metallkörper. Diese Erfindung betrifft ein Verfahren arid eine Einriehtun- zur Herstellung hohler Metallkörper, z. B. Konservendosen für :Milch und andere Lebensmittel.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, Metallkörper herzustellen, deren Tiefe im Ver hältnis zum Durchmesser gross ist, und zwar in einer Ziehoperation, also ohne Zwischen glühen oder eine andere Zwisehenbehandlung.
Das Verfahren gemäss der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, dass ein Rohling in einer Operation durch einen Stempel durch eine Anzahl ringförmiger Matrizen gezogen wird, von denen die erste dem Rohling die Forni einer Schale ain Ende des Stempels gibt und von denen die andern Reduktionsmatri zen sind, die mit dem Stempel zusammenarbei ten, um die Wandstärke der Schale zu ver ringern, wobei die Anordnung so ist, dass die Axialkraft,
die auf den Rohling zu seinem Durchzug durch. die Matrizen ausgeübt wird, mindestens so weit durch die Reibung zwischen Stempel leid Rohling übertragen wird, dass die Axialkraft, die auf den Boden des Kör pers übertragen wird, kleiner ist, als der Fe stiäkeit des Materials entispricht.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung umfasst einen Stempel und eine Reihe von ringförmigen Matrizen, wobei die Reduktions matrizen einen sich verengernden Teil von konusähnlieber Form haben, dessen halber Konuswinkel zwiselien 7 und 13 beträgt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird eine beispielsweise Ausführungsform des Verfahrens und des -1#usführtuigsniittels mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen be- sehrieben, in denen:
Fig. 1 eine Setenansieht einer ganzen Ein- riehtung zur Durebführung des Verfahrens darstellt, Fig. 'einen Teil der Einriehtung im Sehnitt zeigt urici.
Fig. 3 ein Deiail. der reduzierenden Ring- inatrizen in grösserem Massstab zeigt.
1 ist. ein Rahmen, der die ganze Einrich tung trägt. ? ist eine durch. einen äussern, nicht gezeigten Antrieb bewegte Welle mit. einer Kurbel 3. Auf der Weile montiert ist ein inneres Exzenterllaa.r 4 und ein äusseres Ex zenterpaar 5.
Eine Pleuelstange 6 wird von der Kurbel 3 bewegt und schiebt den Stempel 7 hin und her, der in bekannter Weise, siehe Fig.2, wassergeh-ülrlt ist; die Kühlflüssigkeit fliesst durch nicht. -ezei#gte bie-same Rohre zu und von dem Stempel. Das Ende des Stem- pels ist leicht abgerundet, wie bei 7' gezeigt ist.
Die Rollen 8 laufen auf den Exzentern 4 und übertragen eine hin- und hergehende Be- wegung auf die Stossstangen 9, die einen Blech halter 10 entsprechend. gegen oder weg von einem Anschlagglied 11 bewegen. Die Stoss stangen 9 werden durch Federn gegen die Ex zenter 4 gedrückt. Der Blechha=lter 10 und das Anschlagglied 11 besitzen eine Bohrring in der Mitte, durch die der Stempel bei seinem Hub geht.
Wenn der Stempel in seiner vollständig herausgezogenen Stellung ist, wie Fig.1 zeigt, so ist eine Lücke 12 zwischen Blechhalter 10 und Anschlagglied 11., die so gross ist, dass sie einen Rohling 12', Fig. 2, in Form einer run den Scheibe aus Aluminium, einem andern passenden Metall oder einer Metallegierung aufnehmen kann.
Rollen 13 laufen auf den Exzentern 5 und übertragen eine hin- und hergehende Bewe- guuig auf Stossstangen 14, die durch Federn gegen die Exzenter 5 gedrückt werden und durch ihre Bewegung die gegenseitige Annä herung der halbzylindrischen Greiferglieder 15 in Greifstellung, wie Fig. 2 in ausgezogenen Linien zeigt, durch ein Getriebe in den Ge triebekästen 16 bewirken.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, sind die Matri zen am Anschlagglied 11 befestigt. Die erste Ringmatrize 17 arbeitet mit dem Stempel 7 so zusammen, dass bei der Bewegung des Stem peln durch diese der Metallrohling zu einer Schale wird, die das Stempelende umgibt. Ein Distanzstück 18 trennt den Ring 17 vom ersten Reduktionsring 19.
Ein weiteres Distanzstück 20 trennt den Ring 19 vom nächsten Reduk- tionsring 21 und ein weiteres Distanzstück 22 trennt den Ring 21 vom letzten Redaktions- ring 23.
Die Öffnungen der Redaktionsringe 19, 21, 23 werden suili:zessive kleiner, so dass sie nacheinander die -V#@Taildstärke des Behäl ters reduzieren. Die Distanzstücke 20 und 22 sind so dimensioniert, dass der Boden des Be hälters, der am Stempelende anliegt, gerade den Ring 21 erreicht,
wenn 90 % der Länge, die der Behälter vor dem Passieren des Ringes 19 hatte, diesen Ring passiert hat, und in glei cher Weise ist das Distanzstück 22 so dimen- sioniert,
dass der Boden des Behälters gerade den Ring 23 erreicht, wenn 90 % seiner Länge vor Reduktion im Ring 21 diesen Ring pas- siert hat.
Durch .diese Anordnung dienen die Ringe 19 und 21 als Führungen, ohne das Metall ;so zu beanspruchen, dass es Gefahr läuft, zu brechen. 2.1, 25 und 26 sind Schmier- poilster zur Übertragung eines passenden Schmiermittels auf die Aussenseite des Behäl- ters zwischen den aufeinanderfolgenden Ma trizen.
Fig. 3 zeigt im Detail. die Form jedes Re- duktionsringes, die aus einem konusähnlichen Teil 27 lind einem zylindrischen Teil 28 be steht.
Man erhält die besten Resultate, wenn man eine scharfe Kante 29 zwischen diesen beiden Teilen schleift. Erfahrungsgemäss tritt nach längerem Gebrauch :der Matrizen An fressen ungefähr beim Punkt 30 ein, das heisst im konusähnlichen Teil nahe bei der Kante 29, und in dieseln Fall. russ man die Matrize nach schleifen. Infolge dieses Nachsehleifens wird der zylindrische Teil kürzer.
Die Matrize kann immer wieder nachgeschliffen werden, bis der zylindrische Teil zu kurz wird, um noch die Kante 29 zii bilden. Dann ist die Matrize nieht mehr zu gebrauchen. Der halbe Winkel des konusähnlichen Teils ist etwa 1.0 .
Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt: Wenn die Einrichtung in der dureh Fig.1 :dargestellten Lage ist., so wird ein Roh ling 12' in die Lücke 12 gebracht und die Welle 2 in Drehung versetzt. Die Exzenter 4 arbeiten mit den Rollen 8 und schieben durch die Stossstangen 9 den Blechhalter 10 gegen das Anschlagglied 11 und halten den Rohling 1.2' so fest in seiner Lage.
Nicht gezeigte ela stische, vorzugsweise einstellbare Mittel befin den sich entweder im Blechhalter 10 oder im Anschlagglied 11, so dass der Rohling mit ganz bestimmter Kraft zwischen dem Blech halter 10 und dein Anschlagglied 11 gehalten wird. Vor seiner Einführung in die Lüeke 1 _ wird der Rohling auf der gegen das Anschlag- glied 11 zu liegen kommenden Fläche passend geschmiert.
Der Blechhalter 10 bleibt gegen das Anschlagglied mindestens so lange an gepTesst, als ein Teil des Rohlings zwischen diesen beiden Teilen gehalten wird. Die Ex zenter 4 sind daher so geformt, dass dieser Druck während der Vorwärtsbewegung des Stempels aufrechterhalten bleibt, dass aber der Stempel .den Rohling nicht berührt, bevor er durch den Blechhalter gehalten ist.
Der Stempel. drückt dann gegen die Mitte des Roh lings, und der Stempel und die Matrize 1.7 bewirken dann zusammen, dass der Rohling sieh in Schalenform uni das Stempelende legt.. In diesem Stadium ist das Metall noch nicht. dünner geworden und die Sehalenwände sind ebenso dick, wie der Rohling ursprünglich war. Die Form der Schale wird durch die punktier ten Linien 31 in Fig. 2 angegeben.
Bei der Formung der Schale wird der Rohling wi schen Blechhalter 10 Lind dem Anschlagglied 11 herausgezogen.
Die weitere Stempelbewegung bringt die Schale, der,--m äusserer Teil wieder durch das Ringpolster 24 geschmiert wurde, in Berüh rung mit. der Reduktionsmatrize 1.9. Inr koni- :
ycheri Teil der Matrize wird der Rohling gegen den Schaft des Stempels gepresst, wodurch ge nug Reibung entwickelt wird, um die ganze oder fast. die ganze Kraft, die zum Durchzug des Rohlings durch die Reduktionsmatrize nö tig isst, aufzubringen. Wenn überhaupt eine Kraft von der Stirnfläche des Stempels auf den Seha:lenboden ausgeübt wird, ist. sie so klein, dass sie die Materialfestigkeit nicht über schreitet.
Gleichzeitig ist. der Winkel gross ge nug, damit. das Metall beim Reduktionspro- zess fliessen kann. Versuche haben gezeigt, dass ein Winkel von ungefähr 10 am besten ist, jedoch wurden Winkel zwischen 7 und 13 mit Erfolg für den konusähnlichen Teil ver wendet. Die Form eines Teils des Gegenstandes nach dem Passieren der Reduktionsmatrize 19 wird durch die punktierten Linien 32 an gegeben. Wie man sieht, sind die Wände nun dünner als der Boden.
Nach dein Passieren. der Reduktionsmatrize 19 wird das Äussere des teilweise gezogenen Rohlings wieder durch das Polster 25 geschmiert, bevor es die nächste Reduktionsmatrize 21 erreicht.
Der Boden des Rohlings erreicht die Ma trize 21, wenn ungefähr 90 lo der Länge der Wand die Matrize 1.9 passiert hat, wie es die punktierten Linien 3<B>2</B> angeben.
Der Ziehprozess wird durch Zusammen arbeit des Stempels 7 und der letzten Red-Lik- tionsmat.rize 23 wiederholt, und in diesem Stadium ist der Gegenstand von der durch die punktierten Linien 33 angedeuteten Form in die durch die punktierten Linien 34 ange deutete Forrn verwandelt.
Die Fortsetzung des Stempelhubes führt den Rohling direkt durch die Matrize 23 Lind jetzt. ist der Rohling. in. einen ;
Behälter verwandelt, der dünne Wände und ein. grosses Verhältnis Länge zum Durchmesser hat.. Ausserdem kann das mit den angegebenen Mitteln in einem einzigen Arbeitsgang bei Raumtemperatur durchgeführt werden. , Wenn man wünscht, in den Boden des Be- hälters Buchstaben, Zahlen oder eine Vorrieh- tung zu prägen, so wird ein Prägeteil 37 ela stisch im.
Rahmen 36 montiert und so ein gestellt, dass der Behälterboden durch den Stempel 7 am Ende ;seines Hubes mit ihm in Kontakt gebracht wird. Die Stirnfläche des Stempels 7 weist passende Vertiefungen auf, so dass ihr Zusammenwirken mit dein Präge teil 37 eine Prägung des Behälterbodens in der gewünschten Weise bewirkt.
Es ist nun notwendig, den gezogenen Be hälter vom Stempel, an dein er infolge der Ziehvorgänge fest anlieäd., zu entfernen. Das kann in passender Weise mit. einem Entfer- nungsrnecharrisnius geschehen. Sobald der Vor wärtshub des Stempels beendet ist, bewege die Exzenter<B>5</B> die Rollen 13 und damit die Stossstangen :14 vorwärts, wodurch mit. Hilfe des in den Getriebekästen 16 befindlichen Getriebes die Greiferg.lieder 1.5 sich gegen seitig nähern und den gezogenen Behälter um geben.
Die Greiferglieder 15 haben innen vor stehende Teile 35 und der Apparat ist so di mensioniert, dass der I1.aupt:teil. der Greifer glieder während des Beginnes des Rückwärts- hu ges des Stempels den. Behälter tunfasst, bis seine Kante gegen die vorstehenden Teile 35 anstösst. Die weitere Rückwärtsbewegung des Stempels bewirkt ein.
Abstreifendes Behä.iters. Obwohl. der Behälter fest am Stempel. anliegt und beträchtliche Kraft zti seiner Entfernung nötig ist, findet keine Deformation des Be hälters stat.l, da. er während des Abstreifens vollständig von den Greifergliedern umgeben ist.
Nach. denn Abstreifen des Behälters vom Stempel. erlauben die Exzenter 5 eine Rück- wärtsbeweg-tzng der Stossstangen 7.4 durch ihre Federn. Lind dadurch eine Öffnung der Grei- ferglieder. Der gezogene Beh4lter kann dann frei in ein passendes Gefäss unter der Ein- richtting fallen.
Aus dem Gesagten geht hervor, dass bei jeder Umdrehung der Welle 2 ein vollstän diger Arbeitsgang erfolgt und ein Rohling in einem Arbeitsgang in einen gezogenen Behäl ter verwandelt wird. Die Erfahrung zeigte, dass unter normalen Bedingungen 60 Behälter pro Minute produziert werden können, wobei nur ein geringer Prozentsatz Ausschuss auf tritt.