CH621271A5 - - Google Patents

Description

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PATENTANSPRÜCHE

1. Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminiumbehälters aus einem flachen Ziehteil, dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehteil durch einen ersten Zug zu einem zylindrischen Behälterrohling tiefgezogen und bei unvertauschter Lage der Innen- und Aussenflächen des Rohlings mittels eines Gegenzuges in die endgültige Form gebracht wird, welcher Gegenzug mit einer grösseren Fortschrittsgeschwindigkeit als der erste Zug durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenzug eingeleitet wird, nachdem der erste Zug beendet ist, jedoch bevor der den ersten Zug durchführende Stempel seine unterste Totpunktstellung erreicht hat.

Die Vorrichtung betrifft ein Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminiumbehälters aus einem flachen Ziehteil.

In der Tiefziehtechnik sind verschiedene Sonderverfahren bekannt, mittels welchen sich in einem Arbeitshub der Presse Ziehverhältnisse von ß=2 erreichen lassen. Diese sind das Au-ble-Verfahren (Mehrstufenverfahren), das Simultanverfahren, das Stülptiefziehverfahren und das Folgetiefziehen.

Alle diese Tiefziehverfahren weisen den Nachteil auf, dass die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Werkzeuge, bedingt durch die zwei einander nachfolgenden Verfahrensschritte, Pressen mit sehr grossen Hüben benötigen.

Die Herstellung einer Dose von 70 mm Tiefe bedingt beispielsweise einen minimalen Pressen-Hub vom ersten Zug 60 mm, vom zweiten Zug 70 mm, vom Öffnen des Werkzeugs zum Ausführen der Dose 100 mm, also insgesamt 230 mm.

Handelsübliche Tiefziehpressen für die Herstellung von Aluminiumdosen weisen in der Regel eine Hubhöhe von 140-220 mm auf. Solche Tiefziehpressen können deshalb nicht mit Werkzeugen versehen werden, die zur Herstellung von Dosen mit einer Tiefe von 70 mm notwendig sind.

Es muss folglich eine Spezialpresse eingesetzt werden, welche jedoch hinsichtlich der Investition und dem Energieverbrauch nicht attraktiv ist.

Weiter besteht der Nachteil, dass aufgrund des zur Herstellung solcher Dosen notwendigen hohen Hubes die relative Stösselgeschwindigkeit sehr hoch ist, damit wird das Tiefziehwerkzeug äusserst hoch beansprucht und somit seine Standzeit verkürzt.

Bei bekannten Stülpziehverfahren wird der Ziehteil um 180° abgelenkt, welches eine Umformung eines lackierten Aluminiumteiles bezüglich des Unversehrtbleibens der Lackschicht äusserst fraglich macht.

Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile zu beheben.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehteil durch einen ersten Zug zu einem zylindrischen Behälterrohling tiefgezogen und bei unvertauschter Lage der Innen- und Aussenfläche des Rohlings mittels eines Gegenzuges in die endgültige Form gebracht wird, welcher Gegenzug mit einer grösseren Fortschrittsgeschwindigkeit als der erste Zug durchgeführt wird.

Damit kann die Bauhöhe von Doppelzug-Werkzeugen vermindert werden, so dass handelsübliche Tiefziehpressen eingesetzt werden können. Der Pressen-Hub kann somit kleiner sein, so dass Werkzeuge mit einer höheren Kadenz betrieben werden können, ohne dass die Standzeit dieser Werkzeuge darunter leidet. Auch kann das zu verarbeitende Material jeweils nur um 90° anstatt 180° abgelenkt werden.

Indem die Lage der Innen- und Aussenfläche des Rohlings während der Durchführung des Gegenzuges im Gegensatz zum bekannten Stülptiefziehen, bei welchem eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Werkstoffes vorliegt, unvertauscht bleiben, kann nun lackiertes Halbzeug verarbeitet werden. Beim Behälterrohling, der mit dem ersten Zug erzeugt wird, gibt es eine Behälteraussenseite und eine Behälterinnenseite. Beim zweiten Zug verbleiben die Behälteraussenseite und die Behälterinnenseite in ihrer Lage, d. h. die Behälterrohlingaussen-seite wird zur Aussenseite des endgültigen Erzeugnisses und die Behälterrohlinginnenseite wird zur Innenseite des endgültigen Erzeugnisses. Beim bekannten Stülpziehverfahren wird bekanntlich die Aussenseite des Rohlings zur Innenseite des endgültigen Erzeugnisses, z. B. Behälters, und entsprechend die Innenseite des Rohlings zur Aussenseite des endgültigen Erzeugnisses.

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Die Fig. 1-4 zeigen einen Schnitt durch ein Werkzeug, dessen Stellung bei vier aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten gezeigt ist.

In der Fig. 1 ist ein Tiefziehwerkzeug für Alu-Dosen gezeigt, welches allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Das Werkzeug 1 ist in derjenigen Stellung gezeigt, bei welcher ein neuer Ziehteil 2, ein Aluminiumblech bzw. eine Ronde in das Werkzeug 1 zur nachfolgenden Verformung eingeführt worden ist.

Das Werkzeug weist einen hülsenförmigen Stempel 3 auf, der mit den übrigen Werkzeugteilen mit einem Rahmenteil 4 und 22, beispielsweise Stanzblock oder Säulengestell, mittels einer Verschraubung fest verbunden ist. Dieser Rahmenteil 4 ist von einer Tiefziehpresse angetrieben, ist also einem Druck PI ausgesetzt. Im hülsenförmigen Stempel 3 ist ein becherförmiger Niederhalter 5 in achsialer Richtung verschiebbar angeordnet, der von einem unter Druck stehenden Fluid P3 beaufschlagt ist. Wie weiter unten noch beschrieben sein wird, dient der Niederhalter 5 auch als Matrize. Der Niederhalter ist mittels einer in eine Nut 6 eingelegten Runddichtung 7 gegen die Innenwand 8 des hülsenförmigen Stempels 3 abgedichtet. Weiter sind in der Wand des Stempels mehrere Entlüftungs- bzw. Ablauflöcher 9 ausgebildet. Im Rahmenteil 4 ist eine mittige Durchbohrung 10 vorhanden, die einen Durchlass für das unter dem Druck P3 stehende Fluid bildet, mittels welchem Fluid der Niederhalter 5 beaufschlagt ist. Der hülsenförmige Stempel 3 ist in einem nicht gezeigten Säulengestell in bekannter Weise geführt. Zusätzlich ist ein Ring 11 gezeichnet, welcher der Abstreifer für das Stanzgitter ist.

Weiter weist das Werkzeug 1 einen feststehenden Ziehstempel 12 auf. Dieser Ziehstempel 12 weist eine Ausnehmung 13 auf, in welcher ein Ziehstempel 14 angeordnet ist, dessen Schaft 15 im unteren Teil 16 des Ziehstempels 12 angeordnet ist.

Ein Ziehring 17 ist gegenüber der Stirnfläche des hülsenförmigen Stempels 3 angeordnet. Beim Innenrand des Ziehrings ist eine Rollrandnut 18 ausgebildet. Der Rollrandnut 18 gegenüberliegend ist im hülsenförmigen Stempel 3 eine ringförmige Ausnehmung 19 ausgebildet.

Der Ziehring 17 ist mittels Stösseln 20 mit einem ringförmigen Kolben 21 eines nicht im einzelnen gezeigten Ziehkissens verbunden. Auf diesen Kolben 21 wirkt ein Druck P2 eines unter Druck stehenden Fluids. Die Stössel sind in einer Platte 22 geführt und der Ziehring 17 ist einerseits im Ziehstempel 12 und anderseits in einer Büchse 23, die mit der Platte 22 verbunden ist, geführt. Mit der Büchse 23 ist eine Schnittmatrize 24 verbunden.

Das Tiefziehen wird nun mittels des Werkzeuges 1 folgen-dermassen durchgeführt.

Zuerst wird ein Ziehteil 2 zwischen dem Schnittstempel 3 und der Schnittmatrize 24 ausgestanzt. Gleichzeitig setzt sich der Ring 11 auf den Ring 24, und der Niederhalter 5 wird

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10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

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durch das auf ihn einwirkende, unter dem Druck P3 stehende Fluid gegen den Ziehteil 2 gedrückt. Nachher wird der hülsen-förmige Stempel 3 in die in der Fig. 2 mit dem Pfeil A gezeigte Richtung abgesenkt. Dazu wird der Druck PI, also die Presskraft, vergrössert, bis er den Druck P2 überwindet. Dabei wird 5 auch der Ziehteil 2 gegen seine Auflagefläche gedrückt, wodurch der erste Zug eingeleitet wird. Dabei bleiben der Niederhalter 5 und der Ziehstempel 14 unbeweglich. Somit wird die Wand 25 des Behälterrohlings, der eine zylindrische Form aufweist, gezogen. Kurz bevor der hülsenförmige Stempel 3 10 seine Endstellung erreicht hat, beginnt sich nun der Ziehstempel 14 in Richtung des Pfeiles B gegen P3 in entgegengesetzter Richtung des Pressenstössels 20 zu bewegen und dringt in die Matrize 5 ein. Die Geschwindigkeit des sich nach aufwärts bewegenden Ziehstempels 14 ist grösser als die Geschwindigkeit 15 des sich abwärts bewegenden hülsenförmigen Stempels 3.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt das Geschwindigkeitsverhältnis 4:1. Das Blech des Behälterrohlings wird damit nach oben gezogen und bildet somit den kegel-stumpfförmigen Behälter. Bei der Durchführung dieses zweiten 20 Zuges liegt die Matrize 5 im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen nicht am Rahmenteil 4 an. Die Matrize 5 wird bei der vorliegenden Ausführung ausschliesslich durch den vom Fluid ausgeübten Druck P3 gegen die vom Ziehstempel 14 und vom Metallverformen herrührenden, nach oben wirkenden Kräfte festgehalten (Fig. 2). Hat die Presse den unteren Totpunkt erreicht, liegt der die Matrize bildende Niederhalter am Rahmenteil 4 an.

Der letzte Arbeitsschritt ist in der Fig. 4 gezeigt. Hier bewegt sich der Stempel 3 in Richtung des Pfeiles C wieder nach oben. Die Rollrandnut 18 ergreift den Rand 25 der Dose 2, um, zusammenwirkend mit der Aussparung 19, einen Rollrand 26 zu bilden. Dabei hat sich nun der Stempel 3 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Der Ziehstempel 14 wurde während des Aufwärtshubs wieder in den Innenraum 13 des Ziehstempels 12 zurückgezogen und das fertige Erzeugnis kann ausgeworfen werden.

Aus den Zeichnungen ist es ersichtlich, dass während des Ziehens an keiner Stelle der Ziehteil 2 um 180° abgebogen wird. Er wird höchstens um 90° umgebogen. Das heisst, dass auch ein eine Lackschicht tragender Ziehteil 2 verarbeitet werden kann, ohne dass die Lackschicht durch ein übermässiges Umbiegen beschädigt wird, indem sich z. B. in der Lackschicht Poren bilden. Ebenfalls ist ersichtlich, dass die Hülse, der Stempel und somit die insgesamte Einbauhöhe des Werkzeuges klein ist, so dass es in handelsübliche Pressen einbaubar ist.

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4 Blatt Zeichnungen