CZ293471B6

CZ293471B6 - Způsob přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje a nástroj k přetváření plášťů plechovek

Info

Publication number: CZ293471B6
Application number: CZ19972878A
Authority: CZ
Inventors: Buseádieter; Grandmannáwilli
Original assignee: Schmalbach@Lubecaáag
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1996-04-09
Publication date: 2004-05-12
Also published as: CA2218144A1; EP0820360B1; DE19514076A1; US6263718B1; DE59608763D1; EP0820360A1; ES2173275T3; ATE213438T1; PL180844B1; WO1996032213A1; CZ287897A3; DK0820360T3; PT820360E; PL322748A1

Abstract

Způsob přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástrojeŹ u něhož při přetváření vzniká z kalíšku }NB přetvořený plášť }DB plechovky axiálním pohybem beranu }�B a přetvářecího trnu }@B s kalíškem }NB několika za sebou seřazenými vytahovacími prstenci }�@aŹ �@bŹ �@cBŹ přičemž se provádí řízená změna teploty ohřevem nebo chlazením alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran }�BŹ přetvářecí trn }@B a@nebo vytahovací prstence }�@aŹ �@bŹ �@cB pro dosažení změny alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů oproti nastalému opotřebení a možnosti dlouhodobě používat tento nástroj pro přetváření plášťů plechovek@ Přetvářecí nástroj s beranem }�B nebo přetvářecím trnem }@B a alespoň jedním vytahovacím prstencem }�@aŹ �@bŹ �@cB k provádění vynálezeckého způsobu má alespoň jeden z vytahovacích prstenců }�@aŹ �@bŹ �@cB nuceně chlazen nebo ohříván pomocí elektricky ovládaného ústrojí a beran }�B přetvářecího nástroje nebo jeho přední tvarovací díl }@B je ve své teplotě řízeně měnitelný zevnitř }@Ź QŹ ÚB nebo z vnějšku }@Ź QaŹ @Ź @aŹ @bBŹ aby ovlivňoval rozměr nástroje bez mechanického zásahuŕ

Description

(57) Anotace:

Způsob přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje, u něhož při přetváření vzniká z kalíšku (N) přetvořený plášť (D) plechovky axiálním pohybem beranu (1) a přetvářecího tmu (2) s kalíškem (N) několika za sebou seřazenými vytahovacími prstenci (10a, 10b, 10c), přičemž se provádí řízená změna teploty ohřevem nebo chlazením alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran (1), přetvářecí tm (2) a/nebo vytahovací prstence (10a, 10b, 10c) pro dosažení změny alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů oproti nastalému opotřebení a možnosti dlouhodobě používat tento nástroj pro přetváření plášťů plechovek. Přetvářecí nástroj s beranem (1) nebo přetvářecím trnem (2) a alespoň jedním vytahovacím prstencem (10a, 10b, 10c) k provádění vynálezeckého způsobu má alespoň jeden z vytahovacích prstenců (10a, 10b, 10c) nucené chlazen nebo ohříván pomocí elektricky ovládaného ústrojí a beran (1) přetvářecího nástroje nebo jeho přední tvarovací díl (2) je ve své teplotě řízené měnitelný zevnitř (4,5,8) nebo z vnějšku (3,5a, 6,7a, 7b), aby ovlivňoval rozměr nástroje bez mechanického zásahu.

Způsob přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje a nástroj k přetváření plášťů plechovek

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje, jakožto i nástroje k přetváření plášťů plechovek jak z hliníkového, tak i z ocelového plechu a i v kombinaci z obou těchto materiálů. Plechy plechovek mohou být opatřeny i doplňkovou funkční vrstvou, kupříkladu laminováním nebo lakováním. V této technické oblasti vznikají tažené pláště plechovek, které jsou spolu s víkem přetvářeny v uzavíracím procesu na uzavřené plechovky.

Stav techniky

Je znám způsob přetváření řízené změny tloušťky plechových dóz podle patentu US-A 4 502 313, kde je jak horní razník, tak i dolní razník opatřen přívodními a odváděcími kanály, do nichž je dodávána chladicí kapalina. Řízením rychlosti proudění, resp. množství proudící kapaliny se ovlivňuje teplota nástrojů, přičemž je možná řízená změna mezery mezi horním a dolním razníkem. Tento způsob však není určen a není použitelný k řešení problému kompenzace opotřebení při provozu přetvářecího nástroje. Na to je poukázáno i přímo v uvedeném spise. Tam popsaná mezera, která se mění s teplotou proudící kapaliny, se přizpůsobuje pouze měnícím se parametrům materiálu, tedy plechového kalíšku. Při změněné tloušťce plechu ve výstupním nástroji je třeba přetvářecí nástroje příslušně přestavit.

Podstata vynálezu

Předložený vynález tyto nevýhody a nedostatky odstraňuje a přináší tak podstatnou redukci potřeby použitých nástrojů při současném šetření materiálem. Při známé teplotě nástroje a určené konfiguraci nástrojů, tj. při dané Šířce štěrbiny mezi vytahovacím trnem a prstencem, je k dispozici určité rozdělení tloušťky stěn v tažené plechovce. Definované řízené ohřívání, popřípadě ochlazování nástrojů vede k roztahování, popřípadě smršťování vytahovacího tmu a prstence, a k definované změně šířky štěrbiny, čímž vzniká řízená tloušťka stěny nebo změna rozdělení tloušťky stěny závislá na řízené volené teplotě. Ovlivňování teploty mění tedy podle vynálezu geometrii nástroje, jehož vlivu se ve stavu techniky zásadně vyhýbá na základě zcela konstantního chladicího prostředku. Při použití vynálezu jsou vlivy teploty a opotřebení nástroje, které vznikají v provozu vytahovacího lisu, kompenzovatelné. Bez této kompenzace by nebyly proveditelné zvýšené počty taktů vytahovacích strojů. Vedle toho se zřetelně zvyšuje životnost každého vytahovacího nástroje, protože opotřebení nástroje nemůže být kompenzováno, aniž by musely být použity nástroje nové. Kompenzace odůvodňuje dlouhodobější použitelnost téhož nástroje a umožňuje navzdory opotřebení materiálu nástroje, většinou tvrdokovu, vyrábět tažené plechovky s konstantními, dlouhodobě stálými tloušťkami stěn. Jak tvářecí chování při formování drážky, tak i tvářecí chování při zatahování horního okraje plechovky (tzv. „reduced neck“ nebo „necking“) se vynálezem zlepšují. Mohou být redukovány odpady materiálu. Také oddělovací proces horního okraje plechovek může být s ohledem na svou přesnost zlepšován. S dodatečně možným zmenšením rozmezí přípustných tolerancí, které je smysluplné při každé redukci tloušťky výstupního plechu, může být při zatahování horního úseku plechovky při používání návrhů podle vynálezu prováděna redukce tloušťky ve zbývající oblasti stěny plechovky. Změna průměru při zatahování v horním úseku plechovky od hlavního průměru k redukovanému hornímu průměru zabraňuje ve stavu techniky další redukci tloušťky stěny. Vynález umožňuje takový další vývoj směřující k úspoře materiálu. Pro vynález se spolu s vlivy teploty použitými ke kompenzaci opotřebení nástroje používá fyzikálního efektu, který byl ve stavu techniky nechtěný a vyhýbalo se mu. Sice se tam také pracovalo s chladicím prostředkem nebo mazivem, které

-1 CZ 293471 B6 oproti okolí vykazují zvýšenou nebo redukovanou teplotu, avšak tato teplota byla na stálé úrovni, aby se právě vyhnulo vynálezem nyní chtěné změně geometrie nástroje.

Podstata vynálezeckého způsobu přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje spočívá vtom, že při přetváření vzniká z kalíšku přetvořený plášť plechovky axiálním pohybem beranu a přetvářecího tmu s kalíškem několika za sebou axiálně seřazenými vytahovacími prstenci buď při řízeném ohřevu alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran, přetvářecí tm a/nebo vytahovací prstence pomocí topidel, jako je topný článek a/nebo cívka anebo prstencové kanály a/nebo obvodové prostředky v podobě topných spirál, anebo při řízeném ochlazování alespoň jednoho z přetvářených nástrojů jako je beran, přetvářecí tm a/nebo vytahovací prstence pomocí chladicích spirál a/nebo chladicího ústrojí, a to pro dosažení řízené rozměrové změny alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů oproti nastalému opotřebení a pro možnost dlouhodobě používat tento nástroj pro přetváření plášťů plechovek.

Vynálezecký způsob je též možno uskutečňovat tak, že se provádí řízená změna tloušťky stěny pláště plechovky alespoň jedním z přetvářecích nástrojů a pomocí dlouhodobého nebo krátkodobého působení změněné teploty alespoň jednoho z těchto přetvářecích nástrojů.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že beran a/nebo přetvářecí tm udržuje podél své axiální délky při tažení plechového kalíšku řízeně rozdílné teploty.

Vynálezecký způsob je též možno uskutečňovat tak, že se provádí řízený ohřev podle fyzikálního principu odporového topení nebo se provádí řízené chlazení přetvářecího nástroje elektricky pomocí chladicího ústrojí pro dosažení změny rozměru alespoň jednoho přetvářecího nástroje.

Vynálezecký způsob je též možno uskutečňovat tak, že topné ústrojí je spojeno s přetvářecím nástrojem.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že se měří tloušťka stěny přetvořených plášťů plechovek pro řízené udržení její konstantní míry.

Vynálezecký způsob je též možno uskutečňovat tak, že se v provozu dosahuje udržení konstantní tloušťky stěny pláště plechovky řízenou změnou teploty beranu, přetvářecího tmu nebo vytahovacího prstence přetvářecího nástroje.

Vynálezecký způsob je též možno provádět tak, že se měření tloušťky stěny plášťů plechovek orientuje v radiálním směru.

Podstata nástroje k provádění přetváření s beranem nebo přetvářecím trnem a alespoň jedním vytahovacím prstencem, určeného kprovádění vynálezeckého způsobu, spočívá vtom, že alespoň jeden z vytahovacích prstenců je pomocí elektricky ovládaného ústrojí napojeného na vedení nucené chlazen nebo ohříván a beran přetvářecího nástroje nebo jeho přední přetvářecí tm je ve své teplotě řízeně měnitelný zevnitř nebo zvnějšku pro ovlivnění rozměru nástroje bez mechanického zásahu.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude lépe pochopen a popsán při použití přiložených výkresů, na nichž znázorňuje:

obr. 1 beran s přetvářecím trnem, obr. 2 beran s přetvářecím trnem v provedení a použití podle stavu techniky, obr. 3 další přetvářecí nástroj opatřený ohřevem razícího tmu,

-2CZ 293471 B6 obr. 4, 5 a 6 schematický ohřev pomocí topných článků nebo odporů, obr. 7 další provedení ohřevu, obr. 8 chlazení, resp. ohřev beranu a přetvářecího tmu vedením kapaliny, obr. 9 ohřev pomocí ohnutých kontaktních desek, obr. 10 jiné provedení chlazení nebo ohřevu přetvářecích nástrojů, obr. 11 detailní pohled na prstenec z obr. 2, obr. 12 znovu pohled na tento prstenec ohřívaný pomocí spirálovitých trubkových odporů a obr. 13 chlazení nebo ohřev pomocných a provozních látek za účelem využití rozdílných koeficientů roztažnosti pro kompenzaci opotřebení nástrojů.

Příklady provedení vynálezu

Podle obr. 1 je beran 1, popřípadě přetvářecí tm 2, ohřívatelný pomocí plynem vytápěných prstencových trysek 3. Stejné uspořádání může sloužit k vytápění, popřípadě chlazení tekutinou.

Obr. 2 znázorňuje beran 1, který je pomocí takzvaného razníkového šroubu upevněn k přetvářecímu tmu 2. Zde znázorněný princip tažení odpovídá stavu techniky při vzniku kalíšku N.

Ohřívání beranu 1, popřípadě přetvářecího tmu 2, je rovněž možné působením vnějšího ozařování. Na obr. 3 je to znázorněno na příkladu s infračerveným zářičem 4a.

Je možné též vytápění uskutečňované pomocí topných článků nebo topných odporů 4, viz obr. 4, podle fyzikálního principu působení odporového topení. Vytápění se také může provádět pomocí topných článků 5, 5a v podobě např. tyčí stočených např. do šroubovice, rovněž na principu odporového topení, viz obr. 5. Topné články 5a jsou na obr. 6 umístěny do beranu 1, přičemž je současně možná integrace topných článků do beranu 1 a přetvářecího tmu 2. Elektrické napájení je provedeno s použitím kabelů 10. Je možné pomocí indukčního způsobu s příslušným uspořádáním cívek 6, aby mohlo odpadnout vedení. Spirálovitý topný článek 5 je potom v nástroji třeba spojit nakrátko. Cívky 6 mohou být umístěny mezi vytahovacími prstenci 10a, 10b, 10c místo rozpěmých držáků, a mohou ležet i před a/nebo za uspořádáním prstenců.

Podle obr. 7 je vytápění beranu 1 a přetvářecího tmu 2 rovněž možné pomocí externího uspořádání cívek 6, přičemž ohřívání razníků, popřípadě beranu 1, se uskutečňuje induktivním způsobem. Podle obr. 8 pak může být přetvářecí tm 2, popřípadě beran 1 opatřen integrovanými kanály la, lb, jimiž může být vedena chladicí, popřípadě ohřívací tekutina.

Ohřev může být též proveden pomocí zakřivených kontaktních desek 7a, 7b, jak je znázorněno na obr. 9. Chlazení, popřípadě ohřev přetvářecích nástrojů, popřípadě beranu, může být též prováděn podle obr. 10 za použití Peltierova efektu sPeltierovým článkem chladicího ústrojí 8. Teplotní regulace se uskutečňuje změnou proudu I, popřípadě změnou proudu média F uvnitř beranu 1 v centrálním kanálu 2a, lc.

Podle obr. 11 je alespoň jeden prstenec 10a, 10b, 10c obtékán, popřípadě protékán, ohřátou, popřípadě chlazenou tekutinou F. K tomu jsou uvažovány prstencové kanály 21 např. uvnitř, nebo na vytahovacím prstenci 10a.

-3CZ 293471 B6

Podle obr. 12 je alespoň jeden prstenec 10a, 10b, 10c ohříván pomocí obvodových prostředků 22, jako jsou topné nebo naopak chladicí spirály.

Konečně podle obr. 13 pak je chlazení, popřípadě ohřívání pomocných a provozních látek (tváře5 cích tekutin) systému vytahovacího lisu prováděno s využitím rozdílných koeficientů roztažností vytahovacích prstenců a přetvářecích nástrojů.

Je též možný ohřev, popřípadě chlazení beranu 1, popřípadě přetvářecího tmu 2, a/nebo vytahovacích prstenců (neznázoměno) pomocí jedné nebo více škrticích kleštin, u nichž se dosahuje 10 změny teploty definovanou změnou průřezu proudu plynu (Thomson-Jouleho efekt).

Pásmo teplot použitelných k řízení dimenzování nástrojů, kupříkladu průměru, leží mezi -20 °C až 250 °C (předčasná únava nástroje a lom nástroje omezují teplotní rozsah).

1 °C odpovídá 0,8 pm změny průměru vytahovacího tmu, kupříkladu u tvrdokovu jako materiálu nástroje. To odpovídá tomu odpovídající změně tloušťky stěny tažené plechovky, popřípadě rozsahu kompenzace průměru. Jestliže je známa míra opotřebení při dlouhodobějším upotřebení nástroje (při známém teplotním chování nástroje), může být pomocí značkovacích čoček dlouhodobě měněna teplota přetvářecích nástrojů. Tím je dlouhodobě a stále kompenzováno rovněž 20 stálé opotřebení nástroje.

Vedle kompenzace mohou být měněny krátkodobé rozměry nástrojů (průměr prstence, průměr tmu, odpovídající stupně průměru nebo rozdílné průměry za sebou ležících prstenců), aniž by bylo potřeba nástroj vyjímat nebo měnit.

Vynálezecký způsob je tedy prováděn tak, že při přetváření vzniká z kalíšku N přetvořený plášť D plechovky axiálním pohybem beranu 1 a přetvářecího tmu 2 s kalíškem N několika za sebou seřazenými vytahovacími prstenci 10a, 10b, 10c, přičemž následuje řízený ohřev alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran 1, přetvářecí tm 2 a/nebo vytahovací prstence 10a, 30 10b, 10c pomocí topidel, jako je topný článek 5, 5a a/nebo cívka 6 anebo prstencové kanály 21 a/nebo obvodové prostředky 22 v podobě topných nebo chladicích spirál a/nebo chladicího ústrojí 8, pro dosažení změny alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů oproti docilovanému opotřebení a možnosti dlouhodobě používat tento nástroj pro přetváření plášťů D plechovek.

Pro dosažení změny tloušťky stěny plechovky se alespoň jeden z přetvářecích nástrojů teplotně dlouhodobě nebo krátkodobě řízené mění. Beran 1 a/nebo přetvářecí tm 2 udržuje podél své axiální délky při tažení plechového kalíšku N řízené rozdílné teploty.

Rozsah teplot, v němž se provádí řízení, je označen jako u_st, přičemž u_st leží mimo rozsahu 40 20°C<u<50°C, zvláště mimo 0°C<u<70°C. Změny teploty vzniklé během přetvářecího procesu mechanickou přetvářecí energií na alespoň jednom z přetvářecích nástrojů nejsou řízenými teplotními změnami pro kompenzaci opotřebení.

U vynálezeckého způsobu se měří tloušťka stěny přetvořených plášťů D plechovek pro udržení 45 její konstantní míry. V provozu se dosahuje udržení konstantní tloušťky stěny pláště plechovky řízenou změnou teploty beranu 1, přetvářecího tmu 2 nebo vytahovacího prstence 10a, 10b, 10c přetvářecího nástroje.

Měření tloušťky stěny plášťů D plechovek je orientováno v radiálním směru. Řízený ohřev se 50 děje podle fyzikálního principu odporového topení nebo řízené chlazení přetvářecího nástroje se děje elektricky pomocí chladicího ústrojí 8 pro dosažení změny rozměru alespoň jednoho přetvářecího nástroje pomocí elektřiny. Topné ústrojí je s výhodou spojeno s přetvářecím nástrojem.

Přetvářecí nástroj podle vynálezu je tedy opatřen beranem 1 a/nebo přetvářecím trnem 2 55 a alespoň jedním vytahovacím prstencem 10a, 10b, 10c, přičemž alespoň jeden z vytahovacích

-4CZ 293471 B6 prstenců 10a, 10b, 10c je pomocí elektricky ovládaného ústrojí napojeného na vedení nucené chlazen nebo ohříván a beran J přetvářecího nástroje nebo jeho přední přetvářecí tm 2 je ve své teplotě řízeně měnitelný zevnitř nebo z vnějšku, aby ovlivňoval rozměr nástroje bez mechanického zásahu.

Průmyslová využitelnost

Vynález je průmyslově využitelný jak při výrobě plechovek, tak i ve výzkumu a vývoji těchto výrobních přetvářecích procesů.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob přetváření plášťů plechovek s kompenzací opotřebení tvářecího nástroje, přičemž při přetváření vzniká z kalíšku (N) přetvořený plášť (D) plechovky axiálním pohybem beranu (1) a přetvářecího tmu (2) s kalíškem (N) několika za sebou axiálně seřazenými vytahovacími prstenci (10a, 10b, 10c), přičemž se provádí buď:

řízený ohřev alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran (1), přetvářecí tm (2) a/nebo vytahovací prstence (10a, 10b, 10c) pomoci topidel, jako je topný článek (5, 5a) a/nebo cívka (6) anebo prstencové kanály (21) a/nebo obvodové prostředky (22) v podobě topných spirál, anebo řízené ochlazování alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů jako je beran (1), přetvářecí tm (2) a/nebo vytahovací prstence (10a, 10b, 10c) pomocí chladicích spirál a/nebo chladicího ústrojí (8), a to pro dosažení řízené rozměrové změny alespoň jednoho z přetvářecích nástrojů oproti nastalému opotřebení a pro možnost dlouhodobě používat tento nástroj pro přetváření plášťů plechovek.

2. Způsob podle nároku 1, při kterém se provádí řízená změna tloušťky stěny pláště (D) plechovky alespoň jedním z přetvářecích nástrojů a pomocí dlouhodobého nebo krátkodobého působení změněné teploty alespoň jednoho z těchto přetvářecích nástrojů.

3. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, při kterém udržuje beran (1) a/nebo přetvářecí tm (2) podél své axiální délky při tažení plechového kalíšku (N) řízeně rozdílné teploty.

4. Způsob podle nároku 1, pro kompenzaci dlouhodobé změny tloušťky stěny pláště (D) plechovky vytvořené z kalíšku (N), při kterém se provádí řízený ohřev podle fyzikálního principu odporového topení nebo řízené chlazení přetvářecího nástroje elektricky pomocí chladicího ústrojí (8) pro dosažení rozměrové změny alespoň jednoho přetvářecího nástroje.

5. Způsob podle nároku 1, při kterém je topné ústrojí spojeno s přetvářecím nástrojem.

6. Způsob podle jednoho z předchozích nároků, při kterém se měří tloušťka stěny přetvořených plášťů (D) plechovek pro řízené udržení její konstantní míry.

7. Způsob podle nároku 1, při kterém se v provozu dosahuje udržení konstantní tloušťky stěny pláště (D) plechovky řízenou změnou teploty beranu (1), přetvářecího tmu (2) nebo vytahovacího prstence (10a, 10b, 10c) přetvářecího nástroje.

-5CZ 293471 B6

8. Způsob podle nároku 6 nebo 7, při kterém se měření tloušťky stěny plášťů (D) plechovek orientuje v radiálním směru.

9. Nástroj k provádění přetváření s beranem (1) nebo přetvářecím trnem (2) a alespoň jedním 5 vytahovacím prstencem (10a, 10b, 10c) k provádění způsobu podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že (a) alespoň jeden z vytahovacích prstenců (10a, 10b, 10c) je pomocí elektricky ovládaného ústrojí napojeného na vedení (10) nucené chlazen (21, 22) nebo ohříván; a o

(b) beran (1) přetvářecího nástroje nebo jeho přední přetvářecí tm (2) je ve své teplotě řízeně měnitelný zevnitř (4, 5, 8) nebo z vnějšku (3, 5a, 6, 7a, 7b) pro ovlivnění rozměru nástroje bez mechanického zásahu.