DE10054755C1 - Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehteilen für Verpackungszwecke sowie Verfahren zur Herstellung des Feinstbleches - Google Patents

Abstract

Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehteilen für Verpackungszwecke, insbesondere von Deckeln für Behälter von Getränken und/oder für Behälter für Getränke oder Lebensmittel. In einer Oberfläche des Feinstbleches befindet sich eine Erhebung (14) mit einem in der Draufsicht ringförmigen Umfangsverlauf oder mit einer flächigen Ausdehnung mit einer Begrenzung entsprechend dem Umfangsverlauf verstärkter Bereiche des herzustellenden Tiefziehteiles. Die Höhe und der Verlauf der Erhebung lassen sich von einem Fachmann in einfacher Weise so wählen, daß in beim Tiefziehvorgang stark beanspruchten, also gedehnten und damit in der Dicke verringerten Bereichen eine für die Festigkeit erforderliche Dicke nicht unterschritten wird. Außerdem können so gewünschte Verstärkungen in bestimmten Flächenbereichen des fertigen herzustellenden Tiefziehteils vorbereitet werden. Andererseits kann aber die Dicke des Feinstbleches außerhalb der Erhebungen (14) so gewählt werden, wie dies die Festigkeit an diesen Stellen, beispielsweise eines Deckelspiegels, erfordert. Der Vorteil ist eine Materialersparnis (Zeichnung: Fig 2).

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Feinstblech der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie auf ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10 zur Herstellung eines solchen Feinstbleches.

Beim Tiefziehen von Teilen, beispielsweise von Deckeln für Behälter von Getränken, ist es bekannt, daß in Bereichen des Tiefziehteiles, in denen eine starke Dehnung erfolgt, Ausgangsfeinstblech entsprechend dün­ ner wird. Damit auch in diesen kritischen Bereichen die Blechstärke eine Minimaldicke nicht unterschreitet, ist es allgemein bekannt, die Ausgangsdicke des tiefzuzie­ henden Feinstbleches entsprechend stark zu wählen, so daß die Dicke nach dem Tiefziehen in den kritischen Bereichen ein Mindestmaß nicht unterschreitet. Dies führt allerdings dazu, daß in den nicht stark verform­ ten Bereichen, beispielsweise im mittleren Bereich ei­ nes Deckels für Getränkebehälter, die Dicke des Bleches stärker als erforderlich ist. Dies bedeutet einen unnö­ tigen Materialverbrauch.

Durch JP 62-240102 A ist es bekannt, Stahlblech mit einem unregelmäßigen Querschnitt durch Hindurch­ führen durch Kalibrierwalzen zu versehen, um so ein später durch Tiefziehen erzeugtes Teil, beispielsweise ein Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs, mit einer ge­ wünschten Oberflächeneigenschaft zu versehen. Die Un­ regelmäßigkeiten in der Oberfläche haben dabei eine Tiefe von 1-20 µm. Bei Verwendung eines solchen Ble­ ches für das Tiefziehen von Tiefziehteilen für Verpac­ kungszwecke, beispielsweise Deckel für Getränkedosen, ergibt sich ebenfalls ein erhöhter Materialverbrauch als in dem zuvor beschriebenen Falle.

Durch US 3 956 915 ist es bekannt, Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehteilen vor dem Tiefziehen mit feinen linienförmigen Eindrückungen zu versehen, die beim späteren Tiefziehvorgang Schmiermittel aufnehmen und somit den Tiefziehvorgang verbessern sollen. Die feinen Vertiefungen werden dadurch erzeugt, daß das Feinblech vor dem Tiefziehen durch einen Spalt zwischen zwei Preßwalzen geführt wird, deren Oberfläche komple­ mentäre feine linienförmige Erhebungen aufweisen. Bei der Verwendung eines solchen Feinstbleches zur Herstel­ lung von Tiefziehteilen für Verpackungszwecke, bei­ spielsweise von Deckeln für Getränkeflaschen, ergeben sich die gleichen Nachteile wie beim eingangs geschil­ derten allgemeinen Stand der Technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehteilen für Ver­ packungszwecke, insbesondere von Deckeln für Behälter von Getränken und/oder für Behälter für Getränke oder Lebensmittel zu schaffen, durch das ohne Festigkeits­ verlust in kritischen Tiefziehbereichen oder Beanspru­ chungsbereichen Material eingespart wird.

Der Erfindung liegt außerdem die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Feinstble­ ches anzugeben.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird bei einem Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehtei­ len für Verpackungszwecke, insbesondere von Deckeln für Behälter von Getränken und/oder für Behälter für Ge­ tränke oder Lebensmittel durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene Lehre gelöst.

Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, in Voraussicht auf die beim Tiefziehen in kritischen Be­ reichen zu erwartende Abnahme der Dicke des Bleches oder auf gewünschte Verstärkungen in dem fertigen her­ zustellenden Tiefziehteil ein Blech zu schaffen, das in den genannten Bereichen Erhebungen in der Oberfläche des Feinstbleches aufweist, unter denen sich im Hin­ blick auf den Tiefziehvorgang praktisch ein Material­ vorrat befindet, so daß beim Tiefziehen dieser Materi­ alvorrat verbraucht und somit sichergestellt wird, daß die Dicke des Blechs in den kritischen Bereichen nicht das gewünschte untere Dickenmaß unterschreitet. Durch solche erfindungsgemäßen Erhebungen können auch Ver­ stärkungen für das fertige Tiefziehteil vorbereitet werden.

Diese Lehre bedeutet außerdem, daß die Dicke des Feinstbleches außerhalb der Erhebung so dünn bemessen werden kann, wie es gerade die Festigkeit in diesen Bereichen erfordert, beispielsweise im mittleren Be­ reich eines Deckels, dem Deckelspiegel.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung bildet das Feinstblech einen Wickel, bei dem in Wickelrichtung hintereinander und/oder quer dazu nebeneinander im Ab­ stand mehrere Erhebungen angeordnet sind. Aus diesem Wickel können dann die tiefzuziehenden Einzelblechteile ausgestanzt und gleichzeitig oder später dem Tiefzieh­ vorgang unterworfen werden.

Zur Erhöhung der Materialansammlung in beim Tief­ ziehvorgang kritischen Bereichen können gemäß einer Weiterbildung der Erfindung beide Oberflächen des Feinstbleches eine Erhebung aufweisen. Dabei haben die Erhebungen auf beiden Oberflächen vorzugsweise gleiche Höhe. Vorteilhafterweise beträgt die Höhe der Erhebung 5% bis 20% der Dicke des Feinstbleches. Außerdem be­ trägt die Höhe der Erhebung vorteilhafterweise 0,05 mm. Handelt es sich bei dem Feinstblech um ein solches zum Tiefziehen eines Deckels oder Behälters mit einer Schulter, so sieht eine Weiterbildung der Erfindung vor, daß die Breite der Erhebung bzw. Erhebungen in der Ebene des Feinstbleches der Breite der Schulter eines tiefzuziehenden Deckels oder Behälters entspricht.

Schließlich sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Feinstbleches gemäß der Erfindung vor, daß sich die Erhebung wellenförmig aus der Oberfläche des Feinst­ bleches erhebt. Somit ist ein kontinuierlicher Übergang der Oberfläche des Feinstbleches in die Oberfläche der Erhebung geschaffen, wobei die Breite des Übergangs von der Form des tiefzuziehenden Teiles in den kritischen Bereichen abhängt.

Bei einer flächigen Form der Erhebung ist es zweckmäßig, daß der Umfangsverlauf der Erhebung der Ausdehnung eines Bodens eines eine Dose oder einen Dec­ kel bildenden Tiefziehteils entspricht.

Die das Verfahren zur Herstellung eines Feinst­ bleches gemäß Anspruch 1 betreffende Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 10 angegebene Lehre gelöst. Der Grundgedanke dieser Lehre besteht darin, die erfindungsgemäßen Erhebungen in der Oberfläche des Feinstbleches in einem kontinuierlichen Walzvorgang zu schaffen. Hierzu wird ein glattes, in der Regel als Wickel zur Verfügung stehendes Band eines Feinstbleches mit einer Dicke, die größer ist als die Dicke des fertigen, die Erhebungen aufweisenden Feinstbleches in einen Preßspalt zwischen zwei Preßwalzen geführt, der der Dicke des die Erhebungen aufweisenden Feinstbleches entspricht. Beim Einlaufen des glatten Bandes in den Preßspalt ist somit praktisch ein Materialüberschuß vorhanden, der im Preßspalt in die Vertiefungen in der Oberfläche einer oder beider Preßwalzen fließt, die komplementär zu den zu erzeugenden Erhebungen angeord­ net sind. Die Vertiefungen entsprechen also sowohl nach ihrem Verlauf als auch nach ihrer Tiefe den zu erzeu­ genden Erhebungen. Den Preßspalt verläßt dann ein Band, das nach dem Aufwickeln einen Wickel gemäß Anspruch 2 bildet, bei dem in Wickelrichtung hintereinander und/oder quer dazu nebeneinander im Abstand mehrere Erhebungen angeordnet sind.

Die Tiefe der komplementären Ausnehmung/-en in der bzw. den Preßwalzen beträgt zweckmäßigerweise bis zu je 0,05 mm.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des er­ findungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Band nach dem Preßvorgang in eine Stanz- und Tiefziehein­ richtung geführt wird. Dabei entspricht der Umfang der Preßwalze mit den Vertiefungen zweckmäßigerweise einem Mehrfachen des Längsabstandes der Erhebungen im gewalz­ ten Blech. Dadurch ist sichergestellt, daß den Preß­ spalt fortlaufend Erhebungsmuster gleicher Anordnung auf dem Band verlassen.

Wird das Band nach Verlassen des Preßspaltes in eine Stanzeinrichtung geführt, um jeweils für den Tief­ ziehvorgang vorbereitete Blechteile auszustanzen oder gleich tiefzuziehen, so ist es zweckmäßig, in einer der Preßwalzen an einer Stelle ihres Umfangs eine Erhöhung oder Vertiefung vorzusehen, um so eine Markierung in dem Band in Längsrichtung zu erzeugen. Entsprechend ist in der Stanzeinrichtung ein Tastmittel zur Abtastung dieser Markierung und zur Steuerung der Arbeitsweise der Stanzeinrichtung vorgesehen. Dadurch kann sicher­ gestellt werden, daß die Stanzschnitte jeweils genau an den gewünschten Stellen außerhalb der Erhebungen durch­ geführt werden.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Fig. 1 zeigt im Schnitt einen Teil eines be­ kannten Deckels, um das der Erfindung zugrundeliegende Problem zu erläutern,

Fig. 2 zeigt in stark vergrößerter Darstellung einen Schnitt durch ein Ausführungsbei­ spiel eines Feinstbleches gemäß der Er­ findung,

Fig. 3 zeigt einen Teil einer Preßwalze zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens im Schnitt mit stark vergrößert dargestellten Vertiefungen und

Fig. 4 zeigt die Walze wie in Fig. 3, jedoch gedreht um 90°.

Fig. 1 zeigt einen Deckel 2 mit einem Deckelspie­ gel 4, einer Schulter 6 und einem Rand 8. Er ist durch Tiefziehen erzeugt, wobei bei Deckeln 2 gemäß dem Stand der Technik in einem mit dem Buchstaben B bezeichneten kritischen Bereich der Schulter 6 aufgrund der starken Dehnung beim Tiefziehvorgang eine Verdünnung des Blechs erfolgt. Aus diesem Grunde wurde beim Stand der Technik als Ausgangsmaterial Feinstblech verwendet, dessen Dic­ ke so gewählt wurde, daß die nach dem Tiefziehvorgang im kritischen Bereich B verringerte Dicke den Festig­ keitsanforderungen genügte. Dies hatte aber zur Folge, daß außerhalb des kritischen Bereichs B, beispielsweise im Bereich des Deckelspiegels 4, die Dicke des Bleches größer war als erforderlich. Dies führte zu einem ver­ größerten Materialverbrauch. Dies soll, wie eingangs geschildert, durch die Erfindung vermieden werden.

Fig. 2 zeigt stark vergrößert und aus Dar­ stellungsgründen in den Abmessungen verzerrt ein Feinstblech 10 gemäß der Erfindung, dessen Oberfläche 12 eine in der Draufsicht auf die Oberfläche 12 in Fig. 2 nicht erkennbare ringförmige Erhebung 14 aufweist. Diese Erhebung 14 hat in der Ebene der Oberfläche 12 eine Breite B, die dem kritischen Bereich B in Fig. 1 entspricht. Die Erhebung 14 erhebt sich als Welle aus der Oberfläche 12, so daß die Oberfläche 12 kontinuier­ lich in die der Erhebung 14 übergeht.

Wird das Feinstblech gemäß Fig. 2 beispielsweise zum Tiefziehen eines Deckels gemäß Fig. 1 verwendet, so nimmt aufgrund des Tiefziehvorganges im kritischen Be­ reich B die Dicke ab und unterschreitet bei fachmän­ nischer Bemessung der Höhe der Erhebung 14 nicht das für die Festigkeit im kritischen Bereich B erforderli­ che Maß. Gleichzeitig hat die Dicke D des Bleches nach dem Tiefziehvorgang außerhalb des kritischen Bereichs B genau gerade die Dicke, die für die Festigkeit bei­ spielsweise im Bereich des Deckelspiegels 4 erforder­ lich ist.

Fig. 3 zeigt einen Teil einer zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bestimmten Preßwalze 16 im Schnitt, wobei Lagerzapfen 18 ungeschnitten gezeigt sind. In einer Oberfläche 20 der Walze 16 befinden sich stark vergrößert dargestellte Vertiefungen 22, die kom­ plementär zu den Erhebungen 14 des Feinstbleches gemäß Fig. 2 ausgebildet sind, also eine Tiefe und einen Ver­ lauf komplementär zu den Erhebungen 14 haben. Der ringförmige Verlauf ist aus Fig. 4 ersichtlich, die die Walze in der Darstellung gemäß Fig. 3 um 90° verdreht zeigt.

Die Preßwalze 16 bildet zusammen mit einer weite­ ren, nicht dargestellten Preßwalze einen Preßspalt, in den gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ein glattes Band eines Feinstbleches eingeführt wird mit einer Dic­ ke, die größer ist als die Dicke des fertigen, die Er­ hebungen 14 aufweisenden Feinstbleches, wobei der Preß­ spalt der Dicke des die Erhebungen aufweisenden Feinst­ bleches entspricht. Da die Dicke des in den Preßspalt einlaufenden Bandes eines Feinstbleches etwas größer ist als der Preßspalt, fließt das Material des Feinst­ bleches in die Vertiefungen 22 der Preßwalze 16, so daß dadurch auf der Oberfläche des Feinstbleches in der gewünschten Weise die Erhebungen 14, s. Fig. 2, erzeugt werden.

Claims (14)

1. Feinstblech zur Herstellung von Tiefziehteilen für Verpackungszwecke, insbesondere von Deckeln für Behäl­ ter von Getränken und/oder für Behälter für Getränke oder Lebensmittel, dadurch gekennzeichnet, daß eine Oberfläche (12) des Feinstbleches eine Erhebung (14) mit einem in der Draufsicht ringförmigen Umfangsverlauf oder mit einer flächigen Ausdehnung mit einer Begren­ zung entsprechend dem Umfangsverlauf verstärkter Berei­ che des herzustellenden Tiefziehteiles aufweist.

2. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Feinstblech einen Wickel bildet, bei dem in Wickelrichtung hintereinander und/oder quer dazu neben­ einander im Abstand mehrere Erhebungen (14) angeordnet sind.

3. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Oberflächen des Feinstbleches jeweils ein­ ander gegenüberliegend eine Erhebung (14) aufweisen.

4. Feinstblech nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (14) auf beiden Oberflächen gleiche Höhe aufweisen.

5. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Erhebung (14) 5% bis 20% der Dicke (D) des Feinstbleches beträgt.

6. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Erhebung (14) bis zu 0,05 mm beträgt.

7. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Erhebung (14) bzw. Erhebungen in der Ebene des Feinstbleches der Breite der Schulter (6) eines tiefzuziehenden Deckels (2) oder Behälters ent­ spricht.

8. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer flächigen Form der Erhebung der Umfangs­ verlauf der Erhebung der Ausdehnung eines Bodens eines eine Dose oder einen Deckel bildenden Tiefziehteiles entspricht.

9. Feinstblech nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Erhebung (14) wellenförmig aus der Ober­ fläche (12) des Feinstbleches erhebt.

10. Verfahren zur Herstellung eines Feinstbleches gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein glattes Band eines Feinstbleches mit einer Dicke, die größer ist als die Dicke des fertigen, die Erhebungen (14) aufweisenden Feinstbleches, in einen Preßspalt zwischen zwei Preßwalzen (16) geführt wird, der der Dicke des die Erhebungen (14) aufweisenden Feinstbleches ent­ spricht, wobei in der Oberfläche (20) einer oder beider Preßwalzen (16) Vertiefungen (22) komplementär zu den zu erzeugenden Erhebungen (14) angeordnet sind.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Tiefe der komplementären Vertiefung/- en (22) 0,05 mm beträgt.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Band nach dem Walzvorgang in eine Stanz- und Tiefzieheinrichtung geführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfang der Preßwalze einem Mehrfachen des Längsabstandes der Erhebungen im gewalzten Blech ent­ spricht.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß in einer der Preßwalzen (16) an einer Stelle ihres Umfangs eine Erhöhung oder Vertiefung vorgesehen ist, mit der eine Markierung in dem Band in Längsrichtung erzeugt wird, und daß in der Stanzeinrichtung ein Tast­ mittel zur Abtastung dieser Markierung und zur Steue­ rung der Arbeitsweise der Stanzeinrichtung vorgesehen ist.