-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterkörpers, der aus einer als Ronde bezeichneten Rohling naht- und fügestellenfrei hergestellt wird. Beispielsweise weist der Behälterkörper eine zylindrische Behälterwand auf, die axial an einem Ende in einen Behälterteil übergeht, der den Behälterkörper verschließt, wie etwa ein Behälterboden. Der herzustellende Behälterkörper kann daher axial an einem Ende durch den Behälterteil geschlossen sein oder aber auch an beiden Enden eine Öffnung aufweisen. An zumindest einem axialen Ende ist der Behälterkörper offen. Derartige Behälterkörper können beispielsweise durch Fließpressen hergestellt werden, um Tuben, Dosen oder ähnliches aus Metall, beispielsweise Aluminium, oder einer Metalllegierung herzustellen. Die Form des Behälterkörpers kann abhängig von der Gestaltung der Matrize und des Stempels variieren.
-
Eine Fließpresse zur Herstellung von derartigen Behälterkörpern ist z.B. aus
DE 1 402 784 A bekannt. Ronden oder Platinen werden der Fließpresse zugeführt und zwischen deiner Matrize und einem Stempel positioniert. Dieser Stempel drückt die Platine in die Matrize hinein. Dabei fließt das Material entgegen der Bewegungsrichtung des Stempels um diesen herum und dabei auch aus der Matrize heraus, wobei zwischen der Behälterkörper geformt wird. Alternativ zu diesem Rückwärtsfließpressen sind auch Vorwärtsfließpressverfahren oder kombinierte Vorwärts-Rückwärts-Fließpressverfahren bekannt, bei denen das Material ausschließlich bzw. zusätzlich auch in Bewegungsrichtung des Stempels fließt.
-
Ein anderes Verfahren zur Herstellung eines Behälterkörpers durch Tiefziehen-Abstrecken ist beispielsweise in
DE 2 308 132 0der
DE 10 2010 000 094 A1 beschrieben. Zunächst werden aus einem Blech Ronden ausgestanzt. Diese werden anschließend in einer Abstreckstation mit Hilfe eines Ziehstempels durch eine Matrize gezogen und dabei umgeformt.
-
Fließpressverfahren zur Dosenherstellung sind bekannt und werden seit langem angewandt. Allerdings ist es bei diesen Verfahren notwendig, die ausgestanzten scheibenförmigen Rohlinge, die auch als Ronden bezeichnet werden, in einer gewünschten Ausrichtung vor den Fließpressen zur Umformung des Behälterkörpers zu platzieren. Dies ist deshalb notwendig, weil die Rohlinge oder Ronden nach dem Stanzen einen Stanzgrat aufweisen. Dieser Stanzgrat ist für die Herstellung des Behälterkörpers in der Regel nicht störend, da nach dem Umformen des scheibenförmigen Rohlings in den Behälterkörper der dem Behälterboden entgegengesetzte Rand der Behälterwand ohnehin abgeschnitten wird. Unebenheiten an diesem Rand, die durch den Stanzgrat gebildet werden, sind deswegen unproblematisch.
-
Allerdings erfordert dies das Ausrichten des Rohlings bzw. der Ronde vor dem Fließpressen derart, dass die den Stanzgrat aufweisende Flachseite dem axial offenen Ende des herzustellenden Behälterkörpers zugeordnet ist. Bei falscher Orientierung des Rohlings vor dem Fließpressen kann es durch den Stanzgrat zu Löchern in der Behälterwand oder zu sogenannten Doppelungen in der Wand kommen. Dies ist dann der Fall, wenn der Stanzgrat entgegen der Fließrichtung des Materials in bzw. durch die Matrize gedrückt wird. Dieses Problem ist seit langem bekannt. Es wird heutzutage dadurch gelöst, dass beim Ausstanzen des scheibenförmigen Rohlings bzw. der Ronde gleichzeitig eine Umformung stattfindet, bei dem die Ronde gewölbt wird. Dies wird als Bombieren bezeichnet. Durch das Wölben des Rohlings ist dieser an seinenbeiden Seiten ungleich geformt. Deswegen ist beim Zuführen bzw. Transportieren der Rohlinge zur Umformstation eine Sortierung möglich, so dass der Rohling mit dessen Stanzgrat immer die gewünschte Orientierung in Fließrichtung des Materials aufweist. Eine solche Sortierung ist aufwendig. Auch beim Sortieren können Fehler auftreten, die wiederum Fehler beim Umformen des Rohlings in den Behälterkörper nach sich ziehen.
-
Beim Tiefziehen-Abstrecken von Ronden zu Behälterkörpern werden diese in der Regel durch eine Greifeinrichtung aufgenommen und zwischen dem Ziehstempel und der Matrize platziert. Dabei kann es vorkommen, dass flach aufeinander liegenden Ronden aneinander haften bleiben und versehentlich zwei Ronden ergriffen und der Presse zugeführt werden. Dies führt zu Fehlern.
-
Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein Verfahren bereitzustellen, das weniger aufwendig ist und Fehler beim Umformen des Rohlings in den Behälterkörper vermeidet oder zumindest merklich reduziert.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
-
Erfindungsgemäß wird zunächst ein scheibenförmiger Rohling mit vorzugsweise kreisrunder Kontur aus einem Metallblech ausgestanzt. Bei kreisförmiger Kontur kann der Rohling auch als Ronde bezeichnet werden. Im Anschluss an das Ausstanzen werden die beiden Kanten des Rohlings gestaucht. Aufgrund dieses Stauchvorganges wird ein etwaiger vorhandener Stanzgrat entfernt. Der scheibenförmige Rohling erhält dadurch eine symmetrische Form gegenüber eine Symmetrieebene, die mittig zwischen den beiden Flachseiten des Rohlings verläuft. Durch das Stauchen der beiden Kanten und die sich daraus ergebene symmetrische Gestalt des Rohlings ist ein anschließendes Sortieren überflüssig. Der Rohling kann mit einer beliebigen seiner beiden Flachseiten in eine Umformposition transportiert werden, aus der er dann beispielsweise in einem Fließpressvorgang zum Behälterkörper umgeformt wird. Durch das Stauchen der beiden ringförmigen Kanten wird außerdem eine Kalibrierung des Rohlings erreicht. Unregelmäßigkeiten des Stanzprozesses sind entfernt. Die Kannten erhalten eine exakt vorgegebenen Form und können daher leichter in der gewünschten Umformposition angeordnet werden, was wiederum Fehler beim Umformprozess vermeidet. Auch das Transportieren bzw. Zuführen der scheibenförmigen Rohlinge zur Umformstation wird vereinfacht, da alle Rohlinge, abgesehen von geringfügigen Prozesstoleranzen beim Stauchen, dieselbe Form aufweisen und Unregelmäßigkeiten des Stanzprozesses entfernt sind. Die zu transportierenden Rohlinge sind flach und weisen keinen unregelmäßigen Stanzgrat auf.
-
Das Umformen des Rohlings in den Behälterkörper kann beispielsweise durch Fließpressen erfolgen. In der Umformposition kann der Rohling zwischen einem Stempel im Oberwerkzeug der Presse und einer Matrize im Unterwerkzeug der Presse angeordnet sein. Vorzugsweise liegt der Rohling in der Umformposition mit einer seiner beiden Flachseiten auf einer Auflagefläche der Umformpresse auf, die beispielsweise die Matrize ringförmig umgibt.
-
Bevorzugt werden beim Stauchen der beiden Kanten des Rohlings beide Kanten gleichzeitig bearbeitet. Dadurch ist ein hoher Durchsatz und ein effizienter Herstellungsprozess erreichbar. Für das Stauchen der beiden Kanten des Rohlings eignen sich beispielsweise Maschinen, wie sie zum Randstauchen und/oder Prägen von Münzen verwendet werden. Solche Maschinen sind auf dem Markt verfügbar und können sehr einfach für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden. Obwohl der Rohling für die Behälterkörperherstellung vorzugsweise aus Aluminium besteht, hat sich herausgestellt, dass die zum Randstauchen von Münzen verwendeten Maschinen sich auch für das Randstauchen der für die Behälterkörperherstellung ausgestanzten Ronden aus Aluminium eignen. Aluminium ist ein sehr weiches Material. Dennoch konnte ein Stauchen der Kanten zur Erzielung der gewünschten Form erreicht werden, ohne die zylindrische, scheibenförmige Gestalt der Ronde nachteilig zu beeinflussen.
-
Während des Stauchens wird der Rohling mit seiner Umfangsfläche, die von den beiden zu stauchenden Kanten begrenzt ist, vorzugsweise an einem Stauchwerkzeug abgewälzt. Durch einen Druckumformprozess werden die beiden Kanten gestaucht und in die gewünschte Form gebracht. Die Form der Ronde bzw. des Rohlings im Bereich der Kanten und der Umfangsfläche wird durch das Stauchwerkzeug vorgegeben. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist hierfür eine Stauchnut im Stauchwerkzeug vorhanden, in der sich die Ronde mit der Umfangsfläche abwälzt.
-
Durch das Stauchen der Ronde kann an den beiden Kanten ein Radius, eine ringsumlaufende Fase oder auch ein ringsumlaufender Rand gebildet werden. Ein solcher Rand kann beispielsweise dazu dienen, die Positionierung der Ronde in der Umformposition zu vereinfachen.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens begeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung sowie sonstiger Gegebenheiten. Anhand der Zeichnung werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
-
1 ein bandförmiges Blech in schematischer Darstellung als Ausgangsmaterial zum Ausstanzen von Ronden,
-
2 eine schematische, blockschaltbildliche Darstellung des Stanzvorgangs,
-
3 eine teilgeschnittene Darstellung des Randbereichs einer Ronde nach dem Ausstanzen,
-
4 eine erste beispielhafte Anordnung zum Stauchen der Kanten der Ronde in Teildarstellung,
-
5 eine zweite beispielhafte Anordnung zum Stauchen der Kante der Ronde in Teildarstellung,
-
6 bis 8 eine teilgeschnittene Darstellung jeweils einer Ronde nach dem Stauchen mit verschiedenen Kantenformen und
-
9 bis 11 eine beispielhafte, stark schematisierte Darstellung eines Fließpressvorgangs.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterkörpers mit einer beispielsgemäß hohlzylindrischen Form, der beim bevorzugten Ausführungsbeispiel an einem axialen Ende offen und am anderen axialen Ende nahtund fügestellenfrei in einen Behälterteil übergeht, der den Behälterkörper verschließt. Alternativ hierzu kann durch Fließpressen auch ein Behälterkörper hergestellt werden, der an beiden axialen Enden offen ist. Der Behälterkörper wird aus einem scheibenförmigen, zylindrischen Rohling 10 hergestellt. Beim vorliegenden Verfahren hat der Rohling eine kreisförmige Kontur und wird daher nachfolgend als Ronde 10 bezeichnet.
-
In einem ersten Verfahrensschritt werden die Ronden 10 aus einem Metallblech 11 ausgestanzt, das beispielsgemäß aus Aluminium besteht. Das Metallblech 11 kann als bandförmiges Material von einer Rolle abgewickelt und mit Hilfe eines Stanzwerkzeugs 12 ausgestanzt werden, wie dies schematische in 2 veranschaulicht ist.
-
Nach dem Stanzen weist die Ronde 10 an einer ihrer beiden Flachseiten 13 einen Stanzgrat 14 auf. Dieser Stanzgrat 14 ist unregelmäßig und bewirkt eine unsymmetrische Gestalt der Ronde 10.
-
Nach dem Ausstanzen der Ronde 10 wird zur Entfernung des Stanzgrates 14 sowie zur Herstellung einer symmetrischen Form gegenüber eine Symmetrieebene S mittig zwischen den beiden Flachseiten 13 ein Stauchvorgang durchgeführt. Dabei werden die beiden ringförmigen Kanten 15, die die Umfangsfläche 16 der Ronde 10 begrenzen, gestaucht und in eine gewünschte Form gebracht. In den 6 bis 8 sind verschiedene Ausführungsbeispiele der Ronden 10 dargestellt, wobei jede Ronde 10 eine andere Kantenform aufweist. Durch das Stauchen kann einer Kante 15 ein Radius R, ein Fase F oder ein ringsumlaufender Vorsprung zur Bildung eines Randes V geformt werden. Der Vorsprung bzw. Rand V weist bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel eine abgerundete Form auf und ist ringförmig geschlossen. Er steht über die jeweils angrenzende Flachseite 13 hinaus und geht stufenlos in die Umfangsfläche 16 über. Die gestauchte Kante 15 der Ronde 10 kann abgerundet oder durch Kanten begrenzt in die Umfangsfläche 16 und/oder die zugeordnete Flachseite 13 übergehen. Die Kante 15 ragt allerdings bei keinem Ausführungsbeispiel über die durch die Umfangsfläche 16 definierte Zylindermantelfläche hinaus.
-
In den 4 und 5 sind schematisch Stauchvorrichtungen 17 zum Stauchen der beiden Kanten 15 der Ronde 10 veranschaulicht. Die Stauchvorrichtung 17 weist ein Stauchwerkzeug 18 mit einer Stauchnut 19 auf. Die Stauchnut 19 verläuft entlang eines Kreissegments. Entsprechend kann das Stauchwerkzeug 18 eine ringsegmentartige Kontur aufweisen. Mit Abstand zum Stauchwerkzeug 18 und zur Stauchnut 19 ist koaxial zur Stauchnut 19 ein Antriebsrad 20 mit einer Antriebsnut 21 angeordnet. Die Ronde 10 wird zum Stauchen in die Antriebsnut 21 des Antriebsrades 20 aufgenommen und entlang der Stauchnut 19 des Stauchwerkzeugs 18 abgewählt. Um die gesamte Kante 15 zu stauchen entspricht die Länge der Stauchnut 19 zumindest dem Umfang der beiden Kanten 15 der Ronde 10. Die Querschnittsform der Stauchnut 19 bestimmt die Form der Kante 15 nach dem Stauchprozess. Die Ronde 10 wird beim Stauchen zwischen dem Antriebsrad 20 und dem stationären Stauchwerkzeug 18 eingeklemmt, wodurch sich die beiden Kanten 15 in der Stauchnut 19 umformen und an die Form der Stauchnut 19 anpassen.
-
Die beiden Ausführungsbeispiele der Stauchvorrichtungen 17 in den 4 und 5 arbeiten nach demselben Prinzip. In beiden Fällen sind die Antriebsnut 21 und die Stauchnut 19 koaxial zur Antriebsachse des Antriebsrades 20 angeordnet. Beim Ausführungsbeispiel nach 1 ist der Radius der Stauchnut 19 größer als der Radius der Antriebsnut 21. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel weist die Stauchnut 19 einen größeren Abstand zur Antriebsachse des Antriebsrades 20 auf, als die Antriebsnut 21. Demgegenüber sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß 5 die Antriebsnut 21 und die Stauchnut 19 axial beabstandet zueinander angeordnet und haben beide denselben Abstand zur Antriebsachse. Auch hier sind die beiden Nuten 19, 21 koaxial zur Antriebsachse angeordnet.
-
Weitere Abwandlungen der Ausführungsbeispiele der Stauchvorrichtung 17 sind möglich. Beispielsweise könnte in Abwandlung zum ersten Ausführungsbeispiel gemäß 4 das Stauchwerkzeug 19 innerhalb des Antriebsrades 20 angeordnet sein, so dass der Abstand der Stauchnut 19 zur Antriebsachse kleiner ist als der Abstand der Antriebsnut 21. Bei allen Ausführungsbeispielen sind die Stauchnut 19 und die Antriebsnut 21 fluchtend zueinander ausgerichtet, so dass die Ronde 10 sowohl in die Stauchnut 19, als auch in die Antriebsnut 21 eingreifen und in beiden Nuten 19, 21 abwälzen kann.
-
Nach dem Stauchen werden die Ronden 10 schließlich zu einer Umformvorrichtung 22 transportiert, die schematisch uns sehr stark vereinfacht in den Figuren 9 bis 11 gezeigt ist. Die Ronden 10 werden zum Umformen in einer Umformposition P in einer Matrize 23 der Umformeinrichtung 22 positioniert. Zu der Umformvorrichtung 22 gehört ferner ein Stempel 24 der entlang seiner Stempellängsachse relativ zur Matrize 23 bewegbar ist. Mit Abstand zur Matrize 23 ist eine Abstreifeinrichtung 25 vorgesehen, die eine Öffnung 26 aufweist, durch die der Stempel 24 hindurchragt. Im Bereich der Öffnung kann die Abstreifeinrichtung 25 am Stempel 24 anliegen oder einen kleinen Spalt zur Mantelfläche des Stempels 24 bilden, der kleiner ist als die Wandstärke eines aus der Ronde 10 umgeformten Behälterkörpers 27.
-
Anhand der 9 bis 11 ist beispielhaft eine Umformvorrichtung 22 zur Durchführung eines Rückwärts-Fließpressvorgangs veranschaulicht. In Abwandlung hierzu kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für Umformeinrichtungen 22 verwenden werden, die einen Vorwärts-Fließpressvorgang oder eine Kombination aus Rückwärts- und Vorwärts-Fließpressvorgang durchführen.
-
Wie schematisch in den 9 bis 11 veranschaulicht, ist die Matrize 23 auf der dem Stempel 24 zugewandten Seite für die Durchführen des Rückwärts-Fliespressverfahrens offen. Nach dem Einsetzen der Ronde 10 in die Ausnehmung der Matrize 23 wird der Stempel 24 auf die Matrize 23 zubewegt. Nach dem Anliegen an der Ronde 10 wird die Ronde zwischen der Matrize 23 und dem Stempel 24 gepresst, wodurch sich das Material zunächst zwischen dem Stempel 24 und der Matrize 23 verformt und dabei entlang der Stempelaußenfläche aus der Matrize 23 heraus entgegen der Bewegungsrichtung des Stempels 24 fließt, wie dies in 10 veranschaulicht ist.
-
Nach dem Ende des Umformvorgangs wird der Stempel 24 von der Matrize 23 weg zurückbewegt. Bei dieser Rückwärtsbewegung streift er den hergestellten Behälterkörper 27 an der Abstreifeinrichtung 25 ab. Der Behälterkörper 27 wird dann aus der Umformvorrichtung 22 entfernt und eine neue Ronde 10 in die Matrize 23 eingesetzt. Das Rückwärts-Fließpressverfahren zur Herstellung des Behälterkörpers 27 beginnt dann erneut.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterkörpers. Hierzu wird zunächst eine scheibenförmige Ronde 10 mit kreiszylindrischer Kontur aus einem Metallblech, insbesondere einem Aluminiumblech ausgestanzt. Im Anschluss daran werden die beiden kreisförmigen Kanten 15 der Ronde 10 in einem Stauchprozess in eine vorgegebene gewünschte Form umgeformt. Bei diesem Stauchen wälzt sich die durch die beiden Kanten 15 begrenzte Umfangsfläche 16 der Ronde 10 in einer die Kantenform bestimmenden Stauchnut 19 eines Stauchwerkzeugs 18 ab. Dadurch entsteht eine gegenüber einer Symmetrieebene S, die mittig zwischen den beiden Flachseiten der Ronde 10 verläuft, symmetrische Gestalt. Die Ronde 10 kann daher einer Umformvorrichtung 22 zugeführt werden, ohne dass eine Sortierung und Orientierung erforderlich ist. So kann die Ronde 10 mit einer beliebigen ihrer beiden Flachseiten 13 einem Stempel 23 bzw. einer Umformmatrize 24 zugewandt sein. Mithin ist es möglich, die Ronde 10 in zwei verschiedenen Stellungen in die Umformposition P der Umformvorrichtung 22 zuzuführen, ohne dass dadurch der Umformprozess oder der Behälterkörper nachteilig beeinflusst würden.
-
Bezugszeichenliste
-
- 10
- Rohling, Ronde
- 11
- Metallblech
- 12
- Stanzwerkzeug
- 13
- Flachseite der Ronde
- 14
- Stanzgrat
- 15
- Kante der Ronde
- 16
- Umfangsfläche
- 17
- Stauchvorrichtung
- 18
- Stauchwerkzeug
- 19
- Stauchnut
- 20
- Antriebsrat
- 21
- Antriebsnut
- 22
- Umformvorrichtung
- 23
- Matrize
- 24
- Stempel
- 25
- Abstreifeinrichtung
- 26
- Öffnung
- 27
- Behälterkörper
- P
- Umformposition
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 1402784 A [0002]
- DE 2308132 [0003]
- DE 102010000094 A1 [0003]
