DE19532455A1 - Verfahren und Vorrichtung zum einstückigen Anformen von Formflaschen an Metallbleche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum einstückigen Anformen von vorzugsweise verschließbaren Formflanschen an Metallbleche, ins­ besondere für solche für Behälterböden oder an Behälterböden, mittels eines Stanzwerkzeuges und weiterer Verformwerkzeuge, sowie Werkzeuge zur Durchführung des Verfahrens.

Beim Bau entleerbarer Behälter, insbesondere von Fässern, ist es üblich, vorzugsweise zwei bspw. durch Schraubstopfen verschließbare Formflanschen, gegebenenfalls unterschiedlicher Größe, zu verwenden. Derartige Formflansche sind üblicherweise separat als Guß- bzw. Preßteile gestaltet und werden bspw. durch Schweißen, Nieten, Pressen, Verschrauben oder Pressung durch Sprengringe mit den Behälterböden verbunden, und zu deren Abdichten sind in der Mehrzahl der Fälle gesonderte Dichtungen erforderlich.

Um bei niedrigen Baukosten bspw. auch auf Dichtungen völlig ver­ zichten zu können, ist bereits vorgeschlagen worden, derartige Formflansche an Metallbleche, insbesondere bspw. als Faßdeckel vorgesehene Metallbleche, einstückig ein- bzw. anzuformen, so daß einerseits durch die Einstückigkeit eine absolute Dichtheit der Behälter erreicht wird, während andererseits zusätzliche Materialko­ sten entfallen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß zwar eine Vielzahl von Formen vorgeschlagen wurde, bei denen auch durch zusätzliche Prägung die Stabilität des Bleches bzw. Faßbleches im Bereich des Formflansches erhöht wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die Zahl der zur Anformung der Formflansche erforderlichen Werkzeuge und damit die Anzahl der durchzuführenden Preßvorgänge unvorteilhaft hoch sind, und daß in vielen Fällen auf rotierende Werkzeuge zur Ausformung nicht verzichtet werden kann, auch wenn diese Werkzeuge bspw. zu dritt in einem gemeinsamen, antreibbaren Werkzeugkopf vorgesehen sind.

Die Erfindung geht daher von der Aufgabe aus, das Anformen von Formflanschen an Blechplatten bspw. zur Verwendung als Faßböden zu vereinfachen, indem die Anzahl der Arbeitsschritte und damit der zu verwendenden Werkzeuge vorteilhaft beschränkt wird und auf drehantreibbare Werkzeuge völlig oder wenigstens fast gänzlich verzichtet wird.

Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Sie ermöglichen es, den gewünschten Formflansch mit einem Minimum an Verfahrensschritten sowie Werkzeugen herzustellen und auf rotie­ rende Werkzeuge völlig zu verzichten.

Zweckmäßige, vorteilhafte und gegebenenfalls erfinderische Weiter­ bildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Im einzelnen wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit die stufenweise Herstellung darstellenden Zeich­ nungen erläutert. Es zeigen hierbei jeweils im abgebrochenen Halb­ schnitt

Fig. 1 einen mit einem Formflansch zu versehenden Blech­ zuschnitt,

Fig. 2 das Blech der Fig. 1 nach Einstanzen eines Loches,

Fig. 3 das Blech der Fig. 2 nach Einbringung zweier zen­ trischer Vertiefungen durch einen Tiefziehschritt,

Fig. 4 das Vorformen des einzubringenden Formflansches, und

Fig. 5 den fertiggeformten Formflansch mit dem Fertig-Werk­ zeug in seiner Endstellung.

In Fig. 1 ist als Ausgangsmaterial ein Blechzuschnitt 1 gezeigt, der bspw. als Boden bzw. Deckel eines Fasses verwendbar ist, und der aus einem Metall, insbesondere einem Stahl oder einem Edelstahl, besteht. Je nach Verwendungszweck sind unterschiedliche Stärken dieses Bleches möglich, bspw. von 0,7 bis 1,5 mm, ohne daß hierdurch Grenzen gegeben sein sollen.

In einem ersten Verfahrens schritt wird in den Blechzuschnitt 1 gemäß Fig. 2 eine runde Kreisöffnung 2 gestanzt. Der Durchmesser dieser Kreisöffnung richtet sich nach der Weite des gewünschten Formflan­ sches: Er wird im allgemeinen etwas geringer gewählt als die lichte Weite des zu erstellenden Formflansches abzüglich seiner Höhe.

In einem folgenden Tiefziehschritt werden in dem Blechzuschnitt 1 eine kleine, flache Stufe 3 sowie eine steile, hutförmige Stufe 4 eingepreßt. Die Kreisöffnung 2 der Fig. 2 wird hierbei auf eine größere Weite gedehnt, und die Stufe 4 wird so ausgelegt, daß die Höhe des gebildeten Rohransatzes 5 etwa der Breite des sich an­ schließenden Ringbereiches 6 entspricht.

Für das weitere Verformen in einer dritten und vierten Arbeitsstufe wird zunächst der Blechzuschnitt 1 mit dem in Fig. 3 dargestellten Profil zentrisch auf eine Stützplatte 7 aufgebracht. Festgelegt wird der Blechzuschnitt 1 durch ein geteiltes Umgriff-Werkzeug 8, das eine Einstechung 9 zur Aufnahme des Bundes des entstehenden Form­ flansches aufweist.

Nach Festlegen des Blechzuschnittes wird nunmehr das Werkzeug 10 in seine in Fig. 4 dargestellte Lage abgesenkt. Das untere Ende des Werkzeuges 10 ist hierbei durch einen Kegelstumpf 11 gebildet, der in das Loch 2 des Blechabschnittes 1 eingreift und den Ringbereich 6 des in Fig. 3 gezeigten Profiles nach innen abfallend herunter­ drückt. Gleichzeitig aber wird auch der Scheitel 13 der Stufe 4 der Fig. 3 durch den überstehenden Rand des Zylinders 12 des Werkzeuges 10 erfaßt und in die Einstechung 9 hereingedrückt. Zu beachten ist hierbei, daß der Durchmesser des Zylinders 12 größer ist als der Durchmesser der Basis des Kegelstumpfes 11 sowie die Weite des Umgriff-Werkzeuges 8, jedoch den Durchmesser der Einstechung 9 geringfügig unterschreitet.

Zur Fertigstellung des Profiles des Formflansches bedarf es nur noch eines weiteren Arbeitsschrittes. Unter Beibehaltung der Einspannung des Blechzuschnittes 1 zwischen der Stützplatte 7 und dem Um­ griff-Werkzeug 8 wird nunmehr ein Werkzeug 14 abgesenkt, das aus einem ersten Zylinder 15 mit die Weite der Einstechung 9 geringfügig unterschreitenden Durchmessers besteht, an den sich ein zweiter Zylinder 16 anschließt, dessen Durchmesser die lichte Weite der Ausnehmung des Umgriffwerkzeuges 8 um mindestens die doppelte Blechstärke unterschreitet, und an dessen untere Stirnfläche sich die Basis eines Kegelstumpfes 17 anschließt, der steiler als der Kegelstumpf 11 des vorigen Werkzeuges ausgeführt ist. Der Übergangs­ bereich 18 zwischen den Zylindern 15 und 16 erweist sich im Profil als an die Mantelfläche des Zylinders 16 anschließender, etwa viertelkreisförmiger Bogen, der in den Rest der Grundfläche des Zylinders 15 ausläuft.

Wird dieses Werkzeug 14 bis zur in Fig. 5 dargestellten Stellung heruntergepreßt, so weitet hierbei der steilere Kegelstumpf 17 den Ringbereich 6 der Fig. 3 weiterhin und legt ihn nach unten zum Rohrstutzen 19 um. Der Scheitel 13 wird durch den äußeren Rand der Grundfläche des Zylinders 15 achsnormal plangedrückt, während der Zylinder 16 den Rohrstutzen 19 kalibriert. Die Wulste des Scheitel­ bereiches sind durch den Stufenübergang der Einstechung 9 sowie den Übergangsbereich 18 der Zylinder 15 und 16 bestimmt.

Damit ist der Formflansch fertig ausgeformt, es kann nunmehr auch das Werkzeug 14 emporgezogen und das Umgriff-Werkzeug 8 gespreizt und entfernt werden, so daß der Blechzuschnitt 1 mit angeformtem Formflansch 20 nunmehr der Stützplatte 7 entnehmbar ist.

Das Einschneiden, Eindrehen, Einstechen, Furchen oder Wirbeln eines Innengewindes des Rohrstutzens 19 zur Aufnahme eines schließenden Gewindestopfens ist nicht dargestellt, kann aber nach einem beliebi­ gen Verfahren vorgenommen werden. Das saubere Plandrücken des Scheitels jedenfalls sichert die gewünschte Abdichtung durch einen einzubringenden Gewinde-Verschlußstopfen. Diese Dichtung kann auch nicht durch beim Einbringen von Gewinde in dünnes Material gegebe­ nenfalls entstehende Risse beeinträchtigt werden, da das Gewinde im wesentlichen in den inneren Rohrstutzen 19 eingebracht wird und Risse im Bereiche dieses Rohrstutzens die Dichtigkeit eines Behäl­ ters nicht beeinträchtigen können.

Claims (4)

1. Verfahren zum einstückigen Anformen von vorzugsweise ver­ schließbaren Formflanschen an Metallbleche, insbesondere solche für Behälterböden, oder an Behälterböden, mittels eines Stanz­ vorganges und weiterer Verformungen, dadurch gekennzeichnet,
daß nach Stanzen oder Schneiden einer Kreisöffnung (2) und hutartigem Hochziehen mindestens eines die Kreisöffnung (2) umgebenden Ringbereiches (6) mit der Höhe des Formflansches entsprechender Breite in einem ersten weiteren Verfahrens schritt dieser Ringbereich (6) konisch nach unten gedrückt und an seiner der Kreisöffnung gegenüberliegenden Zone nach außen gedrückt wird,
daß in einem weiteren anschließenden Verfahrensschritt der Ringbereich (6) an die ihn abgrenzende Stufe (4) (Rohransatz 5) rohrartig (Rohrstutzen 19) angedrückt sowie deren Scheitel (13) im wesentlichen achsnormal plangepreßt werden,
und daß in einem weiteren Verfahrens schritt in den gebildeten Rohrstutzen (19) ein Innengewinde zur Aufnahme eines Verschluß­ stopfens eingebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde eingefurcht, eingeschnitten, eingepreßt, eingedreht und/oder eingewirbelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Innengewinde in aufeinander folgende Sektoren des Rohrstutzens (19) jeweils alternierend eingebracht wird.

4. Vorrichtung zum einstufigen Anformen von vorzugsweise ver­ schließbaren Formflanschen an Metallbleche nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Stanz- bzw. Druckwerkzeuge:
ein Stanzwerkzeug zum Ausstanzen einer zentralen Kreisöffnung (2), ein Prägewerkzeug zum Tiefziehen mindestens eines hutartig hochgezogenen, die Kreisöffnung (2) zentrisch umgebenden Ringbereiches (6), einer Stützplatte (7) zum zentrischen Halten des verformten Bereiches des verformten Blechzuschnittes (1) mit einem mehrteiligen spreizbaren Umgriff-Werkzeug (8), dessen lichte Weite dem Außendurchmesser des zu fertigenden Formflan­ sches entspricht, und das von oben her eine zentrische Ein­ stechung (9) aufweist, deren Weite dem Außendurchmesser des Endflansches des zu erstellenden Formflansches (20) entspricht und dessen untere Flanke diesen Dichtungsflansch untergreift, und daß ein erstes Werkzeug (10) in die Haltewerkzeuge absenk­ bar ist, dessen Unterteil durch einen flachen Kegelstumpf (11) eines Basisdurchmessers gebildet ist, welcher die lichte Weite des Umgriff-Werkzeuges (8) um etwa die doppelte Materialstärke des Blechzuschnittes (1) unterschreitet, und daß dieser Kegel­ stumpf (11) auf die Grundfläche eines Zylinders (12) gesetzt ist, dessen Außendurchmesser die lichte Weite der Einstechung (9) geringfügig unterschreitet, während ein in einem folgenden Verfahrens schritt angewandtes weiteres Werkzeug einen steilen Kegelstumpf (17) aufweist, der in einen Zylinder (16) übergeht, dessen Außendurchmesser die Weite des Umgriff-Werkzeuges (8) um die vierfache Materialstärke des Blechzuschnittes (1) unter­ schreitet, und der über einen gekrümmten Übergangsbereich (18) in die Grundfläche eines folgenden Zylinders (15) übergeht, dessen Durchmesser die lichte Weite der Einstechung (9) gering­ fügig unterschreitet.