DE19621080A1 - Behälter - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft das Ziehen von Metallblech in Hohlgegenstände wie Dosenkörper, und insbesondere aber nicht ausschließlich, das Nachziehen eines gezogenem Metall­ napfes in eine tiefere Dose mit reduziertem Durchmesser.

Eine bekannte Vorrichtung zum Ziehen oder Tiefziehen weist einen Stempel, eine in axialer Ausrichtung zum Stempel gehalterte Ringmatrize und eine Rohlingshalterhülse auf, die den Stempel umgibt und auf eine Fläche der Ringmatrize zu und davon weg zu dem Umfang eines Rohlings oder Napfes beweg­ lich ist, während eine Relativbewegung wie zwischen dem Stem­ pel und der Matrize den Rohling oder Napf in die Ringmatrize zieht.

Das Europäische Patent Nr. 0005084 beschreibt eine Stem­ pel-, Matrizen- und Rohlingshalter-Anordnung, in welcher die Rohlingshalterhülse an einem sphärischen Lager montiert ist, um jede Kippung zuzulassen, die erforderlich ist, um den Druck um die Basis des Napfes gleichmäßig zu verteilen, wenn der Stempel in die Matrize eintritt. Zentrierungsfedern sind um den Rohlingshalter herum angeordnet, um ihn elastisch in Konzentrizität mit dem Stempel zu drücken. Ein Problem mit diesem schwimmenden Rohlingshalter besteht darin, daß wenn er in eine horizontale Presse eingebaut wird, das freie Ende des Rohlingshalters die Tendenz aufweist, sich in eine fehlausge­ richtete Position zu senken, bevor Druck auf den Rohling aus­ geübt wird.

Im Gegensatz dazu stellt diese Erfindung eine Vorrich­ tung zum Formen eines Behälterkörpers aus einer Metallblech­ komponente bereit, wobei die Vorrichtung einen Stempel, eine axial zu dem Stempel ausgerichtete Ringmatrize und einen den Stempel umgebenden Ringrohlingshalter aufweist, der so ange­ ordnet ist, daß eine Relativbewegung, wie zwischen dem Roh­ lingshalter und einer Endfläche der Matrize den Umfang eines Rohlings oder Napfes festhält, wenn der Stempel in die Ring­ matrize eintritt, wobei die Matrize einen in der Längsachse des Stempels zentrierten sphärischen Lageroberflächenabschnitt aufweist, und ein Matrizenhalter eine Ringoberfläche mit gekrümmten Querschnitt besitzt, um mit der sphärischen Oberfläche der Matrize zusammenzuwirken, um eine Festhaltekraft auf das Metallblech zwischen der Ma­ trizenfläche und dem Rohlingshalter auf zubringen.

In einer Ausführungsform ist die Festhalteeinrichtung ein Ziehmatrizeneinsatz, der zum Formen eines napfförmigen Gegenstandes aus dünnem Material mit größerem Durchmesser in einen Dosenkörper mit kleinerem Durchmesser verwendet wird; ein Halter für den Ziehmatrizeneinsatz und eine innerhalb des napfförmigen Gegenstandes positionierbare Klemmhülse, wobei der Ziehmatrizeneinsatz eine sphärische Oberfläche aufweist, die gegenüber einer angepaßten gekrümmten Oberfläche des Hal­ ters angeordnet ist, wobei der Mittelpunkt der sphärischen Oberfläche an einem Punkt auf der Achse des und nahe an dem Mittelpunkt des Ziehmatrizeneinsatzes, welcher den Dosen­ körper formt, so angeordnet ist, daß der Ziehmatrizeneinsatz frei kippen kann, was es ermöglicht, daß die von der Klemm­ hülse aufgebrachte Kraft gleichmäßig um den napfförmigen Gegenstand herum verteilt durch den Ziehmatrizeneinsatz ausgeübt wird.

Bevorzugt sind Kanäle in dem Halter vorhanden, um einen Druckfluidstrom zu den sphärischen Lagerflächen zu ermög­ lichen.

Die Matrize kann eine Form zum Klemmen eines nicht run­ den Rohlings oder Napfes aufweisen.

Die Kippbewegung der Matrize in dem sphärischen Lager kann eingeschränkt sein.

Die Bewegung der Matrize zu der Klemmeinrichtung kann ebenfalls eingeschränkt sein.

Der Klemmblock oder der Rohlingshalter und die Matrize oder der Matrizeneinsatz können Ziehwulste aufweisen, um die Klemmkraft zu verstärken.

Das Zulassen eines Kippens der Matrize hat folgende Vorteile:

• 1. Trägheitskräfte auf die Matrize werden minimiert, da das Gewicht der Matrize vollständig in dem Weckzeugblock ge­ lagert wird.
• 2. Die Lage der kippbaren Matrize vermeidet das Problem des Absenkens, wenn ein Rohlingshalter für eine Bewegung entlang einer Horizontalachse in einer Presse montiert wird.
• 3. Die Bewegung einer kippbaren Matrize kann auf einer Seite durch einen ringförmigen Rückhaltering begrenzt werden, während bevorzugt von dem Werkzeugblock aus zugeführtes Druckschmiermittel dazu verwendet werden kann die Matrize bis zu dem Zeitpunkt gegen die Rückhalteplatte zu drücken, bis ein in die Matrize eintretender Stempel eine Richtungsände­ rung der Matrize bewirkt.

Verschiedene Ausführungsformen werden nun als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines runden, gezogenen Napfes;

Fig. 1a eine perspektivische Ansicht eines aus dem Napf von Fig. 1 nachgezogenen Napfes;

Fig. 2 eine Seitenansicht die an einem Durchmesser einer er­ findungsgemäßen Nachziehmatrize geschnitten ist;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Matrizenhalters von Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht von unten auf den in Fig. 2 dargestellten Matrizenhalter 3; und

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Stempels, eines Rohlingshalters, einer Nachziehmatrize und von Wandab­ streckmatrizen in einem Werkzeugblock.

Fig. 1 stellt einen aus einem Metallblech gezogenen Napf 1 mit einer Bodenwand 2 und einer von dem Umfang der Boden­ wand nach oben stehenden zylindrischen Seitenwand 3 dar.

Fig. 1a stellt einen nachgezogenen Napf 4 dar, der durch Eintritt eines Rohlingshalters und Stempels in den Napf von Fig. 1 und Drücken des Stempels in eine Matrize zum Her­ stellen eines nachgezogenen Napfes hergestellt wird, der eine (in der Fig. 1a nicht sichtbare) Endwand und eine zylin­ drische Seitenwand 5 mit reduziertem Durchmesser aufweist, die von dem Umfang der Endwand nach oben steht.

Fig. 2 stellt eine Matrize 10 und einen Matrizenhalter 20 dar, der zum Nachziehen des in Fig. 1 dargestellten Napfes 1 in den in Fig. 1a darstellten nachgezogen Napf 4 geeignet ist. Die Matrize 10 weist eine ebene Ringoberfläche 12 auf, die den Eintritt in einen Matrizenradius 13 und den Hals 14 definiert. Der Außenumfang der Matrize 10 enthält eine zylindrische Wand 15, die sich von dem Umfang der Oberfläche 12 nach unten erstreckt, einen sich von der zylindrischen Wand 15 nach außen erstreckenden Vorsprung 16, einen sphärischen Oberflächenabschnitt 17, der sich von dem Vor­ sprung 16 aus nach unten und innen erstreckt, um an einer ebenen Bodenfläche 18 zu enden.

Der Matrizenhalter 20 weist eine vertiefte Ringfläche 21, eine Ringlagerfläche 22 mit gekrümmten Querschnitt, die sich von der Innenseite der Fläche 21 nach unten erstreckt und eine Blendenplatte 23 auf, die die Oberseite einer Wir­ belkammer 24 definiert, welche nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wird. Die Außenwand des Matrizen­ halters ist rund und enthält eine Öffnung 25 für den Eintritt von Schmierfluid. Eine Nut 27 verteilt das Druckfluid gleich­ mäßig um die Matrize herum zwischen dem sphärischen Ober­ flächenabschnitt 17 und der Ringlagerfläche 22, die Matrize 10 wird in dem Halter 20 von einer Abdeckplatte 28 gehaltert, so daß die zylindrische Wand von dem Druckfluid mittig in die Abdeckplatte 28 gedrückt wird, bis ein vorrückender Napf auf einem Stempel den Fluiddruck überwindet und die Matrize kippt, um einen im wesentlichen gleichförmigen Druck um den gesamten Napf herum während des Nachziehens aufzubringen.

Bei Bezugnahme auf Fig. 2 und 4 wird verständlich, daß die ringförmige Wirbelkammer 24 von tangentialen Kanälen 29 gespeist wird, welche Fluid von einem ringförmigen Vertei­ lungskanal erhalten, der von einem radialen Durchtrittspfad mit einem Eintritt 25 gespeist wird. Eine Lippe auf der Blen­ denplatte 23 wirkt mit einer Fase auf einer Ringplatte 26 zusammen, um ein wirbelndes Schmiermittel vorwärts in Richtung einer weiteren Matrize zu führen. Gemäß Darstellung in Fig. 2 wird dasselbe Fluid, das zum Schmieren einer wei­ teren Matrize verwendet wird, auch dazu verwendet die Matrize in einer Bereitschaftsstellung für jede erforderliche Kippung zu unterstützen. Falls gewünscht, kann die Matrize jedoch auch von einer getrennten Druckfluidquelle unterstützt werden.

Fig. 5 stellt eine Vorrichtung zum Nachziehen eines Napfes in einen Dosenkörper mit geringerem Durchmesser als der Napf dar. Die Vorrichtung weist einen Stempel 31, der entlang einer Achse A auf eine den Stempel 31 umgebende Rohlingshalterhülse 32 hin und davon weg bewegbar ist, eine axial zu dem Stempel 31 ausgerichtete Ringmatrize 10 und einen Rohlingshalter 32 und einen ersten Matrizenhalter 20 auf, der eine Ringlagerfläche 22 mit gekrümmtem Querschnitt besitzt, um einen sphärischen Oberflächenabschnitt 17 der Matrize zu lagern. Die Matrize 10 wird in den sphärischen Lagerflächen von einer Abdeckplatte 28 gehalten, gegen welche die Matrize über einen durch eine Nut 27 eingebrachten Fluid­ druck gedrückt wird, die von einer Eintrittsöffnung 25 über einen Durchtrittspfad durch den Halterin der zuvorbeschrie­ benen Weise gespeist wird. Die in den Fig. 2 und 4 darge­ stellte Wirbelkammer 24 wurde zum Zwecke der Klarheit in Fig. 5 weggelassen, ist aber bevorzugt vorhanden, um eine weitere Matrize zu schmieren.

Die Rohlingshalterhülse 32 ist auf die Matrize 10 zu und davon weg bewegbar, um einen Napf 1 zu der Matrize zu bringen und den Boden 2 des Napfes gegen die ebene Fläche 10 der Ma­ trize 10 zu drücken, während der Stempel 31 den Napf in die Matrize drückt. Die Rohlingshalterhülse wird durch eine zweite Aktion einer über eine Anordnung von Federn 36 oder ein ähnliches elastisches Element wirkenden (nicht darge­ stelltem) Presse bewegt.

Fig. 5 stellt die Vorrichtung zu einem Zeitpunkt dar, nachdem der Boden 2 des Napfes 1 auf der Rohlingshalterhülse 32 gegen die ebene Fläche 12 der Matrize 10 durch den von den Federn 36 erzeugten Druck gepreßt wurde. Der Stempel 31 ist gerade dabei die Bewegung entlang der Achse A fortzusetzen, um den Boden des Napfes in die Matrize 10 zu pressen.

Da die Rohlingshalterhülse 32 den Napf gegen die ebene Fläche 12 der Matrize drückt, kann die Matrize in notwendigem Male kippen, um einen gleichmäßigen Rohlingshalter-Haltedruck auf einen Rand um den gesamten Boden 2 des Napfes 1 auf­ zubringen, so daß die Bewegung des Stempels 31 in die Matrize einen nachgezogenen Napf mit im wesentlichen gleichmäßiger Wanddicke und Höhe um die in Fig. 1a dargestellte zylin­ drische Seitenwand 5 herum formt.

Der Rohlingshalterdruck zwischen der Hülse 32 und der Matrizenfläche 12 bewirkt, daß sich der sphärische Abschnitt 17 der Matrize auf der Ringlagerfläche 22 bewegt, und so den Fluidfluß aus der Nut 27 beendet, so daß mehr Fluid in die Wirbelkammer 24 verteilt wird, um eine weitere Matrize zu schmieren.

Fig. 5 stellt eine weitere Matrize in der Form einer Wandabstreckmatrize 40 und zwei weiteren Abstreckringen 41, 42 dar, welche dahingehend herkömmlich sind, daß sie keine Kippfähigkeit besitzen. Die Ringe 40, 41 und werden von Abstandshaltern 43, 44 auf Abstand gehalten.

Claims (7)

1. Vorrichtung zum Formen eines Behälterkörpers aus einer Metallblechkomponente, wobei die Vorrichtung einen Stem­ pel, eine axial zu dem Stempel ausgerichtete Ringmatrize und einen den Stempel umgebenden Ringrohlingshalter auf­ weist, der so angeordnet ist, daß eine Relativbewegung, wie zwischen dem Rohlingshalter und einer Endfläche der Matrize den Umfang der Metallblechkomponente festhält, wenn der Stempel in die Ringmatrize eintritt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Matrize einen in der Längsachse des Stempels zentrierten sphärischen Lageroberflächenabschnitt aufweist, und ein Matrizenhalter eine Ringoberfläche mit gekrümmten Querschnitt aufweist, um mit der sphärischen Oberfläche der Matrize zusammenzuwirken, um auf das Metallblech zwischen der Matrizenfläche und dem Roh­ lingshalter eine Festhaltekraft aufzubringen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Festhalteeinrich­ tung einen Nachziehmatrizeneinsatz und eine in einen nachzuziehenden Napf eintrittsfähige Rohlingshalterhülse enthält, der Nachziehmatrizeneinsatz mit einer sphärischen Oberfläche so angeordnet ist, daß diese mit einer gekrümmten Oberfläche eines Matrizenhalters so zusammenwirkt, daß sich der Mittelpunkt der sphärischen Oberfläche der Ma­ trize sich an einem Punkt auf der Achse des oder nahe an dem Mittelpunkt der Oberfläche des Nachziehmatrizenein­ satzes befindet, welcher mit dem Stempel zum Formen des Dosenkörper so zusammenwirkt, daß der Matrizeneinsatz frei kippen kann, um während des Nachziehens einen gleich­ mäßigen Festhaltedruck um den napfförmigen Gegenstand herum zu erreichen.

3. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Matrizenhalter Kanäle aufweist, um einen Druckfluid­ strom zu den sphärischen Lagerflächen zu ermöglichen.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der ringförmige Rohlingshalter eine Form aufweist, um eine nicht runde Metallblechkomponente festzuhalten.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Kippbewegung der Matrize durch eine ringförmige Platte des Halters eingeschränkt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Matrizenfläche oder der Rohlingshalter oder beide Ziehwulste aufweisen.

7. Verfahren zum Formen eines Behälterkörpers aus einer Metallblechkomponente unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6.