DE2002748B2 - Gesamtverbundwerkzeug zum Formen von Behältern aus dünner Folie - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Gesamtverbundwerkzeug zum Formen becherförmiger Behälter mit am Öffnungsrand abstehendem Flansch, welches aufweist ein Unterwerkzeug mit einem Ziehstempel und mit einem inneren und äußeren Niederhalter, und ein Oberwerkzeug mit einer Ziehmatrize und einem relativ zu dieser bewegbaren Schnittring sowie einem zwischen diesen angeordneten und in bezug zu diesen axial verschiebbaren Ziehring, welcher in einer ersten Phase synchron mit der Ziehmatrize und dem Schnittring gegen das Unterwerkzeug bewegt wird, wobei seine vordere Stirnfläche in der gleichen Ebene liegt wie die Stirnfläche des Schnittringes und dabei dem Randbereich der ausgeschnittenen Platine gegen den äußeren Niederhalter preßt, und welcher in einer zweiten Phase, in der die Ziehmatrize zurückgehalten wird, einen axialen Oberstand am Flansch zieht, wobei er an einer Ansthlagflache des Schnittringes anliegt und von diesem mitgenommen wird.

Bei einem beispielsweise durch die USA.-Patemschrift 2 899 922 bekanntgewordenen Werkzeug dieser Art wird der Ziehring von Federn vorgetrieben, so daß seine Stirnfläche bei Beginn des Stanzhubes voreilt und dabei die auszuschneidende Platine zusammen mit der Ziehmatrize ausbeult, bevor der nachtuende Schnittring die Platine ausschneidet. Während der anschließenden ersten Phase des Ziehvorganges, während der die Seitenwand des Behälters geformt wird, ist die Klemmung des Randbereichs der Platine zwischen dem Ziehring und dem Schnittring einerseits und dem äußeren Niederhalter andererseits von einem Ziehkissen nur so hoch, daß sich in der Seitenwand und im Flansch Runzeln bilden. Insbesondere sind Runzeln im Flansch eines Verpackungsbehälters unerwünscht, da durch diese ein hermetisch dichter Verschluß mit einem auf den Flansch aufgesiegelten Deckel nicht mit Sicherheit erzielt werden kann.

Ferner ist durch die USA.-Patentschrift 3 163 142 ein Werkzeug zum Formen becherförmiger Behälter mil Flansch und einem axialen Oberstand an diesem bekanntgeworden, bei dem das Oberwerkzeug eine Ziehmatrize und einen diese umgebenden Zieh-Schnittring und das Unterwerkzeug einen Ziehstempel und einen innerer; und einen äußeren Niederhalter hat. Der innere Niederhalter ist zum Bilden des Flansches mit der Stirnseite der Ziehmatrize und der äußere Niederhalter mit dem Zieh-Schnitlring deckungsgleich. Um Reißen und übermäßige Faltenbildung zu verhindern, wird bei diesem Werkzeug die durch die Stirnseite der Matrize und des inneren Niederhalters ausgeübte Klemmung des Flanschteils nach dem Ziehen des axialen Überstandes am Flansch teilweise oder ganz aufgehoben. Diese Entlastung wird dadurch erzielt, daß der Druck eines auf die Matrize wirkenden Luftkissens entsprechend gesteuert wird. Es wurde auch schon vorgeschlagen bei einem derartigen Werkzeug zum Ziehen des axialen Überstandes nicht die Klemmung des Flansches sondern des noch zwischen der Stirnseite des äußeren Niederhalters und des Zieh-Schnittringes liegenden Platinenrandbereichs aufzuheben, wenn ein Ab- und Ausreißen von Zipfeln verhindert werden soll. Dies wird bei einem bekannten Werkzeug dadurch erreicht, daß die Pressung des äußeren Niederhalters, der von einem Luftkissen abgestützt wird, dadurch aufgehoben wird, daß das Luftkissen durclh ein im Arbeitstakt der Vorrichtung gesteuertes Magnetventil jeweils entlüftet wird.

Da die Drosselwirkung des Magnetventils und der Entlüliungsleitung eine zeitlich konstante Druckabsenkung bewirken, ist eine bestimmte Einstellung des Beginns der Entlüftung in bezug auf den Ablauf eines Arbeitstaktes nur für eine ganz bestimmte Leistung des Werkzeugs von Vorteil. Ein geringfügiges Erhöhen oder Erniedrigen der Ausstoßleistung hat ein zu spätes bzw. zu frühes Aufheben der Klemmung der Platine zur Folge, so daß in dem gezogenen Behälter Runzeln oder Risse und abgerissene Zipfel entstehen. Ferner bedarf es vieler Versuche, um bei dem bekannten Werkzeug für eine bestimmte Ausstoßleistung den genauen Entlüftungszeitpunkt so einzustellen, daß brauchbare Behälter tiefgezogen ν,-erden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein ein-

fncheres Werkzeug zum Formen von Beheitern mit am Öffnungsrand abstehendem Flansch zu schaffen, in welchem der Flansch und die Seitenwand der Behalter glatt geformt werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch ge- δ löst, daß die Ziehmatrize eine Anschlagfläche hat. an der der Ziehring in der ersten Phase anliegt und von der Ziehmatrize mitgenommen wird, und daß die Anschlagfltche der Ziehmatrize für den Ziehring zu der Anschlagfläch» des Schnittringes for den Ziehring so w angeordnet ist, daß die Klemmung des Rarsdbereichs der Platine zwischen dem Ziehring und dem äußeren Niederhalter nach der ersten Phase aufgehoben wird.

Das erfindungsgemäße Werkzeug hat den Vorteil, daß sich durch den Wechsel in der Mitnahme des Zieh- *5 ringes — in der ersten Phase von der Ziehmatrize und in der zweiten Phase vom Scinittring — eine besonders einfache und präzise Steuerung der Klemmung des Platinenrandbereichs ergibt

Zum Herstellen von Behältern mit Randflansch ist *> durch die deutsche Patentschrift 219 161 außerdem eine Stanzvorrichtung bekanntgeworden, bei der ein Schnittring die Ziehmatrize umgibt. Bein Stanzhub wird der Weg der Ziehmatrize durch einen festen Anschlag begrenzt, wohingegen der Schnittring einen »5 Überhub macht, um den Rand des Flansches zu beschneiden. Eine Anregung zum Lösen der eingangs gestellten Aufgabe ist dieser bekannten Vorrichtung nicht zu entnehmen.

Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 ein Gesamtverbundwerkzeug in offener Stellung im Querschnitt und

F i g. 2 bis 5 einen Teil des Werkzeugs nach F i g. 1 im Querschnitt in verschiedenen Arbeitsstellungen.

Das Werkzeug hat eine auf einem Pressentisch zu befestigende Grundplatte 10 mit senkrechten Führungssäul"n 11 und eine auf diesen verschiebbare, am auf- und abgehenden Stößel der Presse zu befestigende Oberplatte 12.

Auf der Grundplatte 10 sind eine Schniltplatte 13 und in deren öffnung mit radialem Abstand ein Stempel 14 befestigt. Im ringförmigen Zwischenraum zwischen dem Stempel 14 und der Schnittplatte 13 sind ein ringförmiger innerer Niederhalter 15 und ein diesen umgebenden, ebenfalls ringförmiger äußerer Niederhalter 16 angeordnet, welcher mit einer Innenschulter 17 den inneren Niederhalter 15 trägt. Der äußere Niederhalter 16 wird von Druckstangen 18 getragen. die durch die Grundplatte 10 ragen und sich auf einem Kolben 19 abstützen, der in einem an der Unterseite der Grundplatte 10 befestigten Zylinder 21 verschiebbar ist. Der Koiben 19 hat eine nach unten abstehende Kolbenstange 29, die in einem Ansatz 22 an der Stirnwand 23 des Zylinders 21 geführt ist. Durch den Ansatz 22, eine Längs- und eine Querbohrung 24 bzw. 25 in der Kolbenstange 29 wird Druckluft in die Zylinderkammer 20 unterhalb des Kolbens 19 eingeleitet und ein Luftkissen aufgebaut. Der Druck des Luftkissens wird durch einen in die Zuleitung 26 geschalteten Druckregler 27 auf einer kostanten Höhe in der Ruhelage des Kolbens 19 gehalten. Dir Kammer oberhalb des Kolbens 19 im Zylinder 21 ist durch Durchbrüche 28 im Zylinder 21 dauernd mit der Außenluft verbunden.

Um die obere Stirnseite der beiden koaxial zum Stempel 14 verschiebbaren Niederhalter 15 und 16 in deren oberen Stellung in der gemeinsamen Ebene der Stirnseite der Schnittplatte 13 und des Stempels 14 zu halten, hat der innere Niederhalter 19 einen nach innen ragenden Flansch 30, der in der oberen Stellung des Niederhalters 15 an einer Abstufung 31 des Stempels 14 anliegt In seiner unteren Stellung liegt der flansch 30 an einem Anschlagring 32 an, der auf der Grundplatte 10 aufliegt und dessen Außendurchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Absatzes 17 des äußeren Niederhalters 16.

Auf seiner oberen Stirnseite hat der äußere Niederhalter 16 eine nahe seinem Innenrand umlaufende Nut 34 mit halbkreisförmigem Querschnitt

An der Unterseite der Oberplatte 12 ist em Schnittring 40 befestigt, dessen unterer Außendurchmesser dem Innendurchmesser der Schnittplatte 13 angepaßt ist. Außerhalb des Schnittringes 40 ist ein Abstreifring 41 an Bolzen 42 aufgehängt und wird von auf die Bolzen 42 aufgezogenen Federn 43 nach unten gedruckt

Im Sehnittring 40 ist ein Ziehring 45 verschiebbar, der einen nach außen gerichteten Bund 46 hat welcher in eine entsprechende Ausdrehung 47 im Sehnittring 40 greift. Die Höhe der Ausdreh'rig 47 ist etwa um die Dicke der zu stanzenden Folie größer als die Höhe des Bundes 46 am Ziehring 45. Der Ziehring 45 und der Sehnittring 40 decken sich mit dem äußeren Niederhalter 16.

Der Ziehring 45 umgibt eine hutförmige Matrize 50, an der oben ein Flansch 51 radial absteht, welcher eine untere Anschlagfläche 52 für die obere Stirnseite des Ziehringes 45 und für eine Innenschulter 53 am Sehnittring 40 hat. Der Abstand der Unterseite des Flansches 51 von der unteren Stirnseite der Matrize 50 ist gleich der Höhe des Ziehringes 45 und gleich dem Abstand der Innenschulter 53 von der unteren Stirnseite des Schnittringes 40, so daß die unteren Stirnseiten des Schnittnnges 40, des Ziehringes 45 und der Matrize 50 in einer Ebene liegen, wenn die Unterseite des Flansches 52 der Matrize 50 auf der Innenschulter 53 des Schnittringes 40 und auf dem Ziehring 45 anliegt. In dem Schnittring 40 ist eine Stiftschraube 54 quer eingesetzt, die mit Spiel durch eine Bohrung 55 im Ziehring 45 hindurch in eine Längsnut 56 in der Außenwand der Matrize 50 ragt.

Die Matrize 50 ist an einer hohlen Kolbenstange 57 eines Kolbens 58 befestigt, die aurch die Oberplatte 12 ragt. Der Kolben 58 ist in einer zylindrischen Aussparung 60 in der Oberplatte 12 verschiebbar. Die oberhalb des Kolbens 58 liegende Kammer 61 wird von einem auf der Oberplatte 12 befestigten Deckel 63 abgeschlossen. Diese Kammer 61 ist mit einer Druckluftleitung 64 verbunden, in die ein Druckregler 65 zum Aufrechterhalten einer konstanten Druckhöhe des Luftkissens in der Kammer 61 während der Ruhestellung der Vorrichtung geschaltet ist.

Im Hohlraum der gegen den Stempel 14 offenen Matrize 50 ist eine Auswerferplatte 70 verschiebbar, die an einer durch die Stirnwand der Matrize 50 geführten Stange 71 .jefesligt ist. Die Stange 71 ragt in den Hohlraum der Kolbenstange 57 und hat dort einen Bund 72.

Das Werkzeug wirkt wie folgt: In der in F i g. 1 dargestellten, geöffneten Stellung des Werkzeugs liegen die Stirnseiten des inneren und des äußeren Niederhalters 15 und t6 in der gemeinsamen Ebene der Oberseiten des Stempels 14 und der Schnittplatte 13. In diese Lage werden die Niederhalter 15 und 16 durch den unterhalb des Kolbens 19 im Zylinder 21 aufgebauten pneumatischen Druck gebracht. Über der Oberseite des Unterweikzeufjs, zu dem die ortsfeste Schnittplatte

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13, der ortsfeste Stempel 14 und die nachgiebig /wischen diesem geführten Niederhalter 15. 16 gehören, nimmt das Oberwerkzeug, zu dem der Abstreifring 41 der Schnittring 40, der Ziehring 45, die Matrize 50 und die Auswerferplatle 70 gehören, in einem bestimmten Abstand eine Stellung ein. die das seitliche Wegfahren gefertigter Behälter erlaubt. In dieser Stellung liegen die Stirnseiten des Schnittringes 40, de:, Ziehringes 45. der Matrize 50 und der Auswerferplatte 70 in einer zu der Stirnseite des Unterwerkzeugs parallelen Ebene. Lurch den pneumatischen Druck in der Kammer 61 drückt der Kolben S8 den Flansch 51 der Matrize 50 gegen die Innenschulter 53 des fest mit der Oberplattc 12 verbundenen Schnittringes 40.

Zum Stanzen eines Behälters wird in das geöffnete Werkzeug ein Band a aus dünner Metallfolie von der Rolle so eingeführt, daß die Folie auf der Oberseite des Unterwerkzeugs aufliegt. Darauf führt die Presse, auf der das Werkzeug montiert ist, einen Arbeitshub aus, bei dem das Oberwerkzeug gegen das Unterwerkzeug bewegt wird. Dabei legt sich zunächst der Abstreifring 41 auf das Folienband a und drückt dieses mit der Kraft der Federn 42 gegen die Schnittplatte 13. Kurz darauf legen sich der Schnittring 40, der Ziehring 45, die Matrize 50 und die Auswerferplatte 70 auf das Folienband a und drücken es gegen die Niederhalter 15 und 16 sowie gegen den Stempel 14 (F i g. 2). Im weiteren Verlauf des Arbeitshubes trennt der Schnittring 40 mit seiner Außenkante im Zusammenwirken mit der Innenkante der Schnittplatte 13 aus dem Folienband a eine Platine, die zu einem becherförmigen Behälter mit an seinem Öffnungsrand radial nach außen abstehenden Flansch b verformt wird, dessen Außenrand eingerollt ist.

Im ersten Teil dieser Verformung drängen der Schnittring 40, der Ziehring 45 und die Matrize 50 den inneren und den äußeren Niederhalter 15, 16 zurück (F i g. 3), wobei der Randbereich der Platine in den Ziehspalt zwischen dem Umfang des Stempels 14 und der Innenwand der Matrize 50 gezogen wird. Dabei bestimmt der Druck der Luftkissen im Ober- und Unicrwcrkzcug den Niederhaltedruck, der sich vom Beginn des Vcrformens bis zum Beendigen auf etwa das Doppelte erhöht.

Wenn die vorgesehene Tiefe des Behälters gezogen ist. schlägt der innere Niederhalter 15 mit seinem Plansch 30 an der Oberseite des ortsfesten Anschlagringes 32 auf (F i g. 4). wobei der Umfangsflansch b des Behälters festgelegt wird. In diesem Stadium. Wl^X der

äußere Bereich der Platine in einer Ebene mit dem Umfangsflansch b. Im weiteren Verlauf des Arbeitshubes wird dieser äußere Bereich der Platine in den Ziehspalt zwischen dem inneren Niederhalter 15 und dem Ziehring 45 gezogen, so daß am Umfangsflansch b zunächst

»5 ein zylindrischer Ansatz c gebildet wird (F i g. 5). Während dieser Endphase des Arbeitshubes wird der Ziehiring 45. der zuvor vom Flansch 51 der Matrize 50 mitgenommen wurde, vom Schnittring 40 mitgenommen, wobei der Bund 46 an der Stirnseite der Ausdrehung 47

^ao des Schnittringes 40 anliegt. Bei diesem Wechsel der Vortriebsübertragung wird der Niederhaltedruck auf dem äußeren, noch zu verformenden Bereich der Platine aufgehoben, da die Höhe des Bundes 46 kleiner ist als die Höhe der Ausdrehung 47.

»5 Nach Beendigung des Arbeits- oder Vorhubes wird das Oberwerkzeug wieder in seine Ausgangsstellung zurückbewcgt. In der Anfangsphasc dieses Rückhubs wird der vorher gebildete zylindrische Ansatz c durch die Nut 34 des äußeren Niederhalters 16 eingerollt. Da-

bei bleibt der Umfangsflansch bdes Behälters zwischen der Matrize 50 und dem inneren Ziehring 15 eingespannt. Schließlich wird der fertige Behälter in der Matrize 50 vom Stempel 14 abgezogen und von der Auswerferplatte 70 auch aus dem Oberwerkzeug ausge-

drückt.

Ergänzend wird bemerkt, daß die einzelnen Teil de< Werkzeugs, die als Ring bezeichnet sind, nicht nui kreisrunde Flächen haben können, sondern auch ovale und andere angenäherte.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Gesamtverbundwerkzeug zum Formen becherförmiger Beheiter mit am Öffnungsrand abstehen- f dem Flansch, welches aufweist ein Unterwerkzeug mit einem Ziehstempel und mit einem inneren und äußeren Niederhalter, und ein Oberwerkzeug mit einer Ziehmatrize und einem relativ zu dieser bewegbaren Schnittring sowie einem zwischen diesen to angeordneten und in bezug zu diesen axial verschiebbaren Ziehring, welcher in einer ersten Phase synchron mit der Ziehmatrize und dem Schnittring gegen das Unterwerkzeug bewegt wird, wobei seine vordere Stirnfläche in der gleichen Ebene liegt wie die Stirnfläche des Schnittringes und dabei dem Randbereich der ausgeschnittenen Platine gegen den äußeren Niederhalter preßt, und welcher in einer zweiten Phase, in der die Ziehmatrize zurückgehalten wird, einen axialen Oberstand am Flansch ao zieht, wobei er an einer Anschlagfläche des Sriwittringes anliegt und von diesem mitgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Ziehmatrize (50) eine Anschlagfläche (52) hat, an der der Ziehring (46) in der ersten Phase anliegt und von »5 der Ziehmatrize (50) mitgenommen wird, und daß die Anschlagfläche (52) der Ziehmatrize (50) für den Ziehring (46) zu der Anschlagfläche (47) des Schnittringes (40) für den Ziehring (46) so angeordnet ist, daß die Klemmung des Randbereichs der Platine zwischen dem Ziehring (46) und dem äußeren Niederhe'*.er (16) nach der ersten Phase aufgehoben wird.

2. Werkzeug nach A/ispruc . 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (50) ^;i an sich bekannter Weise über ein nachgiebiges Kissen (61) mit dem Schnittring (40) verbunden ist, und daß mit dem Ziehstempel (14) ein Anschlag (32) fest verbunden ist, gegen den der innere Niederhalter (15) von der Ziehmatrize (50) beim Erreichen der Seitenwandhöhe des Behälters gedrückt wird, so daß der zuvor an der Anschlagfläche (52) der Ziehmatrize (50) anliegende Ziehring (45) sich gegen die Anschlagfläche (47) des Schnittringes (40) legt.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagfläche (52) der Ziehmatrize (50) an einem radial abstehenden Flansch (51) desselben und die Anschlagfläche (47) des Schnittringes (40) an einer Abstufung desselben angeordnet ist.