DE2329456A1

DE2329456A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausformen eines becherfoermigen behaelters

Info

Publication number: DE2329456A1
Application number: DE2329456A
Authority: DE
Inventors: Kazunaga Misonoo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-06-23
Filing date: 1973-06-08
Publication date: 1974-01-10
Also published as: FR2189141A1; DE2329456C3; GB1440618A; NL168150C; FR2189141B1; DE2329456B2; USB373297I5; NL168150B; US3924436A; NL7307928A

Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPI,. ING. W. SITLE · DR. RKR. NaT. K. HOFFMANN

PATENTANWiLTK D-8000 MÖNCHEN 81 · ARABELLASTRASSE 4 . TELEFON (0811) »11087 (,JtJtVW

23 968

Kozo Yoshizaki, Tokyo (Japan)

Verfahren und Vorrichtung zum Ausformen eines becherförmigen Behälters

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausformen eines Behälters und betrifft insbesondere ein neues wirtschaftliches Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Hochleistungsproduktion von ausgeformten Behältern.

Tiefe Metallbecher werden im Streckziehverfahren hergestellt; sie können aber nicht in einem Verfahrensschritt fertiggestellt werden. Die maximale erreichbare Höhe der

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Becherwandung im Verhältnis zum Durchmesser des Bechers be trägt 1/1,3 pro Verfahrensschritt. Bei einem tieferen Becher muß also das Streckziehen wiederholt werden, was aber die fol genden zwei Nachteile in sich birgt.

Erstens ist die Dicke der dem Streckziehverfahren zwei mal oder einmal unterzogenen Seitenwandung gleich der Dicke der Bodenwandung, oder noch dicker, und zweitens erhält man keine glänzende Wandungsoberfläche. Von der Stärke der Wan dung her ist es im allgemeinen für Bier- oder sonstige Ge tränkebehälter nicht nötig, daß die Seitenwandung genauso dick ist wie die Bodenwandung.

Im allgemeinen wird beim Ausformen der Becher mittels zweier oder dreier feststehender Matrizen gearbeitet, wobei der Abstand zwischen den Matrizen so gewählt ist, daß nicht zwei Matrizen gleichzeitig beim Ausformen beteiligt sind. Wenn der Becher an zwei feststehenden Matrizen gleichzeitig ausgeformt würde,wäre die Wirkung pro Matrizenstufe nicht gleich, was ein Nachgeben der Wandung und deren Zerstörung zur Folge hätte.

Die maximale Reduktionsrate bei einer Stufe beträgt 40 - 50 %, so daß es bei tieferen Bechern nötig ist, die Matrizen in Abständen gemäß einer geometrischen Reihe anzu ordnen. Im allgemeinen umfaßt die Ausformvorrichtung einen Formstempel, Matrizen, Einrichtungen zum Zuführen und Aus werfen der Becher, sowie eine Wölbstation für die Bodenwan dung des Bechers. Der Hub des Formstempels zum Ausformen wird entsprechend dem Abstand zwischen den Matrizen, dem Raum für die Zuführung der Becher ind dem Abstand zwischen der letzten Matrize und der Wölbstation gewählt. Je länger

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der Hub des Formstempels ist, umso schwieriger ist es, den Becher bei hoher Produktionsgeschwindigkeit genau auszuformen.

Bei allen bekannten Ausformvorrichtungen sind die Matrizen feststehend, und nur der Formstempel führt eine Hubbewegung aus. Für Hochleistungs-Ausformverfahren ist es besser, den Hub des Formstempels zu verkürzen. Beim Gesenkschmieden werden Gegenschlaghammer verwendet. Diese bestehen aus einem oberen und einem unteren Hammer, die sich mit gleicher Geschwindigkeit treffen. Wenn sich nun beim Ausformverfahren der Formstempel und die Matrizen so wie bei den Gegenschlaghämmern aufeinander zu bewegen, ist es möglich, das Verfahren schneller zu gestalten.

Ziel der Erfindung ist es deshalb, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Ausformen becherförmiger Behälter zu schaffen, bei denen die Matrizen so angeordnet sind, daß sie der Hubbewegung des Formstempels entgegenkommen, womit der Hub um die Hälfte verkürzt wird.

Die Erfindung soll ein Verfahren zum Ausformen becherförmiger Behälter schaffen, bei dem die Matrizen eine getrennte Hubbewegung ausführen können, so daß die Becherwandung beim gleichzeitigen Ausformen mittels zweier Matrizen streckbar ist.

Schließlich soll die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausformen becherförmiger Behälter schaffen, wobei der geformte Becher vom Formstempel abgehoben wird, ohne daß dabei an den Enden der Wandung Beschädigungen auftreten.

Dementsprechend ist ein erfindungsgemäßes Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß Matrizen eine gegenläufige Gleitbewegung zur Gleitbewegung eines FormstempeIs ausführen.

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Das Prinzip des Ausformens becherförmiger Behälter besteht kurz gefaßt darin, daß nicht nur der Formstempel, sondern auch die Matrizen eine fast symmetrische Hubbewegung ausführen, so daß der Hub des Formstempels verkürzt und die Geschwindigkeit des Verfahrens gegenüber dem normalen Verfahren mit feststehenden Matrizen dadurch wesentlich erhöht wird.

Es ist möglich, aufgrund der Hubbewegung der Matrizen gleichzeitig in zwei Stufen zu arbeiten; dadurch wird der Energieaufwand für das Ausformverfahren reduziert.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben und näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Ausformvorrichtung.

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Matrizenblock. Fig. 3 einen Querschnitt durch den Formblock.

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Zuführmechanismus für die Becher.

Fig. 5 eine Darstellung des Bewegungsmechanismus des internen Ausstoßstempels.

In Fig. 1 ist der Matrizenblock 20 mit einem Satz Matrizen 21 dargestellt, der zusammen mit dem Formblock 30 hin- und herbeweglich an dem auf dem Gehäuserahmen 10 befindlichen Schlitten 11 angebracht ist.

Die Hauptantriebswelle 12 wird durch eine Antriebsvorrichtung, bestehend aus einem in der Zeichnung nicht dargestellten

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Fig. 3 ist ein Querschnitt durch den Formblock, der den Formstempel 31 sowie den durch den Formstempel geführten internen Ausstoßstempel 32 darstellt.

Fig. 5 stellt den Bewegungsmechanismus des internen Ausstoßstempels 32 dar. Die Kurbel 55 für die Bewegung des internen Ausstoßstempels 32 dreht sich synchron mit der Hauptkurbel 15 mittels Ketten- oder Zahnradantrieb. Das eine Ende des Gelenks 44 ist mit der Kurbel 55 durch ein Gelenk 56 verbunden und schwingt in Kurbelbewegung um dB η Drehbolzen 49, während das andere Ende des Gelenks 44 auf das untere Ende des internen Ausstoßstempels 32, eine Stoß- und Zugbewegung ausübt; der Ausstoßstempel gleitet aufgrund der Kurbelbewegung des Gelenks 44 auf dem Haltebolzen 50.

Die Lage des Drehbolzens 49 wird durch synchrone Luftzylinder 41, 42 geregelt, um eine gegenseitige Störung des internen Ausstoßstempels 32 und des Formstempels 31 zu verhindern.

Im folgenden wird die Bewegung der Matrizen und des Formstempels beschrieben. Zunächst sind Matrizenblock 20 und Formblock 30 am Ende ihrer Hubbewegung voneinander getrennt. Die Antriebskraft wird über die Hauptantriebswelle 12, Ritzel 13 und Kurbelgetriebe 14 auf die Kurbel 15 übertragen. Durch die Kurbelbewegung werden die Gelenke 18, 19 durch Pleuelstangen in Bewegung versetzt, wodurch der Formblock 30 und der Matrizenblock 20 sich aufeinander zuzubewegen beginnen. Der Formstempel setzt seine Bewegung fort und tritt in den becher-förmigen Gegenstand 80 ein, der in der Haltevorrichtung 73 festgehalten wird, und dann in die Matrize 21a, wobei der becherförmige Gegenstand durch Strecken der Seitenwandung ausgeformt wird.

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Motor, einem Schwungrad, einem Mitnehmer und einer Bremse, angetrieben. Die Kurbel 15 wird über die Zahnräder 14 und das Ritzel 13 durch die Hauptantriebswelle 12 angetrieben.

Die Pleuelstange 16 für den Matrizenblock 20 sowie eine weitere Pleuelstange 17 für den Formblock 30 sind mit der Kurbel 15 verbunden, und zwar um 180 gegeneinander phasenverschoben. Die Pleuelstangen 16 und 17 für den Matrizenblock 20 und den Formblock 30 bewegen sich also beinahe symmetrisch. Über die Gelenke 24 und 34 werden die Hin- und Herbewegungen des mit der Pleuelstange 16 verbundenen Gelenks 18 sowie des mit der Pleuelstange 17 verbundenen Gelenks 19 an den Matrizenblock 20 sowie den Formblock 30 weitergegeben, so daß die Matrizen 21 und der Formstempel 32 sich fast symmetrisch hin- und herbewegen. Die Pleuelstangen und Gelenke sind durch die Bolzen 25, 26, 27, 35, 36 und 37 miteinander verbunden.

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den Matrizenblock, in dessen Rahmen 22 die Matrizen 21a, 21b und 21c, sowie die Wölbstation 23 untergebracht sind. Die Abstände zwischen den einzelnen Matrizen ist abhängig von der Redukationsrate der Wandung beim Ausformen eines becherförmigen Behälter 80.

Vor dem Rahmen 22 des Matrizenblocks ist eine Haltevorrichtung 73 zum Zuführen des becherförmiger Behälters vorgesehen.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht der Zuführeinrichtung für die Becher mit einem Magazin 71, einem Hebel 72, einem Finger 74 und einer Haltevorrichtung 73. Der am Rahmen 22 des Matrizenblocks befestigte Finger 74 dreht den Hebel 72 um einen bestimmten Winkel, und der Hebel 7 2 führt der Haltevorrichtung 73 einen Becher aus dem Magazin 71 zu.

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Dieser Ausformvorgang wird in Matrize 21b und 21c fortgesetzt; schließlich tritt der Formstempel 31 in die Wölbstation 23 ein, womit das Ausformen abgeschlossen ist.

Nach Abschluß des Ausformens in der Wölbstation beginnen die Schwinghebel ihre Rückwärtsbewegung und Formblock 30 und Matrizenblock 20 gehen auseinander. Gleichzeitig kommt der interne Ausstoßstempel 32 aus dem Formstempel 31 heraus und dringt in den Matrizenblock 20 ein, wo er den Becher von dem sich rückwärts bewegenden Formstempel abstößt. Diese interne Ausstoßbewegung wird durch den Hebel 44 veranlaßt.

Der interne Ausstoßstempel 32 geht so weit aus dem Formstempel 31 heraus als es nötig ist, den Becher auszu stoßen; sobald dies geschehen ist, tritt er wieder in den Formstempel 31 zurück, und zwar bevor der nächste Becher zugeführt wird.

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung der jeweiligen Lage des Formstempels und des internen Ausstoßstempels während eines Arbeitstakts. Die dicke Linie stellt die jeweilige Lage des internen Ausstoßstempels, die gestrichelte Linie die des Formstempels und der Kuppelstation dar. Der interne Ausstoßstempel 32 bewegt sich von 0° bis 180° der Kurbelbewegung gleichmäßig mit dem Formstempel 31. Von 180° bis 240° kommt der interne Ausstoßstempel 32 aus dem Formstempel 31 heraus. Während dieser Zeit wird der Becher ausgestoßen. Nach überschreiten des Winkels 240 der Kurbelbewegung geht der interne Ausstoßstempel bis 310° sehr schnell wieder in den Formstempel 31 zurück. Nach 310° bewegt sich der interne Ausstoßstempel 32 wieder gleichmäßig mit dem Formstempel 31. Falls die synchronen Luftzylinder 41, 42 nicht arbeiten und der

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Drehbolzen 49 feststeht, verlaufen die Bewegungen des internen Ausstoßstempels und des Formstempels nicht gleichmäßig. Die jeweilige Lage ist für diesen Fall durch die dünne Linie gekennzeichnet. Die synchronen Luftzylinder kompensieren den Vor- oder Nachlauf des internen Ausstoßstempels 3 2 gegenüber dem Formstempel 31; durch die Luftzylinder wird der Drehbolzen 49 zum Matrizenblock hin bewegt, während sich Formstempel und Matrizen aufeinander zu bewegen, und trennt sich wieder vom Matrizenblock, wenn der Formstempel 31 und die Matrizen 21 wieder auseinandergehen. Zum Beispiel wird ein becherförmiger Behälter während der Rückbewegung über die Zuführeinrichtung eingebracht. Ein Arbeitstakt des Ausformverfahrens ist abgeschlossen, wenn der Formstempel und die Matrizen am Ende ihrer Hubbewegung angelangt sind.

Tabelle 1 zeigt das Ergebnis eines erfindungsgemäßen Ausformverfahrens mit Zinnblech. Durch den Kurbelmechanismus wird eine getrennte Gleitbewegung der Matrizen veranlaßt, wodurch die Becherwandung zwischen den Matrizen gestreckt wird, während das Ausformen des Bechers gleichzeitig an zwei Matrizen erfolgt. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist die zum Ausformen aufgewendete Kraft leicht zu reduzieren, da die Spannung zwischen den einzelnen Matrizenstufen einen Bremszug auf eir.e der seitlichen Matrizen ausübt.

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Tabelle 1

	Becherförmiger Behälter	65,6 mm	Gewöhnliches Ver- Verfahren mit fahren mit festen gleitenden Ma- Matrizen trizen (Ausformen in einer (gleichzeitiges Stufe) Ausformen in zwei Stufen)	2,5 Tonnen
	1) Durchmesser	0,28 mm	2,5 Tonnen	3,5 Tonnen
	2) Wandstärke	Zinnblech		2,0 Tonnen
	3) Material		2,0 Tonnen	3,0 Tonnen
	Matrizenabstände	0,19 mm		2,2 Tonnen
	1. Stufe (21a)	0,17 mm	2,2 Tonnen
	2. Stufe (21b)	0,10 mm
	3. Stufe (21c)


1 .
1.
2.
2.
3.
Gemessene Belastung des Formstempels 31

Stufe (21a)
/2. Stufe
Stufe (21b)
/3. Stufe
Stufe (21c)

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Claims

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Patentansprüche

Verfahren zum Ausformen eines becherförmigen Behälters, dadurch gekennzeichnet, daß Matrizen eine gegenläufige Gleitbewegung zur Gleitbewegung eines Formstempels ausführen.
2. Verfahren zum Ausformen eines becherförmigen Behälters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ■die Matrizen die Gleitbewegung unabhängig voneinander ausführen, wodurch die Seitenwandung des Bechers bei dessen gleichzeitigem Ausformen an zwei Matrizen zwischen diesen Matrizen gestreckt wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Formblock (30) sowie einen Matrizenblock (20) umfaßt, welcher eine hin- und hergehende Gleitbewegung ausführt, die der des Formstempels (31) entgegengesetzt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen internen Ausstoßstempel (3 2) umfaßt, der sich zusammen mit dsm Formstempel (31) auf die Matrize (21) zu bewegt und am Anfang der Rückbewegung des Formstempels (31) aus diesem in den Matrizenblock tritt, um den Becher entgegen der Rückbewegung aus dem Formstempel herauszustoßen, und sich nach dem Ausstoßen des Bechers wieder in den Formstempel zurückzieht, bevor der nächste Becher zugeführt wird.

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