DE2353209A1

DE2353209A1 - Tiefgezogener behaelter und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2353209A1
Application number: DE19732353209
Authority: DE
Inventors: Jens L Moller
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Group Inc
Priority date: 1973-04-23
Filing date: 1973-10-24
Publication date: 1974-11-07
Also published as: CA1014800A; BE814051A; FR2226227A1; AU6199273A; SU603325A3; BR7310235D0; DD115585A5; NL7405438A; IN144146B; GB1430524A; DE2353209C2; JPS501963A; ZA735516B; AR212074A1; CS177171B2; FR2226227B1; US3855862A; RO65549A; JPS5319474B2

Description

Γ PATENTANWÄLTE ' \ ."""-.,--.

DR.-ING. R. DÖRING DiPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG " · MÜNCHEN

Continental Can Company, Inc., New York 17, N.Y. / USA, 633 Third Avenue

"Tiefgezogener Behälter und verfahren zu seiner Herstellung"

Die Erfindung betrifft einen tiefgezogenen Behälter, insbesondere eine Dose, sowie ein Verfahren zu seiner bzw. ihrer Herstellung. ·

Bei der Herstellung von aus zwei Teilen (Deckel und Behälter) bestehenden Dosen besteht ein typisches Verfahren darin, daß man zunächst einen scheibenförmigen Blechzuschnitt herstellt und diesen Blechzuschnitt dann durch einen Tiefziehvorgang in eine flache, nap far ti ge Form, überführt. Darauf werden der Durehmesser des Formlinges verringert und die Tiefe des Formlinges vergrößert. Anschließend wird die ümfangswand des_; Formlinges nachgezogen, um die Wanddicke zu verringern und die Tiefe des Formlinges weiter zu vergrößern. Ein relativ schwerer Boden wird dabei gebildet, der in ümfangsrichtung am unteren Rand einer wesentlich dünneren Ümfangswand anschließt. Bei dieser ,, Verfahrensweise besteht die Möglichkeit, daß das Metall an der Verbindungskante zwischen dem Boden aus einem relativ starken Querschnitt und dem unteren Rand der wesentlich dünneren, gestreckten Ümfangswand einreißt. An einer solchen Kante ergibt

sich ein relativ schlechter Stoßwiderstand. Außerdem führen die aufeinanderfolgenden Tiefziehvorgänge des bekannten Verfahrens zu hohen Zugspannungsbelastungen an den Verbindungsstellen der Umfangswand und dem Boden, welche dazu.führen können, daß während der Herstellung des Behälters Fehler auftreten. Der Erfolg des Verfahrens ist weiterhin außerordentlich abhängig von einem gleichförmigen Ziehen des Materials.

Bei dem bekannten Verfahren ist der napfförmige Formling nach dem Strecken der Umfangswand zylindrisch und weist einen zylindrischen, oberen Abschnitt von relativ dünnem Querschnitt auf. Als nächstes muß der Rand mit einem rotierenden Schneidelement getrimmt werden. Hierzu gehört ein Schneiden um den Umfang des Formlinges mit dem rotierenden Messer. Hierbei erhält man in der Regel keine kontinuierliche₃ gerade Kante, vielmehr normalerweise eine Ecke oder Schulter am Ende des Schneidvorganges in Form einer Stufe, da das Ende des Schneidvorganges selten genau mit dem Beginn des Schneidvorganges fluchtet.

Bei dem üblichen Verfahren besteht der nächste Schritt darin, das Blech an dem getrimmten Kantenabschnitt auszudehnen, um einen Falzrand zu bilden. Dies führt zu einer weiteren Dehnung des Metalls von einem kleineren Durchmesser auf einen größeren Durchmesser. Hierbei entwickeln sich besondere Spannungskonzentrationen an der Stufe in der Randschnittbegrenzung, was zu

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den bekannten Einrissen des Randflänsches führt.. Die Kornorientierung des Metalls- "verläuft bei diesem; bekannten Ver- .-" ■ fähren in dem ümfangsbereiGh vor der Ausbildung des Flansches entlang zur Achse paralleler !Linien. . V- .

Bei der Ausbildung des ,nach außen-gerichteten Flansches v/erden die Metailkorn-Qrientierungslinien nach außen geneigt, da hierbei das Blech weiter gedehnt wird. Diese Anordnung der Orien- : tierungslinien ist ein weiterer 'vorherrschender:Anlaß zur Bildung von Einrissen am Flansch. Um hier: entgegenzuwirken, wurden Metallegierungen oder dgl. gesucht _3: die in ihrer Zusammensetzung kritisch sind und höhere Kosten verursachen. Außerdem muß der Winkel, den der Flansch gegenüber der Achse des Behälters bildet, bei der Herstellung begrenzt werden, -,.".;.'-.

Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen. Dies soll dadurch⁷ geschehen, daß ein tief gezogener Behälter ge- : schaffen werden soll, der wesentlich weniger stoßempfindlich ist, insbesondere am ;übergangsbereich zwischen Umfangswand und Boden, und der einen Randflansch aufweist, der außerordentlich widerstandsfähig; gegen Flanscheinrisse ist, und zwar unabhängig von teuren und_; komplizierten Legierungen und besonderen.Herstellungsschritten. Desweifeeren ist es Aufgabe, das Herstellungsverfahren für einen;.solchen tiefgezogenen Behälter so weiterzubilden, daß man einen Behälter von hoher Schlagfestigkeit und Stabilität und einen Randflansch erhält:,

der einen hohen Widerstand gegen Flanscheinrisse aufweist. Dabei soll das Verfahren außerordentlich einfach und nach Möglichkeit mit hoher Geschwindigkeit ohne die Notwendigkeit umfangreicher Einrichtungen durchgeführt werden können. Weiterhin soll dabei insbesondere ein Behälter geschaffen werden, der vor allem im Übergangsbereich zwischen Umfangswand und Boden eine hohe Schlagfestigkeit besitzt und bei dem der Flansch noch ein hohes Restvermögen für eine weitere Streckverformung aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst₃ daß die Umfangswand des tiefgezogenen Behälters neben einem axialen Abschnitt von geringerer Wandstärke und einem an diesen angrenzenden Falzrand einen axialen Abschnitt von größerer Wandstärke aufweist, der in den Boden von ebenfalls größerer Wandstärke übergeht. IJierdurch wird eine hohe Schlagfestigkeit gerade im Bereich dieser Übergangsstelle erzielt. Vorteilhafterweise weist die Umfangswand über die ganze Behälterhöhe im wesentlichen den gleichen Außendurchniesser auf, während der Innendurchmesser in dem an den Boden angrenzenden Bereich kleiner als in dem anderen Bereich ist. Man erhält also trotz der Verstärkung einen Behälter, der eine im wesentlichen glatte, zylindrische Umfangswand ohne über die umhüllende" hinausspringende·- Teile aufweist.

Der Randflansch und der dünne Bereich der Umfangswand weisen

im wesentlichen die gleiche Wandstärke auf. Das bedeutet, daß der Randflansch gegenüber dem dünneren Bereich der Umfangswand trotz seiner größeren, radialen Weite nicht geschwächt ist und daher einen höheren Widerstand gegen Einreißen aufweist. Insbesondere befindet sich zweckmäßigerweise das Metall im Falzrand in einem Stauchzustand. Dadurch wird die Nachformbarkeit des Falzrandes, die für das Herstellen der Doppelfalznaht beim Verschließen des Behälters erforderlich ist, wesentlich verbessert;

Die Erfindung sieht weiterhin zum Lösen der gestellten Aufgabe vor, daß bei dem Herstellungsverfahren, bei dem zunächst ein Blechzuschnitt in einem napfartigen Formling mit Bodenumfangswand und offenem Ende tiefgezogen wird, zunächst die Dicke der umfangswand unter Vergrößerung der axialen Länge verringert wird und der Formling dann in einen kleineren Durchmesser überführt wird, indem nacheinander ein Abschnitt des .Bodens und dann die Umfangswand nachgezogen werden und ein Behälter mit einem bodennahen Abschnitt der Umfangswand von größerer und einem randnahen Abschnitt von geringerer Wandstärke erzeugt werden. Vorteilhafterweise wird zur Verringerung des Durchmessers der auf diese Weise erhaltene Formling zwischen zwei sich gegenüberliegenden Formflächen hindurchgezogen, um zunächst den Umfangswandab.schnitt von größerer Dicke zu erzeugen, worauf der nachgezogene, dünnere Umfangsabschnitt zwischen den sieh gegenüberliegenden Formflächen hindurch und im Anschluß an den dickeren Abschnitt durch eine Ziehöffnung von verringer-

tem Durchmesser gedrückt wird. Dabei hat es sich als besonders zweckmäßig erwiesen, zur Verringerung des Durchmessers die beiden Umfangswandabschnitte nacheinander durch einen sich quer zur Behälterachse erstreckenden Schlitz zwischen den sich gegenüberliegenden Pormflachen zu ziehen.

Zur Lösung der Aufgabe kann, ausgehend von einem napfförmigen Formling, auch so vorgegangen werden, daß zunächst die Umfangs-■wand unter Verringerung der Wandstärke axial gedehnt wird, daß dann unter Verringerung des Durchmessers das Metall in Richtung quer zur Achse des Formlinges nach innen gestaucht und anschließend in axialer Richtung gezogen wird, wobei man das Metall zunächst in einer Umfangspreßrichtung und dann axial in einer Ziehrichtung fließen läßt-bis auf einen Randbereich, indem man das Metall zur Bildung des Falzrandes nur in einer Umfangspreßrichtung fließen läßt.

Mit Vorteil wird der neue Behälter in einem einzigen Durchgang während eines kontinuierlichen Tiefziehvorganges hergestellt. Dies kann zweckmäßigerweise dadurch erfolgen, daß ein Blechzuschnitt von einer Blechtafel ausgestanzt und dann mittels eines Tiefziehstempels in einen flachen, napfförmigen Formling von im wesentlichen gleicher Wand- und Bodendicke gezogen wird, worauf in dem gleichen Durchgang der Formling mit dem Tiefziehwerkzeug koaxial durch ein Streckwerkzeug zum Strecken der Umfangswand unter Verringerung der· Wanddicke und Vergrößerung der Napftiefe bewegt wird, daß dann der Boden des Formlinges

zwischen zwei Formwerkzeugen eingespannt und ein radial äußerer Bereich des Bodens.unterBildung eines Ümfangsabschnittes von größerer Wandstärke durch zwei sich quer zur Formlingsachse erstreckende tiberführungsformflächen und danach durch eine axiale .Ziehfläche "von gegenüber dem Boden geringerer Weite gezogen wird, wobei dieser Ziehvorgang zum Einschnüren des Wandabschnittes von geringer Wandstärke fortgesetzt wird, bis ein vorbestimniter Restabschnitt der dünneren Umfängswand zwischen den radial verlaufenden überführungsflächen als Falzrand .verbleibt, und wonach dieser Rand schließlich getrimmt wird*

Mit. dem neuen verfahren erhält man mit einer minimalen Anzahl von Verformungssehritten einen Behälter mit unterschiedlichen Wandabschnitten, die so angeordnet sind, daß nicht nur die Herstellung erleichtert, sondern auch die Eigenschaften des Behälters verbessert werden. Während der Verringerung des Durchmessers des Abschnittes der Umfängswand von geringerer Wandstärke wird diese Wandstärke trotz der.Erzielung einer axialen Vergrößerung der Länge »des Behälters nicht verringert.

Von ganz besonderer Bedeutung ist die Art und Weise, in welcher bei dem neuen Verfahren der Flansch hergestellt wird. Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren wird dazu das- Material der Ümfangswand nicht radial gedehnt, sondern vielmehr radial eingeschnürt in einer solchen Weise, daß bei diesem Einschnürungsvorgang der Randflanseh ausgeformt verbleibt, und zwar ohne

Dickenänderung und ohne weitere Streckung des Materials im Rand-

bereich. Vielmehr wird das Metall im Randbereich in einen StauOh*- zustand überführt, der zuverlässig jede Randeinrisse vermeidet und eine hohe Verformbarkeit des Randflansches bei der Herstellung der Doppelfalznaht garantiert.

Das neue Verfahren ermöglicht auch bei der Durchführung insbesondere in einem einzigen Durchgang die Verwendung einer Ziehpresse von geringerem Hub als bei dem bekannten Verfahren. Dies beruht darauf, daß bei dem bekannten Verfahren die axiale Länge des Behälters größer gewählt werden muß. um die Länge, die zur Ausformung des Randflansches benötigt wird. Diese Notwendigkeit fällt bei dem Verfahren gemäß der Erfindung fort. Durch den < größeren Hub kann das Verfahren nach der Erfindung auch mit höherer Zyklusfrequenz durchgeführt werden. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß der Plansch gleichzeitig mit dem letzten Umformvorgang auf der gleichen Presse erzeugt werden kann.

Bestimmte Einzelphasen.des neuen Verfahrens sind auch für sich allein bei anderen bekannten Herstellungsverfahren anwendbar und dort von besonderem Vorteil. Dies gilt beispielsweise für den neuen Verfahrensschritt zur Ausformung des Randflansches oder für die besondere Ausformung des Bodens und des unmittelbar an den Boden anschließenden Abschnittes der Umfangswand eines tiefgezogenen Behälters. Der dickere, bodennahe Wandabschnitt des Behälters entsteht durch einen Umformvorgang und

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weniger durch einen Ziehvorgang, so daß bei dem neuen Verfahren der Ziehvorgang nur auf einen begrenzten Bereich der Umfangswand beschränkt bleibt. Mit dem Verfahren nach der Erfindung lassen sich alle Schritte von dem Ausstanzen des Zuschnittes aus einer Blechtafel bis zur Ausformung des Bodens und des Randflansches auf ein und derselben Tiefziehpresse in kontinuierlicher Folge" durchführen. Auch dadurch, wird die Herstellungsgeschwindigkeit und die Produktion erhöht, die Produktionskosten lassen sich senken und die Zahl und der Raumbedarf für die Maschine verringern. ."■';.; - :

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen j an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Zuschnitt zum Herstellen eines Behälters, ■ Fig. 2 im Querschnitt einen flachen, napfförmigen Formling, der in einem ersten Schritt aus dem Zuschnitt nach Fig. 1 durch Tiefziehen gewonnen wird,
Fig. 3 im Querschnitt den Formling nach einem Nachziehvorgang zum Vertiefen des Formlinges und zum Verringern der Dicke der Umfangswand,

Fig „ k einen Querschnitt des Behälters nach der weiteren ürafor-ι

t. dung des Randflansches,

^; Fig. 5 im Querschnitt den:fertigen Behälter nach Anbringung von Ϊ Verateifungswulsten,

mung, Ausformung des Bodens und Anbringung und Beschnei- ^!

Pig. 6 einen Querschnitt einer Tiefzieheinrichtung in der offenen Stellung zum Herstellen eines Behälters gemäß den Schritten nach Pig. I bis 5,

Fig. 7 im größeren Maßstab und im Querschnitt einen Abschnitt der Presse nach Fig. 6,

Fig. 8 eine zus ammenges te Ute Darstellung der Werkzeuge in verschiedenen Arbeitsstellungen und

Fig. 9 im größeren Maßstab einen Querschnitt von der Trimmstation für den Randflansch.

Der allgemein mit der Bezugsziffer 2 bezeichnete fertige Behälter wird aus einem kreisscheibenförmigen Zuschnitt 3 hergestellt, der in einen flachen, napfförmigen Formling 4 überführt wird, welcher, eine ümfangswand 5 und einen Boden 6 sowie ein oben offenes Ende
7 aufweist. Während des hierbei erfolgenden Ziehvorganges erhält ' man etwa gleiche Dicke der Ümfangswand und des Bodens. Der flache; Formling 4 wird dann einem Nachziehvorgang unterworfen, und zwar
derart, daß die Dicke der ümfangswand 5 unter Verlängerung des
Formlinges verringert wird, um einen mit 4a bezeichneten vertieften, napfförmigen Formling zu erhalten, dessen Bodendieke unverändert bleibt.

In einer dritten Stufe des einheitlichen Verfahrens wird der
Formling 4a einem Umformvorgang unterworfen. Hierbei wird der
Umfangsbereich IO des Bodens umgeformt, um einen dickwandigeren
unteren Abschnitt 11 der Umfangawand des Behälters su

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Wie am besten aus!Pig. 4 hervorgeht, weist der Abschnitt 11 die gleiche Dicke wie der Boden 6 auf, während der Außendurchmesser, der mit OD in Fig. 4 bezeichnet ist, der gleiche ist, wie der Außen durchmesser desoberen, dünnwandigeren Abschnittes 14 der Seitenwand. Der innere Durchmesser, der.mit ID bezeichnet ist, ist-jedoch im dickeren Wandabschnitt geringer als bei dem dünneren Wandabschnitt. Soweit erh-ält man also feinen Metallbehälter, insbesondere eine Metalldöse, die beispielsweise aus Stahl oder Aluminium besteht, und bei der das Metall ungleichförmig so verteilt ist, daß der Behälter einen dickeren, unteren Umfangsabschnitt und entsprechenden Boden aufweist, wobei die dickere Wandstärke vor allem in der sehr leicht verletzbaren Ecke 13 im Bereich der Verbindung zwischen Boden und Umfängswand vorliegt. Der dickere Querschnitt in diesem übergahgsbereich kann wesentlich günstiger Stöße aufnehmen, insbesondere dann, wenn gefüllte und damit gewichtige Dösen zufällig fallengelassen werden.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung beim vorangehenden Verringern der Dicke des oberen Wandabschnittes 14 der Umfängswand besteht darin, daß dur.ch diesen vorangeschalteten Schritt die Belastung der Umfängswand wesentlich herabgesetzt wird, wenn diese umgeformt wird. Indem nämlich die Druckwirkungen der Formwerkzeuge verringert werden. Dabei sorgt die Verlagerung des dickwandigen .- ; Abschnittes 11 der Umfangswand an den Bereich des Bodens für die notwendige Festigkeit, um die Möglichkeit eines Einreißens der Seitenwand zu verhindern.

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Das Hauptmarkmal der Erfindung besteht darin, daß der Formling, dessen Umfangswand nachgestreckt worden ist, umgeformt und dabei an dem Behälter ein Randflansch belassen wird. Nach dem hier bekannten Stand der Technik wurde ein Formling, dessen Viand bereits nachgestreckt worden ist, niemals umgeformt, um am oberen Ende des Behälters einen Flansch zu belassen, der später für die Herstellung der Doppelfalznaht benötigt wird. Das Besondere der Anformung des Flansches für die Doppelfalznaht auf die beschriebene Weise besteht darin, daß hierdurch das schwierige Problem der Flanscheinrisse praktisch vollständig beseitigt wird. Derartige eingerissene Flansche treten häufig auf, wenn bei dem bekannten Verfahren der Flansch aus dem zylindrischen, oberen Randbereich eines Formlinges ausgeformt wird.

Dieses Problem rührt von der Nachstreckung der Umfangswand her, bei der die Kornorientierungsrichtung im Metall in die parallele Lage zur Mittellinie oder Achse des Behälters gelangt. Im Gegensatz dazu wird eine■querverlaufende Kornorientierung in Behälterrümpfen erzielt, zu deren Herstellung drei Teile, Umfangswand und zwei Deckel, benötigt werden. Diese Kornorientierung vermeidet das Einreißen des Metalls bei der Ausformung des Flansches. Eine solche Orientierung ist jedoch bei den normalen Tiefziehvorgängen nicht zu erzielen.

Ein weiteres Merkmal besteht in der Ausformung des Behälters in der letzten Stufe durch die Umformung, so daß die Außendurch- ,

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messer des dickeren und des dünneren Umiarigswandabschnittes gleich werden und außen am Behälter keine Rippe oder Stufe oder ungleichförmige Oberfläche erzeugt wird,;welche· das Anbringen von Beschriftungen oder von Manschetten oder dgl. erschweren würde« ^: : . . ". :

Wie am besten aus Figv.4 hervorgeht, ist der Schritt zur Ausformung des dickeren Wandabschnittes/kombiniert mit dem Schritt_s bei dem der Boden, einer Formgebung unterwOrfen wird, sowie mit dem Schritt, b.ei dem- der nach außen gerichtete Flansch 15 um das obere Ende des Behälters erzeugt wird, der unmittelbar anschließend nach seiner Herstellung: zugeschnitten wird, um eine kreisförmige Kante 16 an dem Flansch zu erzeugen. Der dabei abfällende Ringabschnitt ist in Fig. :-4 mit 17 bezeichnet. \ .

Anschließend kann die Umfangswand einem WulstformVorgang unterworfen werden, um eine Reihe von Wülsten 19,19 in dem dünneren Umfangswandabschnitt 14 zur Erhöhung seiner Festigkeit zu erzeugen. Damit ist der Behälter fertig und kann nach entsprechender Füllung über eine Doppelfälznaht mit einem Deckel abdichtend verschlossen werden. / :

Die Fig. 6 und 8 zeigen eine Dreifachpresse mit nacheinander betätigten Stößeln. Die Presse umfaßt ein dreifachwirkend.es Formwerkzeug, das allgemein mit 30 bezeichnet ist, um das oben erwähnte Verfahren ausführen zu können. Die Anordnung 30 ist in

einer allgemein mit 21 bezeichneten Presse angeordnet, die ein stationäres Pressenbett 22 und eine diesem gegenüberliegende, bewegliche Stößelplatte 23 aufweist, an der, z.B. mittels Bolzen 24, ein zentraler Stempel 25 einer aus mehreren teleskopartigen Abschnitten bestehenden Stempelanordnung angebracht ist, die allgemein mit 26" bezeichnet ist.

Bei Betrachtung der Fig. 6, in der das Formwerkzeug in der offenen Stellung gezeigt ist, wird deutlich, daß die Stempelanordnung 26 gegenüber der Formwerkzeuganordnung 27 zurückgezogen ist, um zwischen beiden einen Durchgang freizugeben.

Ein Band 29 aus einem zur Ausformung der Dosen dienenden Blechmaterial, vorzugsweise Stahl oder Aluminium, wird durch den Spalt 28 über eine Abstreifplatte 30 und einen Ziehring 31 nach Fig. 7 zugeführt. Die Platte 30 und der Ziehring 31 liefern, wie am besten aus Fig. 7 deutlich wird, bei der ausgezogenen Stellung coplanare Führungsflächen 32,33, über die die Bodenfläche 34 des Bandmaterials 29 vorgeschoben wird, um die Formöffnung 35 im Ziehring 31 abzudecken.

Danach wird ein Abscherstempel 36 in Richtung auf die Schneidkante durch einen Stempel 37 bewegt. Der Abscherstempel weist einen hohlen, zylindrischen Körper 38 mit abgeschrägter unterer Kante 39 auf, die zusammen mit der Innenseite 40 des Körpers 38 eine Schneidkante 41 bildet. Diese schneidet das Material gegen

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eine äußere Schneidkante 42 des Ziehringes 31 und gleitet über den Ziehring, wie dies am besten Fig. 8 zeigt. Dabei nimmt das Abscherwerkzeug den Ziehring in eine Bohrung 42' des Körpers 38 auf. Gleichzeitig wird der restliche Teil des Ausgangsmaterials an der Schneidkante 42 vorbeibewegt" und gegenüber der äußeren Fläche 32 nach innen gedrückt, und zwar gleichzeitig mit einem Vorgang,'bei dem die' Abstreifplatte die Federn 43 zusammendrückt und die Rückhaltebolzen 44, an denen der Abstreifer befestigt ist, nach innen drückt. Die,Bolzen, von denen wenigstens drei vorgesehen sind,gleiten mit ihrem Schaft 45 durch in Fluehtung stehende Bohrungen 46 in einer Abstandsplatte 47 eines Montageblockes 48. Die Bolzen weisen einen Kopf 49 auf und können an der Platte 47 bei 50 zur Anlage kommen, um die nach außen gerichtete Bewegung des Abstreifers aus der Stellung nach Fig. 8 in die Stellung nach Fig. 7 zu begrenzen.

Der kreisscheibenförmige Blechzuschnitt 3 wird gleitend zwischen der äußeren Fläche 33 des Ziehringes und einer gegenüberliegenden flachen Fläche 51 eines Klemmringes .52 gehalten, der innerhalb der Bohrung 42' des Schneidwerkzeuges J>6 gleiten kann. Der Klemmring 52 wird in die Klemmstellung durch Druckluft überführt, welche unter, konstantem Druck in der Druckkammer 53 aufrechterhalten wird, die.in einem verbreiterten Abschnitt 54 der Bohrung 42' zwischen einem verbreiterten Kolbenkopf 54' des Klemmringes 52 und einer zum Schließen dienenden Stirnfläche 55 des Stößels 37 gebildet.wird. An diesem Stößel 37 ist das Werk-

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zeug 36 durch Bolzen 57 befestigt, die durch einen nach außen ragenden Flansch 58 des Scherwerkzeuges 36 hindurchragen. Die unter entsprechendem Druck stehende Luft wird durch einen Kanal 59 in den Stößel 37 eingeleitet und gelangt in einen Kanal 60. Entsprechende Dichtringe 61,62 zwischen dem Klemmring und dem Werkzeug 36 dienen zur Abdichtung des Druckluftraumes.

0-förmige Ringdichtungen 63,63 sind in Nuten 6k >6k in einer Bohrung 65 des Klemmringes 52 eingelegt und über ein zylindrisches, äußeres Stempelelement 67 gefädelt, das durch eine Bohrung 65 hindurchragt und so ausgebildet ist, daß es am zentralen Bereich des Zuschnittes angreifen und diesen durch eine öffnung im Ziehring 31 drücken kann, wenn Druckluft in eine Kammer 69 eingeführt wird, die in einem Hülsenelement 70 vorgesehen ist, das in den Stößel 71 eingepaßt und an diesem entsprechend befestigt ist. Das Hülsenelement, 70 ist gegen eine ringförmige Stößelfläche 72 durch einen flexiblen Elastomer-O-Ring 73 abgedichtet. Der Stößel-71 ist mit einem Druckluftkanal I^ versehen, der mit einer ein Druckkissen bildenden Kammer 69 in Verbindung steht, um ein Druckkissen gegenüber dem Kolbenkopf 74' des äußeren Stempels zu bilden. Der Kolbenkopf "Jh* ist gegen eine innere Bohrung 75 des Hülsenelementes 70 abgedichtet und in seiner nach außen gerichteten Bewegung durch schulterformigen Eingriff mit der nach innen gerichteten Schulter 75' des Hülsenelementes 70 gesichert, wobei das Element 70 entsprechend an dem Stößel 71 befestigt, ist.

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Der Stößel Jl drückt das Luftkissen in derKammer 69.zusammen und bewegt den Stempel 67,; der an fang Ii eh den mittleren, zur Bildung des Dosenbodens dienenden ,Abschnitt 76 des Zuschnittes durch eine öffnung.68 im Ziehring 31 drückt. Darauf wird der Umfangsabschnitt des Zuschnittes gezogen, um den zylindrischen Wandabschnitt 5 des Behälters 4 zu bilden. Es wird bemerkt, daß der Wandabschnitt 5 und die Bodenwand 76 hierbei in ihrer Wand- ' stärke nicht verringert werden, sondern die ursprüngliche Dicke des Blechzuschnittes beibehalten.

Der dabei entstehende flache, näpfförmige Formling 4 paßt um den zylindrischen umfangsabschnitt77 des äußeren Stempels 67 und wird von diesem unterstützt, wenn er weiter durch eine öffnung 78 gedehnt wird. Diese wird bestimmt durch.eine Streckkantenfläche 79 von geringer Tiefe eines Streckringes 80_s der auf dem Montageblock in axialer Fluchtung mit dem Ring 31 angeordnet ist.

Wenn der Formling4 durch den Machstreckring 80 gedrückt wird, wird die Dicke der Umfängswand, die ursprünglich z.B. etwa 0,24 mm betrug, auf eine Decke von beispielsweise etwa "0,,15 mm verringert, während die Tiefeoder axiale Länge der Umfangswänd von etwa zunächst 5 cm auf etwa 7,5 cm vergrößert wird.

Der äußere Stempel· setzt seine Bewegung fort, um sich bis zu seiner vollen Länge auszudehen gemäß Fig. 8. An dieser Stelle greift ein Umfangskantenabschnitt 10 der Bodenseite 82 des die

Bodenwand ausformenden Abschnittes 76 des Behälters 4a gemäß der zweiten Stufe in Fig. 8 an der oberen Fläche 83 gemäß der dritten Stufe in Fig. 8 eines Umformerringes 84 an. Dieser ist im Pressenbett 22 mit Block 48 gehalten. In dieser Stellung wird derjenige Abschnitt des Dosenbodens, der sich mit dem äußeren Stempel in Fluchtung befindet, in Gleiteingriff zwischen der Fläche 83 und dem Nach'formwerkzeug und der Stirnfläche 85 des äußeren Stempels gemäß Fig. 9 gehalten.

Danach wird der innere oder zentrale Stempel 25 durch den hohlen äußeren Stempel 67 durch Pressenstößel 23 hindurchgeschoben, und zwar in Richtung auf die Basis 22.

Der zentrale oder innere Stempel 25 weist eine Stirnfläche auf, die mit einem dem Bodenspiegel entsprechenden Profil ausgebildet ist einschl. einer ringförmigen Umfangswulst 47, welche eine Aushöhlung oder eine Tasche 88 begrenzt. Die Tasche 88 und der Rand 87 sind komplementär zu einem entgegengesetzten Profil 89 am Kopf 90 eines Ausstoßstempels 91, der an dem zentralen Bereich des Bodenabschnittes 76 angreift. Der zentrale Abschnitt wird dabei der Boden 6 der Dose. Wenn der zentrale Stempel 25 vorwärtsbewegt wird, formt er nicht nur den Boden 6 gegen das Profil 89 aus, sondern drückt außerdem den Boden durch eine zentrale öffnung 93 des Nachformringes 84, während der Ausstoßstempel 6l sich durch die Ausnehmung 92 in den Formblock in zeitlicher Folge mit dem Vorschub des inneren Stempels zurückzieht. Wenn der Be-

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hälter durch den zweiten Ziehrihg 84 gezogen wird, wird der dicke Bodenkan^enabschnitt 10 nach innen verformt; und zwar zunächst quer durch den Spalt zwischen den sich gegenüberliegenden,, querverlaufenden Flächen 83. und■-.35 des äußeren Stempels und des Nachformringesj und dann in axialer Pachtung und wird dabei in einen unteren Wandabschnitt 11 desBehälters von dickerer Wandstärke umgeformt,; Da der obere. Bereich 14 der Umfangswand des Behälters bei dieser Stufe dünner als der untere Abschnitt 11 ist, verformt sich das Metall relativ leicht. Die Kraft» die erforderlich ist, um den Behälter durch den Raum 93 zu ziehen, der zwischen den Klemmflächen 83»und 85.bestimmt wird, /wird dabei sehr klein gehalten. Der Ziehvorgang hat in .dieser Stufe zur Folge, daß eine Druckumf angsb el as t ung auf das Metall; ausgeübt wird, das sich in radialer Richtung zusammenzieht. Der. Ziehvorgang wird fortgesetzt, bis nur yioch ein Randbereieh der Behälter--, •wand am oberen^ offenen. Ende verbleibt. Dieser mit 15 bezeichnete Abschnitt "bildet dabei "den nach außen radial; vorspringenden Flansch 15. Der Innere Stempel 25. weist einen Schneidring 96 auf, der an dem Stempel befestigtist, undzwar zwischen seinen Enden. Dieser Schneidring ist .so angeordnet, daß bei weiterer Vorwärtsbewegung des Stempels 25 der Flansch; 15. durch Abscheren des Überschußabschnittes 17 vom Flansch gegen die äußere Schneidkante 97, .die auf dem Zlehring 84 befestigt ist, getrimmt wird.

Danach werden die Stempel 67 und 25 zurückgezogen und gleichzeitig der Auswerfstempel 91vorgeschoben, und zwar durch einen

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entsprechend zeitgesteuerten Nockenme chanisnius 99, der nur schematisch angedeutet ist und der von bekannter Ausführung ist. Dieser dient dazu, den Behälter aus der Hüllung auszuwerfen in eine Dosenabwurf öffnung .98, durch die der Behälter auf eine Sammel- oder Abführungseinrichtung fällt, die nicht gezeigt ist.

Der Zyklus kann dann für den nächsten Behälter erneut wiederholt werden.

Es ist ersichtlich, daß nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dargestellt worden ist und daß die beschriebene Ausführungsform die Erfindung nicht beschränken soll.

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Claims

Patentansprüche ~

ί 1-Λ Tief gezogener Behälter, insbesondere Dose, da d u r c h g e k en η ζ eic h net,- daß die Umfangswand neben einem axialen Abschnitt von geringerer Wandstärke und einem an diesen angrenzenden Falzrand einen axialen Abschnitt von größerer Wandstärke aufweist, der in den Boden von ebenfalls grö-' ßerer Wandstärke übergeht.''
2. Behälter nach Anspruch 1, da d u r c h g e k e ri- η -

ζ ei c h η e t₃ daß die Umfangswand über die ganze Behälterhöhe im wesentlichen den gleichen Außendurchmesser aufweist, während der Innendurchmesser in dem an den Boden angrenzenden Bereich kleiner als in dem anderen Bereich ist.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder.2, d a d ü r c h

g e k e η η ζ e i eh η et, daß der Randflansch und der dünnere Bereich der Umfangswand im wesentlichen gleiche Wandstärke aufweisen.; ....';.-
4. Behälter nach Anspruch 1 bis 3* d ad u r c h

g e k en η ζ e i c h η e t, daß das Metall,des Falzrandes sich in einem gepreßten oder gestauchten Zustand befindet.
5. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach Anspruch 1 bis 4-, bei dem zunächst ein BIe chzuschnitt in einen napf art igen

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Formling mit Bodenumfangswand und offenem Ende tiefgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Dicke der Umfangswand unter Vergrößerung der axialen Länge verringert wird und der Formling dann in einem kleineren Durchmesser umgeformt wird, indem nacheinander ein Abschnitt des Bodens und dann die Umfangswand umgeformt werden und dabei ein Behälter mit einem dem Boden nahen Abschnitt der Umfangswand von größerer und ein randnaher Abschnitt von geringerer Wandstärke erzeugt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß zur Verengung des Durchmessers der Formling zwischen zwei sich gegenüberliegenden Formflächen hindurchgezogen wird, um zunächst den Umfangswandabschnitt von größerer Dicke zu erzeugen, worauf der nachgezogene, dünnere Umfangsabschnitt zwischen den sich gegenüberliegenden Formflächen hindurch und im Anschluß an den dickeren Abschnitt durch eine axiale Ziehöffnung von geringerem Durchmesser gedrückt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzei chnet, daß zur Verringerung des Durchmessers die beiden Umfangswandabschnitte nacheinander durch einen sich quer zur Behälterachse erstreckenden Schlitz zwischen den sich gegenüberliegenden Formflächen hindurchgezogen werden.

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8. Verfahren nach Anspruch 7, d ad u r c h ge k e η η -

ζ e i e h η e t, daß der Umformvorgang zur Verminderung des Durchmessers des Behälters unterbrochen wird, sobald sich der Randbereich des Behälters zwischen den die Umfangswand während des Ziehens per zur Achse, umbiegenden Formflächen befindet.
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, d a ^d u r c h ^:

g e k e η η ze ic h net, daß während der Durchmesserveränderung der Behaltet ödem umgeformt bzw* profiliert wird. -.
10. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach den Ansprüchen

1 bis 4, bei dem ein BIechzuschriitt in einen napfartigen Formling mit Umfangswand, Boden und offenem, oberem Ende gezogen wird, insbesondere mit im wesentliehen gleicher Wandstärke an Boden und Umfangswand, da d u r c h g e k e η η ■ ζ ei c h η e t, daß zunächst die Umfangswand unter Ver^ ringerung der Wänddicke axial gedehnt wird, daß dann unter Verringerung des Durchmessers das.Metall in Richtung quer zur Achse des Formlinge^ nach innen und anschließend in axialer Richtung umgeformt wird, wobei man das Metall zunächst in einer Umfangsstauchrichtung und dann axial in einer Zugrichtung fließen läßt bis auf einen Randbereich, indem man das Metall unter Bildung des Falzrandes nur in einer Umfangsstaüchrichtung fließen läßt.
11. Verfahren nach Anspruch 5 oder 10, d ad u r c h

g e k en η ze ic h η e t, daß zunächst die Umfangswand

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des napfartigen Formlinges unter Verminderung der Wanddicke und Bildung von Kornorientierungslinien parallel zur Behälterachse gestreckt wird, worauf der Durchmesser des Formlinges verengt wird, indem der dann gegenüber der Uinfangswand stärkere Boden zwischen zwei Ziehformwerkzeugen mit quer zur Behälterachse begrenzten, radialen Ziehflächen und einer zur Achse konzentrischen, axialen Ziehfläche in dem einen Werkzeug eingespannt und zunächst der über die radiale Ziehfläche überstehende Bodenbereich axial durch die radialen Ziehfläehen und durch die axiale Ziehfläche und schließlich ohne nennenswerte Verringerung der Wandstärke des zuvor gestreckten Umfangswandabschnittes durch die axiale Ziehfläche gedrückt wird, wobei der VerengungsVorgang zur Bildung des Falzrandes kurz vor Erreichen der freien Wandkante gestoppt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, 'daß anschließend der Boden profiliert wird.
13· Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzei chnet, daß der Palzrand im Anschluß an den VerengungsVorgang beschnitten wird.
14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangswand anschließend mit Versteifungssicken versehen wird.

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15. Verfahren zum Herstellen eines Behälters, insbesondere einer Dose, nach Anspruch 1 bis 4, in einem einzigen Durchgang während eines;kontinuierlichen Tiefziehvorganges, d a d u r c h --·-" g e ken η ζ ei c h n,e t, daß ein Blech zuschnitt von einer Blechtafel ausgestanzt und dann mittels eines Formwerkzeuges.in einen flachen, napfförmingen Formling von im wesentlichen gleicher Wand- und Bodendicke überführt wird, worauf der Formling koaxial mit dem Formwerkzeug durch ein Streckwerkzeug zum Strecken der Umf an gs wand unter ■Verringerung der Wanddicke und Vergrößerung der axialen Tiefe bewegt wird, daß dann der Boden des Formlinge« zwischen zwei Formwerkzeugen eingespannt und ein radial äußerer Bereich des Bodens unter Bildung.eines Umfangsabschnittes von größerer Wanddicke durch zwei sich quer zur Formlingsachse erstreckende überführungsformflächen und anschließend durch eine axiale Ziehfläche von gegenüber dem Boden geringerer Weite gezogen wird, wobei dieser Ziehvorgang zum Einschnüren des Wandabschriittes von geringerer Wandstärke fortgesetzt wird, bis ein vorbestimmter Restabschnitt der dünnen umfangswand zwischen den radial verlaufenden überführungsformflaehen als Falzrand verbleibt und dieser Rand schließlich getrimmt wird.
16. Verfahren zum Herstellen des Randflansches an einem napfartigen Formling, insbesondere nach Anspruch 5 bis 15_;, d a d u r c h ge k e η η ze ic h η e t, daß beim Nachformen der Umfangswand zur .Vergrößerung der axialen Länge der Durch-

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messer der Umfangswand bis auf den den Öffnungsrand umgebenden Bereich verringert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Nachziehen die im Durchmesser zu verringernden Wandabschnitte zunächst durch zwei radial verlaufende Überführungsformflächen und dann durch" eine koaxiale Ziehfläche gezogen werden, bis der Randabschnitt in Form des Falzrandes zwischen den beiden Überführungsformflächen und vor der koaxialen Ziehfläche verbleibt.

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