DE2420680A1

DE2420680A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING CUP-LIKE CONTAINERS FROM THIN METAL STRIP, IN PARTICULAR FROM ALUMINUM FOIL, DEVICE FOR CARRYING OUT THIS PROCESS AND CONTAINERS MANUFACTURED AFTER THIS PROCESS

Info

Publication number: DE2420680A1
Application number: DE2420680A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Ruediger Dr Gerckekaupert; Guenther Dr Ing Kaupert; Dieter Kluge; Eberhard Martin
Original assignee: KAUPERT GUENTER DR ING
Current assignee: KAUPERT GUENTER DR ING
Priority date: 1974-04-29
Filing date: 1974-04-29
Publication date: 1975-11-13
Also published as: DE2462057A1

Description

Verfahren zum Herstellen von becherartigen Behältern aus dünnem Metallband insbesondere aus Aluminiüm-Folieq Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie danach hergestellte Behälter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Umrandung versehenen, becherartigen Behältern aus dünnem Metallband, insbesondere aus Aluminium-Folie, mittels Faltprägung, bei dem aus dem Band ein Zuschnitt ausgestanzt, vorgeformt und in wenigstens einer weiteren Bearbeitungsstufe in seine endgültige Form gebracht wird, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus Schneidwerkzeugen zum Ausstanzen des Zuschnitts und miteinander zusammenwirkenden, nacheinander zum Einsatz gelangenden Fatrizen-und Matrizenteilen, sowie danach hergestellte Behälter. Process for the production of cup-like containers from thin metal strip in particular made of aluminum foil q device for carrying out this process and containers produced therefrom. The invention relates to a method of production of beaker-like containers made of thin metal tape with a rim, in particular made of aluminum foil, by means of folding embossing, in which from the band a Blank punched out, preformed and in at least one further processing stage is brought into its final form, a device for performing this Process consisting of cutting tools for punching out the blank and with each other cooperating die and die parts that are used one after the other, as well as containers manufactured thereafter.

Derartige Behälter dienen u.a. zur Aufnahme von Nahrungs- und GenuB-mitteln. Häufig werden sie gleichzeitig als Backschalen oder dgl. verwendet. Sie bestehen meist aus Aluminium-Folie, deren Stärke je nach Behältergröße zwischen 50 und 100 my schwankt. Dabei kann die Umrandung die Form eines sogenannten "Rollrandes" haben, um das erforderliche Widerstandmoment zu erzeugen und das Aufsetzen oder Überstülpen eines Deckels zu ermöglichen.Such containers are used, among other things, to hold food and beverages. They are often used as baking trays or the like at the same time. You insist mostly made of aluminum foil, the thickness of which is between 50 and 100 depending on the size of the container my fluctuates. The border can have the shape of a so-called "rolled edge", to generate the required moment of resistance and to put it on or pull it over to enable a lid.

An sich wäre es aus Gründen der Materialersparnis wünschenswert, auf dünnere Folien in den Stärken von etwa 20 bis 40 my überzugehen.In itself, it would be desirable for reasons of material savings on to pass thinner foils in thicknesses of around 20 to 40 my.

Die Verwendung derart dünner Folien stieß jedoch bisher sowohl bezüglich der Herstellungsmethoden als auch der geforderten Steifigkeit, insbesondere im Bereich der Behälterumrandung, auf Schwierigkeiten.However, the use of such thin films has hitherto met with both the manufacturing methods as well as the required rigidity, especially in the area the container border, for difficulties.

In den deutschen Patentschriften 1 162 316 und 1 602 485 werden Vorrichtungen beschrieben, mit denen in mehreren Bearbeitungsstufen mittels Faltprägung Näpfe in einß sehr dünnes Metallband eingeformt werden können. Dabei handelt es sich um Formpackungen, bei denen das Problem der Steifigkeit nicht so sehr im Vordergrund steht wie bei becherartigen Behältern.In the German patents 1 162 316 and 1 602 485 devices described, with which cups in several processing stages by means of folding embossing can be molded into a very thin metal band. It refers to Molded packs where the problem of stiffness is not so much in the foreground stands as with cup-like containers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der es ermöglicht, auch wesentlich dünnere Metallfolien als bisher gebräuchlich als Ausgangsmaterial für die Herstellung und Verwendung bei becherartigen Behältnissen zu erschließen. Dabei soll insbesondere im Bereich der Umrandung eine Steifigkeit und Formbeständigkeit erzielt werden, die es gestatten, einen Deckel aufzusetzen oder überzustülpen.The invention is based on the object of showing a way that it also makes it possible to use metal foils that are much thinner than previously used Starting material for the production and use in cup-like containers to tap into. There should be rigidity in the area of the border in particular and dimensional stability can be achieved that allow a lid to be put on or to slip over.

Die Lösung dieser Aufgabe umfaßt erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Lösung sowie eine Vorrichtung zum Herstellen derartigerBehälter und den Behälter selbst mit den jeweils hierauf bezogenen Unteransprüchen.The solution to this problem comprises according to the invention that in the characterizing Part of claim 1 listed features. The subclaims include advantageous refinements and developments of this solution and a device for making such containers and the container itself with each thereon related subclaims.

Die eingangs erörterten, relativ dickwandigen Behälter haben im Bereich des Behälterbodens und der Seitenwand eine Festigkeit, die in vielen Anwendungsfällen in diesem Maße nicht erforderlich ist. Demgegenüber ist bei der Erfindung die erzielte Stabilität den tatsächlichen Beanspruchungen weitgehend angepaßt. Dabei steigen die spezifischen Widerstandsmomente vom Boden über die Seitenwand zum Behälterrand hin an. Die Behälterseitenwand widersteht dadurch einer Knickung durch etwaigen Druck von oben, während der Behälterrand eine so große Steifigkeit besitzt, daß auch dem Aufsetzen eines Stülpdeckels ausreichender Widerstand entgegengesetzt wird. Durch die so ermöglichte Anwendung dünnerer Folien für die eingangs erwähnten Zwecke können daher die Verpackungskosten gesenkt werden.The relatively thick-walled containers discussed at the beginning have in the area the container bottom and the side wall have a strength that in many applications to this extent is not necessary. In contrast, the invention is achieved Stability largely adapted to the actual stresses. Thereby rise the specific moments of resistance from the bottom via the side wall to the edge of the container towards. The container side wall resists kinking by any Pressure from above, while the container edge has so great rigidity that sufficient resistance is also opposed to putting on a slip lid. The use of thinner foils made possible in this way for the purposes mentioned at the beginning therefore, the packaging cost can be reduced.

Die Erfindung und ihre Wirkungsweise werden im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen näher erläutert: Die Figur 1 zeigt schematisch im Längsschnitt ein aus Schneidwerkzeugen, Patrizen- und Matrizenteilen bestehendes Werkzeug zur Serstellung des Behälters vor der ersten Bearbeitungsstafe, die Figur 2 zeigt das Werkzeug gemäß Figur 1 nach dem Ausstanzen des Behälterzuschnitts, die Figur 3 zeigt das Werkzeug nach dem Anformen der konischen Behälterseitenwand, die Figur 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie IV - IV von Figur 3, die Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V - V und die Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI der Figur 4, während des Anstauchens des Behälterrandes, die Figuren 7, 8 und 9 zeigen im Behäiterlängsschnitt verschiedene Formgebungen und Ausgestaltungen des an die Seitenwand angestauchten Behälterrandes.The invention and its mode of operation are exemplified below explained in more detail with reference to the drawings: FIG. 1 shows schematically in longitudinal section a tool consisting of cutting tools, male and female parts for Positioning of the container before the first processing stage, Figure 2 shows this Tool according to FIG. 1 after punching out the container blank, which FIG. 3 shows the tool after molding the conical container side wall, the FIG. 4 shows, on an enlarged scale, a section along the line IV - IV from FIG FIG. 3, FIG. 5 shows a section along the line V - V and FIG. 6 a section along the line VI - VI of Figure 4, during the upsetting of the Container edge, Figures 7, 8 and 9 show different in the container longitudinal section Shapes and configurations of the container edge upset against the side wall.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird die Folie 21 bei geöffnetem Zustand zwischen Werkzeugober- und -unterteil eingeführt. Das Werkzeugoberteil besteht im wesentlichen aus einem mit einer Bohrung 1 versehenen Geber 2, einem Stauchring 3, einem damit verbundenen Stanzmesser 4 und einem Patrizen-Vorlaufstempel 6, der in der Innenbohrung des Stauchrings 3 gleitend geführt ist. Das Werkzeugunterteil besteht im wesentlichen aus einem nachgiebig gelagerten Schneidring 9, einer Matrizen-Hohlform 12, einem in der Hohlform 12 gleitend geführten Matrizen-Vorlaufstempel 13 und einem mit der Hohlform 12 verbundenen Sicherungsring 16, der in der oberen Ruhelage in entsprechende Aussparungen des Schneidrings 9 greift und damit dessen Weg so begrenzt, daß dessen der Folie 21 zugewandte Stirnseite bündig mit den Teilen 12 , 13 und 16 abschließt. Auf die Darstellung der Antriebselemente und sonstiger bekannter, nicht unmittelbar mit der Erfindung zusammenhängender Aggregate wurde aus Gründen der besseren Ubersicht verzichtet.As can be seen from Figure 1, the film 21 is in the open state Introduced between the upper and lower part of the tool. The upper part of the tool consists of essentially consisting of a transducer 2 provided with a bore 1, a compression ring 3, an associated punching knife 4 and a male leading punch 6, the is slidably guided in the inner bore of the compression ring 3. The lower part of the tool consists essentially of a resiliently mounted cutting ring 9, a die hollow form 12, a die advancing punch 13 slidably guided in the hollow mold 12 and a with the hollow shape 12 connected locking ring 16, which in the upper rest position in corresponding recesses of the cutting ring 9 engages and thus limits its path so that that its end face facing the film 21 is flush with the parts 12, 13 and 16 completes. On the representation of the drive elements and other known, Aggregates not directly related to the invention were used for reasons waived for a better overview.

Beim Schließen von Ober- und Unterteil des Werkzeugs wird die Folie 21 zunächst zur Zentrierung zwischen den Stempeln 6 und 13 eingeklemmt. Danach wird der Zuschnitt in Form einer Ronde 22 aus der Folie 21 mit dem Stanzmesser 4 entlang der Trennlinie 18 ausgeschnitten (Figur 2). Der nachgiebig gelagerte Schnittring 9 erzeugt dabei einen elastischen Gegendruck gegen das Stanzmesser 4.When the upper and lower parts of the mold are closed, the film becomes 21 initially clamped between the punches 6 and 13 for centering. After that, will the blank in the form of a round 22 from the film 21 with the punching knife 4 along the dividing line 18 cut out (Figure 2). The resiliently mounted cutting ring 9 generates an elastic counter-pressure against the punching knife 4.

D.h. die Schneide 8 des Stanzmessers 4 und der Schneidring 9 laufen unter Gegendruck miteinander parallel zur Werkzeuglängsachse A. Dadurch wird die Standzeit der Schneide 8 des Stanzmessers 4 wesentlich verlängert.That is, the cutting edge 8 of the punching knife 4 and the cutting ring 9 run under counter pressure with each other parallel to the tool longitudinal axis A. This is the The service life of the cutting edge 8 of the punching knife 4 is significantly increased.

Beim weiteren Ineinanderschieben von Werkzeugober- und -unterteil wird die Ronde 22 über die zur Vermeidung von Rissen abgerundete Zugkante 17 der oberen Stirnseite der Matrizen-Hohlform 12 gezogen, von deren konischem, sich nach oben erweiterndem Wandteil 11 erfaßt und zur Formung der Behälterseitenwand gegen ein entsprechendes konisches Wandteil 7 des Stempels 6 gedrückt (Figur 3). Dabei entsteht bereits eine von unten nach oben zunehmende Faltprägung.When the upper and lower part of the tool is pushed into one another the round 22 over the rounded to avoid cracks pulling edge 17 of the upper end face of the female mold 12 drawn, from the conical, after detected above widening wall part 11 and to shape the container side wall against a corresponding conical wall part 7 of the punch 6 pressed (Figure 3). Included there is already a fold that increases from bottom to top.

Das überschüssige Material 24 ragt nun in einen nach oben offenen, ringzylindrischen Stauchraum 14 hinein, der von der an den Konus 11 anschließenden, erweiterten Bohrung (Wände 10 und 15) der Matrizen-Hohlform 12 und dem Konus 7 bzw. der an diesen anschließenden, zylindrischen Wand 26 des Patrizen-Stempels 6 gebildet wird.The excess material 24 now protrudes into an upwardly open, annular cylindrical compression space 14 into it, which is connected to the cone 11 by the enlarged bore (walls 10 and 15) of the die hollow form 12 and the cone 7 or formed by the adjoining cylindrical wall 26 of the male punch 6 will.

Nun fahrt der Stauchring 3 in den Stauchraum 14 und quetscht mit seiner Stirnkante 5 das Material 24 zusammen, sodaß ein mehrfach gefältelter, gegenseitig verzåhnter, an die Seitenwand des Behälters 25 angestauchter, stabiler Rand entsteht. Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen den Zustand des Randmaterials 24 bei einer mittleren Stellung des Stauchringes 3. Bereits hier ist die Paltenbildung in horizontaler und vertikaler Richtung zu erkennen. Das Material liegt teilweise am Patrizenstempel (Stelle 30), teilweise an der Matrize (Stelle 27) an.Now the upsetting ring 3 moves into the upsetting space 14 and squeezes with his Front edge 5, the material 24 together, so that a multiple pleated, mutually Interlocked, stable edge that is upset against the side wall of the container 25 is produced. FIGS. 4, 5 and 6 show the state of the edge material 24 in the case of a middle one Position of the compression ring 3. The gap formation is already horizontal here and vertical direction. The material is partly on the male die (Position 30), partly on the die (position 27).

Die Figur 7 zeigt schematisch und m starker Vergrößerung einen an die konische Seitenwand des Behälters 25 angestauchten, mäanderförmig in mehreren Lagen gefalteten, trapezförmigen Behälterrand 31.FIG. 7 shows a schematic and a high magnification the conical side wall of the container 25 upset, meandering in several Layers of folded, trapezoidal container rim 31.

Durch entsprechende Formgebung der Stauchflächen 5, 10 und 15 können auch Umrandungen mit rundem Querschnitt erzielt werden, wie dies in Figur 8 dargestellt ist. Figur 9 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Behälterumrandung, bei der der rechteckige oder trapezförmige Stauchrand mit einer Kunststoffschicht verkleidet ist, die z.B. durch Umspritzen, Tauchen oder dgl. aufgebracht werden kann. Dadurch entsteht eine vollkommen glatte Oberfläche, die es gestattet, den Behälter 25 mit einem entsprechenden Abdeckblatt zu versiegeln.By appropriate shaping of the upsetting surfaces 5, 10 and 15 can borders with a round cross-section can also be achieved, as shown in FIG is. Figure 9 shows a further example of a container border in which the rectangular or trapezoidal compression edge covered with a plastic layer which can be applied, for example, by injection molding, dipping or the like. Through this creates a completely smooth surface that allows the container 25 with to seal a corresponding cover sheet.

In allen Fällen ist der erfindungsgemäße Behälter so stabil, daß er selbständig und ohne zusätzliche Stützmittel manipulierbar ist und mit dem zu verpackenden Gut gefüllt werden kann.In all cases, the container according to the invention is so stable that it can be manipulated independently and without additional props and with the packaged Can be filled well.

Er kann darüber hinaus je nach Bedarf mit einem aufzusetzenden Deckel oder einem den Rand übergreifenden Stülpdeckel verschlossen werden.It can also be fitted with a lid that can be put on as required or a hooded lid that extends over the edge.

Sobald die Faltprägung abgeschlossen ist, fährt der Geber 2 (Figur 3) abwärts und setzt auf dem Boden des Behälters 25 auf. Mittels Vakuum, das durch die Bohrung 1 aufgegeben wird, erfolgt das Festhalten des Behälters 25 an dem Patrizenstempel 6, sodaß beim anschließenden Auseinanderfahren von Werkzeugober- und -unterteil der Behälter zunächst am Stempel 6 verbleibt und danach durch Aufgeben von Druckluft auf die Bohrung 1 abgeblasen und aus der Vorrichtung entfernt werden kann.As soon as the folding embossing is completed, the encoder 2 (fig 3) downwards and touches the bottom of the container 25. By means of a vacuum that goes through the bore 1 is abandoned, the holding of the container 25 on the male die takes place 6, so that when the upper and lower tool parts are subsequently moved apart the container initially remains on the punch 6 and then by applying compressed air can be blown off on the bore 1 and removed from the device.

Zur Herstellung des nächsten Behälters wird die Folie 21 um ein3 Teilung weitertransportiert.For the production of the next container, the film 21 is divided by a 3 transported further.

In Figur 2 ist der aufgrund der Ausstanzungen 19 verbleibende Verschnitt 20 eingezeichnet.In FIG. 2, the waste remaining due to the punchings 19 is shown 20 drawn.

In dem erläuterten und dargestellten Beispiel hat der Behälter die Form eines kreiszylindrischen Kegelstumpfes. In analoger Weise ist die Erfindung auch auf Behältnisse mit unregelmäßigem z.B.In the example explained and shown, the container has the Shape of a circular cylindrical truncated cone. The invention is analogous also on containers with irregular e.g.

ovalem oder eckigem Querschnitt anwendbar. Auch braucht der Behälterrand nicht in einer Ebene zu liegen, sondern kann wellig gestaltet oder mit einzelnen Erhebungen ausgestattet sein.oval or square cross-section applicable. Also needs the container edge not to lie in one plane, but can be designed wavy or with individual Surveys to be equipped.

Claims

1. Process for the production of edged,

cup-like containers made of thin metal tape, in particular made of aluminum foil, preformed by means of folding embossing, in which a blank is punched out of the tape and brought into its final form in at least one further processing stage is, characterized in that the blank (22) to form the container bottom and side wall, leaving a free cutting edge (24) around a male mold (6) pressed and then the free cutting edge (24) to form the container border (31) is compressed.

2. The method according to claim .1, characterized in that during punching out the blank, embossing the container side wall and upsetting of the control edge of the part of the blank that forms the container bottom between the The male end face and the end face of a die advancing punch (13) are clamped will.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the Container edge (31) by injection molding, dipping or the like. with a plastic layer (32) is sheathed.

4. Device for performing the method according to the claims 1 to 3, consisting of cutting tools for punching out the blank and with each other cooperating male and female parts that are used one after the other, characterized in that the male mold (3, 6) and the female mold (12, 13) each have one Have forward punches (6 and 13) for centering and clamping the blank (22), wherein the male leading stamp (6) as positive of the container bottom and container side wall is formed, and that the male leading punch (6) when interacting with a die hollow form (12) one to the embossing area for the side wall (7, 11) subsequent, ring-shaped, the width of the container edge corresponding and one-sided open compression space (14) forms, which is a trailing, in the compression space opening insertable male compression ring (3) is assigned.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that the to the conical part (11) of the female mold (12) adjoining the outer contour the edge of the container enlarged bore (10) on the front side in a rounded traction edge (17) passes.

6. Apparatus according to claim 4, characterized in that the cutting tool from a punching knife (4) guided parallel to the device longitudinal axis (A) and a resiliently mounted cutting ring guided along the die hollow form (12) (9) exists.

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the female mold cavity (12) carries a locking ring (16) which is inserted into a corresponding recess in the cutting ring (9) engages and limits its travel in the rest position so that at the beginning of the Cutting process cutting ring (9), die hollow form (12) and die advance punch (13) lie with their end faces in one plane.

8. According to the method of claims 1 to 3 manufactured container with a conical side wall, characterized by a multi-layered, mutually folded toothed decorative border.

9. Container according to claim 7, characterized in that at least the edge of the container is lined with a plastic layer (32) with a smooth surface is.

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