DE2508828B2

DE2508828B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen eines becherförmigen Gegenstandes

Info

Publication number: DE2508828B2
Application number: DE2508828A
Authority: DE
Inventors: Kazunaga Kadamatsu Yamaguchi Misonoo (Japan)
Original assignee: YOSHIZAKI KOZO TOKIO
Current assignee: YOSHIZAKI KOZO TOKIO
Priority date: 1974-03-22
Filing date: 1975-02-28
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2508828A1; US3972217A; JPS588924B2; JPS50125961A

Description

solchen Verformung standhalten kann. Daher ist es

45 fast unmöglich, bei der Herstellung eines Stempels für diese Dosen am Ende eine Abschrägung vorzusehen,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum um die mit ihm geformte, becherförmige Dose leicht

Tiefziehen eines becherförmigen Gegenstandes ge- von ihm abstreifen zu können,

maß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Je geringer die Wanddicke einer Dose ist» desto

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. 50 wirtschaftlicher ist sie herzustellen. Jedoch muß der

Bei der Herstellung eines becherförmigen Gegen- obere Endabschnitt der Wand eine minimale Dicke

Standes, der aus Weißblech, Aluminium oder anderem haben, um der Bearbeitung des Randes während des

Material durch Tiefziehen gefertigt ist, wird ein Roh- Einziehens und der Flanschbildung standhalten zu

ling zu einem flachen, schalenförmigen Gegenstand können. Der Durchmesser des Stempels, welcher dem

verformt, und dann wird der schalenförmige Gegen- 55 oberen Endabschnitt der Dose entspricht, muß daher

stand durch Strecken der Wand zu einem tiefen, be- kleiner als der des übrigen Stempels sein, wenn die

cherförmigen Gegenstand gezogen. Zu diesem Zeit- untere Wand des fertigen, becherförmigen Teiles eine

punkt ist die Verteilung der Wanddicke über die geringere Dicke als das obere Ende der Wand hat.

Länge nicht gleichmäßig. Dadurch wird das Abstreifen des becherförmigen Ge-

Die Kraft zum Abnehmen oder Abstreifen des so 60 genstandes vom Stempel noch schwieriger,

geformten becherförmigen Gegenstandes von einem Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde,

Stempel ändert sich entsprechend dem Betrag der ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tiefziehen

Verringerung der Wanddicke, der Verformungsge- eines becherförmigen Gegenstandes anzugeben, mit

schwindigkeit, der Verteilung der Wanddicke, der welchem er leicht ohne Beschädigung oder Verfor-

Höhe des becherförmigen Gegenstandes, usw. Die μ mung des oberen Endabschnittes von einem Stempel

genannte Kaft wird groß, wenn der becherförmige abgestreift werden kann.

Gegenstand aus Stahlblech hergestellt wird. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren der ein-

Das übliche Verfahren, den becherförmigen Ge- gangs genannten Art durch die kennzeichnenden

Merkmale ties Anspruchs I gelöst.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ergibt sich aus Anspruch 2,

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung wird mit. den Merkmalen des Unteranspruchs 3 erreicht.

Durch dieses erfindungsgemäße Vorgehen wird die bleibende Spannung, die während des letzten Zuges erreicht wird, verringert, wobei die Kontaktspannung zwischen dem becherförmigen Gegenstand und dem Stempel ebemaJls verringert wird. Die zum Abstreifen des becherförmigen Gegenstandes vom Stempel erforderliche Kraft entspricht der Reibkraft, die zwischen dem Stempel und dem becherförmigen Gegenstand auftritt, wenn sie relativ zueinander bewegt werden. Die Reibkraft zwischen der Innenseite des becherförmigen Gegenstandes und dem Stempel beeinflussende Faktoren sind die thermische Druckbeanspruchung, die hervorgerufen wird, wenn sich der becherförmige Gegenstand zusammenzieht, nachdem die beim Ziehen erzeugte Wärme abgeführt ist (im allgemeinen wird lösliches öl auf den becherförmigen Gegenstand gesprüht, um ihn abzukühlen und die Ziehringe zu schmieren), der Kontaktdruck, der durch elastische Rückverformung des Stempels ;iach dem Ziehen verursacht wird, und der Kontaktdruck zwischen dem becherförmigen Gegenstand und dem Stempel, der durch den dickeren, offenen Endabschnitt des becherförmigen Gegenstandes hervorgerufen wird, welcher über den Teil des Stempels mit dem größeren Durchmesser gleitet. Außerdem erhöht die durch das Zehen verursachte restliche Umtfangsspannung den Kontaktdruck zwischen dem becherförmigen Gegenstand und dem Stempel.

Daher kann durch Verringern dieser bleibenden Spannung der Kontaktdruck zwischen dem becherförmigen Gegenstand und dem Stempel verringert werden, so daß der becherförmige Gegenstand leichter auf der Außenseite des Stempels gleitet und im Vergleich zur Situation, in welcher die bleibende Spannung groß ist, leicht vom Stempel abgestreift werden kann.

Durch Anwendung dieses Verfahrens ist es nicht notwendig, einen komplexen, inneren Ausstoßmechanismus vorzusehen. Der becherförmige Gegenstand kann leicht mittels des herkömmlichen Hakens oder Abstreifringes ohne Beschädigung des becherförmigen Gegenstandes abgezogen werden.

Aus der DE-OS 2130426 ist es bekannt, einen Vorformling einer stufenweisen Reduzierung der Wandstärke zu unterwerfen, indem der Vorformling durch eine Reihe von Ziehringen hindurchgeführt wird, die Formänderungen hinsichtlich der Wandstärke im Bereich von 36 bzw. 20% bewirken. Im Anschluß an jeden eigentlichen Ziehvorgang wird der Formling durch einen Kalibrierring hindurchbewegt, der eine nur geringfügige Veränderung der Wandstärke des Bechers bewirkt, d. h. die Ziehwirkung der Kalibrierringe bei dem bekannten Verfahren beläuft sich nur auf einige %, und zwar zu dem Zweck, Unregelmäßigkeiten an der Oberfläche des Formlinge auszugleichen und den Stempel zu zentrieren. Dabei kann der Abstand des letzten Abstreckringes vom Nachziehring kleiner oder größer als die Länge des Behälters sein.

Dieses Verfahren dient jedoch nicht zur Verringerung der Umfaiigsypannungen und Haftspannungen, die den Formling auf dem Stempel halten, da dieses bekannte Verfahren mit einem Auswerfdorn arbeitet, um den Formling von dem Stempel zu entfernen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher

beschrieben. Es zeigt

Fig, I einen Schnitt, welcher die Form eines becherförmigen Gegenstandes und einen Stempel darstellt,

Fig, 2 eine Ansicht zur Erläuterung der Verfor-

mung des oberen Endabschnittes eines becherförmigen Gegenstandes, die durch Abstreifen desselben gemäß dem Stande der Technik verursacht wird;

Fig. 3 einen Schnitt einer Stempel- und Ziehringanordnung unter Verwendung eines herkömmlichen

is Abstreifringes,

Fig. 4 einen Schnitt eines Mechanismus mit einem inneren Ausstoßstift, und

Fig. 5 einen Schnitt einer Stempel- und Ziehringanordnung gemäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist der becherförmige Gegenstand 10, bestehend «us einer Seitenwand 11 und einem Boden 12, dargestellt. Die Seitenwand i·* in einen Wandten 11a mit einer Dicke tw und einen oberen Endabschnitt 11b mit einer Dicke tf unterteilt. Die Dicke tf des oberen Endabschnittes ist größer als die Dicke tw des Wandteiles, um das Beulen des oberen Endabschnitis während der Bildung eines Halses und eines Flansches zu verhindern. Daher ist der Durchmesser des Abschnittes des Stempels 20, welcher dem oberen Endabschnitt des becherförmigen Gegenstandes entspricht, ein wenig kleiner als der Durchmesser des dem Wandteil entsprechenden Teiles.

Fig. 3 zeigt eine Anordnung des Stempels 20 und von Ziehringen 30a, 30fr und 30c, eines Gegenstükkes 40 zur Bildung eines nach innen gewölbten Bodens und einen Abstreifring 35, die zur Durchführung eines herkömmlichen Ziehvorganges angeordnet sind.

Die Wand 11 des becherförmigen Gegenstandes wird gezogen, um die Wanddicke an jedem Ziehring 30a, 306 und 30c um 30% zu verringern.

Fig. 4 zeigt den komplexen Mechanismus eines inneren Ausstoßstifes 25, der im Stempel 20 angeordnet ist, um eine Verformung 19 der Wand Wb des becherförmigen Gegenstandes 10 zu vermeiden, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, wenn der becherförmige Gegenstand einfach durch den Abstreifring 35 abgestreift wird. Dieser innere Ausstoßstif 25 innerhalb des Stempels 20 wird über eine bestimmte Entfernung relativ zum Stempel 20 durch einen Antriebsmechanismus 26 bewegt und schiebt den Boden 12 des becherförmigen Gegenstandes 10 vom Stempel 20 weg, um den Gegenstand vom Stempel zu entfernen. Die Bewegung dieses komplexen Mechanismus verursacht bestimmte Beschränkungen der Verformungsgeschv.irdigkeit bei dieser Anordnung.

Ferner wirken das freie Ende 25a des inneren Ausstoßstiftes 25 und das Gegenstück 40 zusammen, um den Boden 12 des becherförmigen Gegenstandes 10 zu formen, so daß dort offensichtlich Beschränkungen für die Auslegung der Bodenform vorhanden sind.

Fig, 5 zeigt ein Beispiel einer Anordnung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Vorrichtung bees steht aus einem Stempel 20, Ziehringen 30a, 30b und 30r, einem wenig verformenden Glättring 31, der nur ein geringes Ziehen herbeiführt, einem Abstreifring 35 und einem Gegenstück 40 zur Bildung eines nach

innen gewölbten Bodens.

Der Betrag der Verringerung der Wanddicke in jedem Ziehring 30«, 30i> und 30r ist größer als 30%, und die Verringerung der Wanddicke im Glättring 31 ist kleiner als 10%.

Sogar wenn die Entfernung / zwischen dem Ziehring 30c und dem Glättring 31 so ist, daß durch beide Ziehringe gleichzeitig auf den becherförmigen Gegenstand eingewirkt wird, wird die Wand 11 eines becherförmigen Gegenstandes bei diesem Verfahren nicht gebrochen, weil der Betrag des Ziehens im Glättring 31 klein ist, d. h. unter 10% liegt.

Die reine Kraft der Spannung in der Wand 11 des becherförmigen Gegenstandes 10 zwischen dem Ende 20a des Stempels 20 und dem wenig ziehenden Glättring 31 ist relativ klein. Aber die zum Ziehen von mehr als 30% im Ziehring 3Or erforderliche Kraft

die Spannung beim wenigen Ziehen größer als die bei diesem Ziehvorgang mit dem Glättring selbst auftretende Kraft wird. Dadurch ist die bleibende Spannung am Umfang größer, als wenn der Glättring 31 selbst benutzt würde, und so wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, insbesondere die wesentliche Verringerung der Restspannung und der zum Abnehmen des becherförmigen Gegenstandes erforderlichen Kraft, nicht vollständig erfüllt.

Daher wird es vorgezogen, die Entfernung / größer als die Höhe L des fertigen, becherförmigen Gegenstandes (Fig. 1) zu wählen. Es werden jedoch auch sehr gute Ergebnisse bei der Verringerung der zum Abnehmen des becherförmigen Gegenstandes 10 erforderlichen Kraft erzielt, wenn / größer als die Hälfte von L ist. Dieses ist sehr nützlich bei der Auslegung der Vorrichtung, so daß sie minimalen Platz beansprucht.

Ein in Fig. 1 gezeigter, becherförmiger Gegenstand 10 aus Weißblech mit den Abmessungen /w = 0,11 mm, f/ = 0,18 mm und einem Innendurchmesser von 65,40 mm wurde aus einem tiefgezogenen Becher mit einem Innendurchmesser von 65,60 mm gezogen und dann von dem Stempel 20 abgenommen.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens betrug die Entfernung /gemäß Fig. 5 65 mm, und die Höhe des fertigen, becherförmigen Gegenstandes betrug 130 mm. Der Wert der zum Abstreifen des becherförmigen Gegenstandes erforderlichen Abstreifkraft wurde mit einem Spannungsmesser am Stempel 20 gemessen. Die Ergebnisse des gewöhnlichen Verfahrens im Vergleich zum erfindungsgemäßen Verfahren sind in der folgenden Tabelle dargestellt.

Tabelle

Ver- Vcr- Verrin- Verrin- Ab- Verfor-

fahren such gcrung gcrung streif- mung

im 3. im kraft am obc-

Zich- Glatt- ren Ende

ring ring des

(Zieh- (31) Bechers

ring (19 in

30c) F ig. 2)

übliches	A	42%		413 kj	I 90%
Ver	B	35		407	85
fahren
erfin	A	35%	10,0%	235 kj	; 4%
dungs	B	37	8,5	200	1
gemäßes	C	39	5,0	206	1
ver	U	Ή J	ζ, /	ZHW
fahren

Aus den obigen Daten ist zu erkennen, daß durch das zusätzliche geringe Ziehen im Glättring die zum Abstreifen des becherförmigen Gegenstandes 10 erforderliche Kraft auf ungefähr die Hälfte der beim gewöhnlichen Verfahren erforderlichen verringert werden kann, und daß der becherförmige Gegenstand leicht a'^gestreift werden kann, ohne daß ein innerer Ausstoßstift 25 innerhalb des Stempels 20 notwendig ist. Darüber hinaus wird die Größe des Abriebs am Stempel 20 im Vergleich zum herkömmlichen Verfahren verringert. Die Verringerung der Kraft ist sogar noch größer, wenn der wenig ziehende Glättring in einer Entfernung von etwas mehr als der Hälfte der Höhe des fertigen, becherförmigen Gegenstandes entfernt angeordnet ist.

Kurz zusammengefaßt werden durch die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tiefziehen eines becherförmigen Gegenstandes geschaffen, bei welchen ein Rohling auf einem Stempel angeordnet

4(i und der Stempel durch eine Reihe von Ziehringen hindurchgetrieben werden, so daß die zum Abstreifen des gezogenen, becherförmigen Gegenstandes vom Stempel erforderliche Kraft wesentlich geringer als bei einem herkömmlichen Verfahren ist. Nach Beendigung des Tiefziehens wird der becherförmige Gegenstand durch einen Ziehvorgang auf die gewünschten Fertigabmessungen gezogen, wobei die Wanddicke des Gegenstandes um nicht mehr als 10% verringert wird. Dieses wird mittels eines wenig ziehenden Glättringes durchgeführt, der von dem letzten der T^eihe der Ziehringe vorzugsweise mehr als die Hälfte der Höhe des fertigen, tiefgezogenen Gegenstandes entfernt ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

ι ■ . ■ % genstand durch Verwendung eines Ausschlagringes Patentansprüche; oder Hakens, der das offene Ende desJbecherförmtgen Gegenstandes hält, während der Stempel herausgezo-

1. Verfahren jiuro Tiefziehen eines beeberför- gen wird, abzustreifen, verursacht häufig eine Verfarmigen Gegenstandes, bei dein ein Rohling auf ei- s mung der Wand am offenendigen Teil, wie in Fig, 2 nen Stempel ^gelegt, rnjttels4es Stempels durch gezeigt ist. Je geringer die Wanddfcke ist, desto leicheine Reibe von2!3ebnhgen hindwcbbewegt und ter kann dieses eintreten. Die Wanddicke eines aus im Anschluß w das d«? Becberwanddfcke verrin- Stahl hergestellten, becherförmigen Gegenstandes ist gernde Abstreckgleitziehen einem schwachen geringer als die eines aus Aluminium hergestellten, Nachziehvorgang unterworfen wird, dadurch io und daher ist es noch schwieriger, einen aus Stahl hergekenrizeichnet, daß zur Verringerung der die gestellten, becherförmigen Gegenstand vom Stempel Haftung des Bechers auf dem Ziehstempel bewir- nur unter Verwendung des Ausschlagringes abzukenden Restspannungen bei einer Wandstärken- streifen.

verringerung im letzten Abstreckgieitziehvorgang Um diese Schwierigkeit zu überwinden, wurde ein

von 35 bis 40% die Wanddicke des Bechers im is Verfahren unter Verwendung eines inneren Aus-Nachziehvorgang um 2,7 bis 10% verringert schlagstiftes entwickelt, der innerhalb des Stempels w'rd. vorgesehen ist, um den Boden des becherförmigen

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- Gegenstandes vom Ende des Stempels wegzudrücken, rens nach Anspruch l.rniteinem Ziehstempel und wie es z. B. in den US-Patentschriften 3270544 und einer Reihe von miteinander ausgerichteten Ab- 20 3 390 565 beschriebenist. Jedoch ist der Mechanismus streckgleitziehringen und einem nur wenig zie- zum Herstellen des becherförmigen Gegenstandes, henden trat Abstand zum letzten der Reihe der welcher einen solchen Anschlagstift enthält, komplex. Abstreckringe angeordneten Nachziehring, durch Darüber hinaus ist die Verformungsgeschwindigwelche der Stempel bewegbar ist, dadurch ge- keit durch den inneren Ausschlagstift begrenzt, der kennzeichnet, daß jeder der Abstreckringe (30a, 25 sich schneller als der Stempel bewegt, und durch den 306, 30c) eine Größe aufweist, durch welche die Stoß auf den Gegenstand, welcher die Wirkung des Wanddicke des Rohlings um mindestens 30% ver- Stiftes begleitet. Ein weiterer Nachteil des innen anringerbar ist, und daß der ^achziehring (31) eine geordneten Ausschlagstiftes besteht darin, daß die solche Größe aufweist, daß der Rohling unter Form des Bodens des becherförmigen Gegenstands Verringerung der Wanddicke um 2,7 bis 10% auf 30 aufgrund des Vorhandenseins des inneren Ausschlagdie Endabmessung gezogen wird, wobei der Nach- Stiftes begrenzt ist, welcher sich in das und aus dem ziehring (31) in einer Entfernung (/) vom letzten Ende des Stempels bewegt.

Abstreckrir.g (30c) angeordnet ist, die mindestens Ein weiteres übliches Vorgehen bestand darin, den

die Hälfte der Höhe. (L) d~s fertigen abgestreck- zum Formen der becherförmigen Gegenstände verten, becherförmigen Gegenstandes (10) beträgt. 35 wendeten Stempel abzuschrägen, so daß er am Ende

3. Vorrichtung nach Aasftuch 2, dadurch ge- einen kleineren Durchmesser hat, um den auf dem kennzeichnet, daß der Nachziehring (31) in einer Stempel hergestellten, becherförmigen Gegenstand Entfernung (/) vom letzten Abstreckring (30c) leicht abstreifen zu können. Jedoch werden Dosen für angeordnet ist, die größer als die Höhe (L) des Bier oder ähnliche Getränke am offenen Ende etwas fertigen, abgestreckten, becherförmigen Gegen- 40 eingezogen und mit einem Flansch versehen, nachdem Standes (10) ist. die becherförmige Dose geformt ist, so daß es bei diesen Dosen notwendig ist, am oberen oder offenen Ende eine dickere Wand zu haben, damit sie einer