DE2539354A1

DE2539354A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von leichtbehaeltern

Info

Publication number: DE2539354A1
Application number: DE19752539354
Authority: DE
Inventors: Rolf Eberspaecher; Dieter Liede
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1975-09-04
Filing date: 1975-09-04
Publication date: 1977-03-10
Also published as: DE2539354B2; JPS5239479A; IT1063653B; FR2322680A1; DE2539354C3; CH612858A5

Description

3.9.1975 Gl/vo

Anlage zur

Patent- und

Gebrauchsmuster-Hilfsaniaeldung

ROBERT BOSCH GMBH, Stuttgart Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Leichtbehältern

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Leichtbehältern aus einer Folie aus Metall, Kunststoff oder vorzugsweise aus einem Metall-Kunststoffverbund, bei dem die Folie auf dem Rand einer Öffnung festgehalten und mit einem Stempel in die Öffnung hinein napfförmig verstreckt wird.

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Bei einem beispielsweise durch, die DT-OS 2 321 980 bekannt gewordenen Verfahren dieser Arb werden napfartige Behälter durch Verstrecken einer Folie mit einem leicht konischen Stempel geformt. Die Tiefe der nach diesem Verfahren herstellbaren Behälter ist eng begrenzt, weil ab einer bestimmten Tiefe die Reibung zwischen der Folie und der Stempelstirnkante so groß wird, daß kein Maberial mehr aus dem mittleren Bereich der Folie in den zu bildenden Wandbereich fließen kann und die Folie an der Stempelstirnkante dann einreißt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren der oben angegebenen Art zu schaffen, nach dem Leichtbehälter mit relativ großer Tiefe hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zunächst die Stirn des Stempels im radial inneren Bereich des frei eingespannten Teils der Folie zur Anlage kommt und diesen zu einer Vorform mit relativ schwach geneigter Seitenwand verstreckt, und daß anschließend beim fortschreitenden Hub des Stempels eine oder nacheinander mehrere Schulterkanten des Stempels an der geneigten Seitenwand zur Anlage kommen und die Vorform weiter vertiefen und ausweiten.

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Zum Durchführen dieses Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung mit einem in die Öffnung einer Matrize vortreibbaren Stempel und einer die Folie auf dem die Öffnung umgebenden Rand der Matrize festhaltenden Klemmeinrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stempel wenigstens eine Schulterkante hat.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung findet während des Formens eines Behälters eine Verlagerung des Kräfteangriffs vom mittleren in den äußeren Bereich der Folie statt, so daß die Folie ziemlich gleichmäßig verstreckt wird. Der auf diese Weise hergestellte Behälter erhält so eine positiv ausgewölbte Seitenwand, so daß sein Fassungsvolumen vergrößert wird. Ferner versteifen die an den Angriffslinien der Schultern in der Seitenwand des Behälters gebildeten Knicklinien den Behälter.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Streckvorrichtung vereinfacht teilweise im Querschnitt und

Fig. 2 einen Teil eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Streckvorrichtung vereinfacht teilweise im Querschnitt,

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Eine Streckvorrichtung zum Herstellen von Leichtbehältern aus einer Folie 1 hat einen Stempel 10, eine Matrize 11 mit einer öffnung 12 und einen die Folie 1 gegen den die öffnung 12 umgebenden Rand der Matrize 11 drückbaren Klemmring 13. Der Stempel 10 hat an «einem unteren Ende eine Abstufung 14, so daß eine Schulter 16 gebildet ist, xielche gegenüber der ebenen Stirnseite 15 zurückgesetzt ist. Die Kante 17 an der Stirnseite 15 und die Kante 18 an der Schulter 16 des Stempels 10 .;ind abgerundet. Um die Reibung der Folie 1 an den Kanten 17, 18 des Stempels 10 gering zu halten, ist der Stempel 10 aus einem Material mit hoher Gleitfähigkeit hergestellt oder mit einem solchen beschichtet.

Bei einer Versuchsausführung, mit der gute Ergebnisse erzielt wurden, war der Durchmesser der öffnung 12 der Matrizen

57 πιπί, der Außendurchmesser der Schulter 16 42 mm, der der Stirnseite 15 30 mm, die Höhe der Abstufung 4- mm und die Ziehtiefe 15 mm. Verarbeitet wurde eine Verbundfolie, deren Schichten von innen nach außen aus 20 iim orientiertem Polypropylen, 40 um Aluminium und Heißsiegellack bestanden.

Zum Herstellen eines Leichtbehälters mit einem Flansch an seiner Öffnung wird ein Folienblatt 1 auf die Matrize 11 gelegt, wenn der Klemmring 13 und der Stempel 10 sich in ihrer oberen, abgehobenen Lage befinden.

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Sodann wird der Klemmring 13 nach unten bewegt, so daß er das Folienblatt 1 rings um die öffnung 12 auf der Matrize festklemmt. Schließlich wird der Stempel 10 nach unten gefahren, so daß zunächst seine Stirnseite 15 im mittleren Bereich des freien, über der öffnung 12 eingespannten Teils des Folienblattes 1 zur Anlage kommt und diesen Teil durch Vertrecken des Materials zu einer kegelstumpfförmigen Vorform umformt, deren Seitenwand entsprechend der gemeinsamen umhüllenden Fläche der Kanten 17> 18 der Stirnseite 15 und der Schulter 16 geneigt ist. Im weiteren Verlauf der Abwärtsbewegung des Stempels 10 kommt auch die Kante 18 der Schulter 16 zur Anlage an der geneigten Seitenwand der Vorform. Der Stempel 10 vertieft und weitet nun die Vorform mit der Kante seiner Stirnseibe 15 und der Kante 18 seiner Schulter 16 bis schließlich die endgültige Tiefe und Form des Behälters 2 erreicht ist (Fig. 1). Nach Zurückziehen des Stempels 10 und des Klemmringes 13 in die Ausgangslage kann der fertige Behälter 2 aus der Matrize 11 ,entnommen werden.

Nach dem beschriebenen Verfahren können nicht nur Leichtbehälter aus Verbundfolien, sondern auch aus homogenen Folien aus Metall, vorzugsweise Aluminium oder Kunststoff, z.B. aus Polyolefinen, kalt oder im thermoelastischen Bereich geformt werden. Die größtmögliche Tiefe der Behälter hängt

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von vielen Faktoren ab, wie der Verstreckbarkeit und dem Oberflächenreibwert des Werkstoffes, den Spaltweiten zwischen Matrize und Formkanten des Stempels sowie deren Anordnung zueinander und außerdem vom Material und der Beschaffenheit der Formkanten. Diese Faktoren sind so aufeinander abzustimmen, daß die größtmögliche Verstreckbarkeit des Werkstoffes in allen Bereichen der Folie voll ausgenutzt wird. Dies wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erreicht, daß der Stempel so gestuft wird, daß zunächst auch der mittlere Bereich der eingespannten Folie stark gedehnt wird und kurz vor dem Punkt, wo die durch die Ziehkraft des Stempels hervorgerufenen Spannungen an der Kante 17 der Stirnseite 16 nahezu die Reißspannung der Folie erreichen, der Angriffsbereich der Ziehkraft in einen anderen Bereich mit größerer tragender Länge verlagert wird. Je öfter der Angriffsbereich der Ziehkraft verlagert wird, desto größer wird die Tiefe und das Fassungsvermögen der Behälter·

Eine mehrfache Verlagerung des Angriffsbereichs des Stempels an der Folie kann bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 durchgeführt werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel, das ebenfalls eine Matrize 11, einen Klemmring 13 und einen Stempel 10 aufweist, hat der Stempel in seinem unteren Bereich drei Absätze oder Abstufungen 21, 22, 23, welche Schultern 24, 25, 26 mit Außenkanten 27, 28, 29 bilden. Zusammen

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mit der Außenkante J>0 der Stirnfläche 31 hat der Stempel vier umlaufende Kanten 27, 28, 29 und 30, welche beim Formen eines Behälters nacheinander auf der Folie 1 zur Anlage kommen. Die Anordnung der Kanten 27 - 30 zueinander ist derart, daß die Steigung von Kante zu Kante von der Stirnfläche 31 ausgehend nach oben jeweils zunimmt. Das Formen eines Behälters 2 erfolgt ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, mit dem Unterschied, daß beim Vortreiben des Stempels 10 nacheinander vier Kanten 27 - 30 zur Anlage mit der Folie 1 kommen. Es wird dadurch ein Behälter 2 gebildet, der einen ebenen Boden 3 und eine in vier Stufen nach außen gewölbte Seitenwand ¹V und einen Flansch 5 hat.

In den beiden Ausführungsbeispielen sind die Absätze oder Abstufungen 14 und 21 - 23 als rechtwinklige Stufen ausgebildet. Es ist denkbar, daß die Stufen auch ausgefüllt sein können, so daß schräge Flächen die benachbarten Schulterkanten 17» 18 und 27 - 30 geradlinig verbinden.

Ferner wird ergänzend darauf hingewiesen, daß bei entsprechender Ausbildung des Stempels, der Matrize und des Klemmringes auch Behälter mit nicht kreisrundem Querschnitt, sondern beispielsweise auch quadratischem oder rechteckigem

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Querschnitt mit abgerundeten Ecken hergestellt werden können, Auch ist bei den Ausführungsbeispielen der Stempel 10 einstückig ausgebildet. Dieser kann im Rahmen der Erfindung auch aus einem Dorn und einem oder mehreren diesen koaxial umgebenden Hülsen zusammengesetzt sein, deren Vorderseiten die Schulterkanten bilden. Die Hülsen können mit dem Dorn fest verbunden sein. Sie können aber auch gegenüber dem Dorn und gegeneinander verschiebbar sein und jeweils einen getrennten Antrieb-haben, so daß die Ausbildung der Wölbung der Seitenwand des Behälters in Stufen getrennt gesteuert werden kann.

Ansprüche; - 9 -

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Claims

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Ansprüche

Verfahren zum Herstellen von Leichtbehältern aus einer Folie aus Metall, Kunststoff oder vorzugsweise aus einem Metall-Kunststoffverbund, bei dem die Folie auf dem Rand einer Öffnung festgehalten und mit einem Stempel in die Öffnung hinein napfförmig verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Stirn (15;31) des Stempels (10) im radial inneren Bereich des frei eingespannten Teils der Folie zur Anlage kommt und diesen zu einer Vorform mit relativ schwach geneigter Seitenwand verstreckt und daß anschließend beim fortschreitenden Hub des Stempels eine oder nacheinander mehrere Schulterkanten (18; 27, 28, 29) des Stempels an der geneigten Seitenwand zur Anlage kommen und die Vorform weiter vertiefen und ausweiten.
2. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem in die Öffnung einer Matrize vortreibbaren Stempel und einer die Folie auf dem die Öffnung umgebenden Rand der Matrize festhaltenden Klemmeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (10) wenigstens eine Schulterkante (18; 27-29) hat.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (10) mehrere in Stufen angeordnete Schulterkanten (27 - 29) hat, wobei die Steigung der Stufen von der Stirn (31) des Stempels ausgehend laufend zunimmt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel aus einem Dorn und einer oder mehreren, die Schultern bildenden, den Dorn koaxial umgebenden Hülsen besteht.

5· Vorrichtung nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Hülsen relativ zum Dorn und zu den anderen Hülsen axial verschiebbar ist.

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