DE2828542A1

DE2828542A1 - Verfahren zum herstellen von verformten gegenstaenden, vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens und nach diesem verfahren hergestellte gegenstaende

Info

Publication number: DE2828542A1
Application number: DE19782828542
Authority: DE
Inventors: Kazumi Hirota; Kikuo Matsuoka
Original assignee: Toyo Seikan Kaisha Ltd
Current assignee: Toyo Seikan Group Holdings Ltd
Priority date: 1977-07-05
Filing date: 1978-06-29
Publication date: 1979-01-18
Also published as: GB2001893A; DE2828542C2; NL181914C; NL7807232A; US4365499A; US4365498A; FR2396601A1; CH625980A5; JPS574408B2; JPS5414363A; FR2448947B1; FR2396601B1; GB2001893B; CA1107151A; US4225553A; AU3775678A; AU509138B2; US4361020A; FR2448947A1; DE2857541C2

Description

Dipl.-Ing. A. Wasmeier

PATENTANWÄLTE

Dipl.-Ing. H. Graf

Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensfcmrg

Aa das Deutsche Patentamt

8 München

D-8400 REGENSBURG 1 GREFLINGER STRASSE 7 Telefon (09 41) 5 4753
Telegramm Begpatent Rgb. Telex 6 5709 repat d

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K/p 9505

27. Juni 1978 W/He

Anmelder: TOYO SEIKAF KAISHA LIMITED, Saiwai Building 3-1,

Uchisaiwaicho 1-chome, Chiyoda-ku, Tokyo 100, Japan

Titel: "Verfahren zum Herstellen von verformten Gegenständen, Torrichtung zur Durchführung des Verfahrens und nach diesem Verfahren hergestellte Gegenstände".

Priorität: Patent Anmeldung ITo. 79 532Λ977 vom 5. Juli 1977 in Japan

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Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 75020073) 5 839 Postscheck München 893 69 -

Gerichtsstand Regensburg

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Zusammenfassung:

Eine dünne Platte mit geringer Steifigkeit wird "beim Niederdrücken über die abgerundete Kante einer Form durch eine elastische oder hydrostatische Kraft gezogen, um einen verformten Gegenstand zu erhalten, dessen Seitenteil und Flanschteil keine Falten besitzen. Die Kraft wird über einen elastischen Gummi aufgebracht, der um den Stempel herum angeordnet ist und einen Außendurchmesser "besitzt, der größer ist als der Innendurchmesser des Formhohlraumes, oder über einen ringförmigen starren Körper, auf welchem ein elastischer Druck oder ein Flüssigkeitsdruck ausgeübt wird. Die Härte des Gummis ist vorzugsweise 70-85 entsprechend ASTM D 2240 Durometer A. Ein Laminat, das eine Dicke von nicht mehr als 200 pm hat und aus einem Film aus thermoplastischen Harz, Aluminiumfolie und einem heißversiegelbaren Harzfilm besteht, wird zu einem verformten Gegenstand oder einem Behälter gezogen, der leicht im Gewicht ist und der zur Aufnahme beispielsweise von Nahrungsmitteln geeignet ist.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ziehen einer Metallfolie oder einer dünnen Metallplatte, eines Kunststoff-Filmes oder einer dünnen Kunststoffplatte, oder ihres Laminats in entsprechend geformte Gegenstände, auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens und auf nach diesem Verfahren hergestellte Gegenstände, und insbesondere auf ein Verfahren zum Ziehen einer Metallfolie oder dünnen Metallplatte, eines Kunststoff-Filmes oder einer dünnen Kunststoffplatte oder ihres Laminats mit einer Dike zwischen 7 und 200 um und mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit zu einem verformten Gegenstand gerichtet, der keine Falten aufweist.

Behälter, die eine außerordentlich geringe Wandstärke aufweisen, und die aus Metallfolie oder Metallplatte, z.B. Aluminium folie oder Zinnblech, oder aber aus einem Kunststoffilm oder aber aus einer Kunststoffplatte oder aus ihren Laminaten bestehen, sind

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in großer Vielfalt zum Verpacken von nahrungsmitteln, Arzneimitteln und dergl. ver-wendeiTWorden. Derartige Behälter sind gedoch kaum durch Ziehen hergestellt worden. Dies hat folgende Gründe: Diese Folien, dünnen Platten, Filme und Laminate in Form von Rohlingen haben eine recht geringe Steifigkeit. Wenn die Eohlinge nach den üblichen Ziehmethoden gezogen werden, treten in erheblichem Maße Falten auf dem verformten Gegenstand oder Behälter oder Gehäuse an der abgerundeten Kante der Form auf und diese Falten sind vollständig über den Flansch und den Seitenwandteil des Gehäuses verteilt. Dies beeinträchtigt erheblich das Aussehen der Behälter. Zusätzlich ist es nicht möglich, die Behälter mit ihren Flanschteilen durch Deckel hermetisch zu versiegeln, um das Austreten des Inhalts oder die Beschädigung des Inhaltes durch eintretende Iiuft und Feuchtigkeit zu verhindern.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wird eine Methode im großen Umfange verwendet, bei der ein durch Wärmeeinwirkung erreichter Kunststoffilm oder eine durch Wärmeeinwirkung erreichte dünne Kunststoffplatte oder ein Verbundfilm oder eine dünne Verbundplatte aus Kunststoffmaterialien einer Formgebung durch Druckluft oder Vakuum zur Erzeugung eines verformten Gegenstandes ausgesetzt werden. Diese Methode ist das sogenannte Aufweitverfahren, das nur auf Kunststoffilme oder dünne Platten angewendet werden kann, die sich um 100/& bis 200% oder darüber bei durch Wärme erweichtem Zustand strecken lassen.

Dieses Verfahren ist deshalb nachteilig, weil ein Aufheizvorgang erforderlich ist und es im Gegensatz zum Ziehverfahren nicht möglich ist, den Rohling einer Kaltverformung auszusetzen, die bei Raumtempeisbur oder einer Temperatur um Raumtemperatur durchgeführt wird. Dieses Verfahren kann natürlich nicht für Aluminiumfolie oder Zinnfolie verwendet werden.

Wenn Behälter ausschließlich aus Kunststoff hergestellt werden sollen, hat man festgestellt, daß es recht schwierig ist, einen vollständigen Abschluß gegen Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu

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erzielen, d.h., daß solche Behälter nicht zum Verpacken von Nahrungsmitteln verwendet werden können, die über längere Zeit bei Kaumtemperatur präserviert werden sollen, wozu eine komplizierte Technik erforderlich ist. Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind erst in jüngerer Zeit Laminate aus Aluminiumfolie oder dergl. sowie Kunststoffilme oder dünne Platten entwickelt worden. Hierbei soll im Hinblick auf die Materialersparnis und die Kosteneinsparung die Aluminiumfolie so dünn wie möglich sein, jedoch nur soweit, daß der Inhalt im Behälter nicht durch Sauerstoff und Feuchtigkeit beeinflußt wird. Laminate aus dünner Aluminiumfolie mit einer Dicke von 7 t>is 30 ,um und Polyester, Polyäthylen, Polypropylen, Nylon- oder Polycarbonatfilmen usw. mit einer Dicke in der Größenordnung von um sind zum Verpacken von Nahrungsmitteln oder dergl. vorgeschlagen worden. Da ein derartiges Laminat Aluminiumfolie enthält, beträgt die Längung nicht mehr als bis zu 50%, und deshalb ist die Herstellung eines verformten Gegenstandes aus dem Laminat nach dem vorbeschriebenen Druckluft- oder Vakuumformver-fahren praktisch nicht möglich. Demgemäß werden solche Laminate hauptsächlich zur Herstellung von Beuteln oder Taschen verwendet.

Beim Ziehverfahren wird im Gegensatz zum Aufweitverfahren die Dicke einer dünnen Platte während des Ziehens kaum verändert und die Längung des Rohlings braucht nicht so hoch zu sein. Deshalb ist es beim Ziehverfahren notwendig, einen verformten Gegenstand, z.B. einen Becher, zu bilden, indem die vorerwähnte sehr dünne Metallfolie oder -platte, oder aber ein Kunststoffilm oder eine dünne Kunststoffplatte oder Laminate davon einem Kaltziehverfahren ausgesetzt werden. Wenn dieses herkömmliche Ziehverfahren durchgeführt wird, werden jedoch im erheblichen Maße Falten an dem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form erhalten, und es war deshalb bisher unmöglich, verformte Gegenstände herzustellen, die kommerziell verwendbar waren.

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Bei dem herkömmlichen Ziehverfahren hat deshalb der Rohling, wenn er durch den Stempel in die Form gezogen wird, einen Teil, der nicht auf die abgerundete Kante der Form begrenzt ist. Dann, wenn der Rohling jedoch wesentlich dicker als 200 ^ua ist, und insbesondere aus Metallblech besteht, ist die Steifigkeit des Rohlings besonders hoch, so daß Falten kaum auf dem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante gebildet werden. Im Gegensatz hierzu ist die Steifigkeit eines Kunststofflaminats, das dünner als 200 pm. ist, einschließlich einer dünnen Aluminiumfolie von 7-30 um verhältnismäßig gering, und es treten deshalb notwendigerweise Falten auf, wenn dieses Kunststofflaminat nach dem herkömmlichen Verfahren gezogen wird.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Ziehverfahren anzugeben, bei welchem das Entstehen von Falten auf einem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form verhindert wird, ferner eine Ziehvorrichtung zu schaffen, in der eine Folie bzw. eine dünne Platte mit verhältnismäßig geringe Steifigkeit gezogen werden kann, ohne daß Falten auf einem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form entstehen, sowie einen verformten Gegenstand zu schaffen, der keine nach außen sichtbaren Falten aufweist, und der durch Ziehen einer Metallfolie oder dünnen Platte, oder eines Kunststoffilmes oder einer Kunststoffplatte, oder entsprechender Laminate in der Dicke von 7 bis 200,Um hergestellt ist.

Mit vorliegender Erfindung wird eine Kraft, die der Erzeugung von Schrumpfungen auf einem gezogenen Rohling geringer Steifigkeit entgegenwirkt, d.h. eine elastische Kraft, oder eine hydrostatische Kraft, auf den Rohling an der gerundeten Ecke der Form während des gesamten Ziehvorganges aufgebracht, wodurch ein geformter Gegenstand ohne Schrumpfungen erhalten wird.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines verformten Gegenstandes durch Ziehen einer dünnen Platte oder Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in dem Hohlraum einer Form mit Hilfe einer Presse vorgeschlagen, daß die

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dünne Platte oder Folie gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte oder Folie, die entgegengesetzt einer Fläche der dünnen Platte oder Folie liegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form steht, über die abgerundete Kante der Form während des gesamten Ziehvorganges gepreßt wird, wodurch die Entstehung von Falten auf dem verformten Gegenstand verhindert wird.

Ferner ist Gegenstand der Erfindung eine Preße zum Ziehen einer dünnen Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in einem Hohlraum einer Form, die gekennzeichnet ist durch einen Kernabschnitt aus starrem Material und einem eÄtischen Wandabschnitt aus elastischem Material, der den Kernabschnitt umgibt, wobei die Querschnittsfläche des elastischen Wandabschnittes größer ist als die der öffnung des Hohlraumes in der Form, so daß die dünne Platte bzw. Folie gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte bzw. Folie, die einer Fläche der dünnen Platte bzw. Folie gegenüberliegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form gebracht wird, über die abgerundete Kante der Form durch einen elastischen Druck des elastischen Wandabschnittes der Presse etwa während des gesamten Ziehvorganges gepreßt wird, wodurch die Entstehung von Falten auf einem verformten Gegenstand verhindert wird.

Des weiteren wird mit vorliegender Erfindung eine Ziehmaschine mit einem Stempel und einer Form, die einen entsprechend dem Stempel ausgebildeten Hohlraum besitzt, wobei der Stempel verwendet wird, um eine dünne Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Hohlraum in der Form zu ziehen, um einen verformten Gegenstand herzustellen, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stempel einen Kernabschnitt aus starrem Material sowie einen elastischen Wandabschnitt aus elastischem Material, der den Kernabschnitt umgibt, aufweist, daß die Querschnittsfläche des elastischen Wandabschnittes größer ist als die der öffnung des Hohlraumes in der Form, so daß die dünne Platte bzw. Folie gezogen wird, während die Oberfläche der

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dünnen Platte "bzw. Folie, die einer Fläche der dünnen Platte bzw. iolie gegenüberliegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form steht, über die abgerundete Kante der Form durch eine elastische Kraft des elastischen Wandabschnittes des Stempels etwa während des gesamten Ziehvorganges gepreßt wird, wodurch die Entstehung von Falten auf dem verformten Gegenstand verhindert wird.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird eine Ziehmaschine mit einem Stempel mit einem dem Stempel entsprechenden Hohlraum und einem Rohlinghalter, der so angeordnet ist, daß er den Stempel umgibt, wobei der Stempel zum Ziehen einer dünnen Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Hohlraum in der Form verwendet wird, während die dünne Platte bzw. Folie zwischen Eohlinghalterung und Form eingeklemmt ist, um einen verformten Gegenstand herzustellen, vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Abdichtbauteil zwischen dem Stempel und dem Eohlinghalter angeordnet ist und einen Eaum aus-bildet, der durch den Stempel, die Rohlinghalterung und das Abdichtbauteil definiert ist, wobei die Halterung eine öffnung aufweist, die mit dem Raum in "Verbindung steht, um Druckflüssigkeit in den Raum einzuspeisen, so daß die dünne Platte oder Folie gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte oder Folie, die gegenüber der Fläche der dünnen Platte oder Folie liegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form steht, über diese abgerundete Kante der Form durch hydrostatischen Druck der Flüssigkeit während des gesamten Ziehvorganges gepreßt wird, wodurch die Entstehung von Falten an dem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form verhindert wird.

Weitere Merkmale der Erfindung .sind Gegenstand der Uhteransprüche.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung zur Durchführung einer herkömmlichen Ziehmethode,

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O Q O O g Λ 2

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/>3

2 eine Schnittansicht eines Stempels, wie er im Falle vorliegender Erfindung verwendet wird,

Pig. 3 eine Schnittansicht durch eine Vorrichtung, die zur Beschreibung einer Ziehmethode unter Verwendung des in Pig. 2 gezeigten Stempels dient, und

Pig. 4-7 Schnittansichten anderer Ausführungsformen der Erfindung.

die Pig. 1 zeigt schematisch eine Vorrichtung, in Verbindung mit der ein herkömmliches Ziehverfahren beschrieben wird. Ein Stempel 2 ist dabei starr mit einer Grundplatte 1 befestigt, und ein Rohlinghalter 3 mit der Grundplatte 1 über eine Dämpfungsvorrichtung 4 verbunden, die mit einer Peder, einem pneumatischen Druck oder einem Flüssigkeitsdruck arbeitet. Eine Form 5 ist mit einem Pressentisch 6 befestigt. In Fig. 1 sind die Grundplatte und der Pressentisch übereinander angeordnet, die Anordnung kann jedoch auch, umgekehrt sein. Dies gilt auch für die Darstellung nach, den Figuren 3 bis 6. Ein zu ziehender Rohling oder eine zu ziehende dünne Platte bzw. Folie (die nachstehend als "Werkstück 7" bezeichnet wird, wo dies vertretbar ist) ist zwischen den Rohlinghalter und die Form 5 unter einem entsprechenden Druck eingespannt und wird dann gezogen, wenn der Stempel in die Form eindringt. Bei diesem Ziehvorgang wird keine Kraft auf einen Teil der dünnen Platte 7» die auf der abgerundeten Ecke 8 der Form 5 liegt, durch den Rohlinghalter 3 ausgeübt, und es nimmt der Teil den sogenannten freien Zustand ein, bis der Stempel 2 in Kontakt damit kommt. Infolgedessen werden Falten an dem Teil durch TJmfangskompressionskräfte erzeugt, wenn die Platte dünn ist und eine geringe Biegesteifigkeit besitzt.

Im Falle vorliegender Erfindung wird die vorbeschriebene Schwierigkeit dadurch eliminiert, daß eine nachstehend beschriebene Ziehmaschine und insbesondere ein in Verbindung mit der Ziehmaschine beschriebener Stempel verwendet wird. Die Ziehmaschine weist einen Stempel und eine Form alt einem dem Stempel entsprechenden Hohlraum auf, so daß eine dünne Platte in den Hohlraum der Form durch

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den Stempel gezogen wird, wodurch ein verformter Gegenstand ausgebildet wird. In der Maschine "besteht wenigstens der Kern des Stempels aus hartem Material, während die Seitenwand des Stempels aus elastischem Material besteht. Ferner ist die Querschnittsfläche des Stempels größer als die der Mündung des Formhohlraumes. Deshalb wird ein Teil der dünnen Platte, die auf der abgerundeten Ecke der Form liegt, durch die elastische Seitenwand des Stempels heruntergedrückt. Mit anderen Worten heißt dies, daß die Oberfläche der dünnen Platte, die einer Fläche der dünnen Platte gegenüberliegt, welche mit der abgerundeten Ecke der Form in Kontakt kommt, durch die elastische Seitenwand des Stempels etwa während des gesamten Ziehvorganges heruntergedrückt wird. Dies hat zur Folge, daß die Entstehung von Falten auf dem verformten Gegenstand an der abgerundeten Ecke der Form verhindert werden kann.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform des vorbeschriebenen Stempels. Dieser Stempel weist einen zylindrischen Kern 9 auf, der aus hartem Material, z.B. aus Metall oder technischem Kunststoff besteht, und eine elastische Wand 10, z.B. aus Gummi, umgibt den zylindrischen Kern 9· Insbesondere hat der Kern 9 einen kreisförmigen Endteil 9a an seinem einen Ende und wird von der elastischen Wand 10 in Form einer Umfangsseitenwand mit Ausnahme des Endteiles 9a umgeben, das aus einer Endfläche und einer abgerundeten Ecke in deren Hähe besteht. Der Durchmesser der elastischen Wand 10 ist größer als der des Endteiles 9a. Vorzugsweise ist die elastische Wand 10 starr mit dem Kern 9 mit Hilfe eines Klebers befestigt.

Der maximale Durchmesser des Endteiles 9a des Kernes 9 ist etwa gleich dem Durchmesser eines herkömmlichen Stempels, er ergibt sich dadurch, daß das zweifache der Spaltweite von dem Innendurchmesser des Formhohlraumes abgezogen wird. Wie bereits erwähnt, besteht das Endteil 9a aus hartem bzw. steifem Material. Dies ermöglicht, daß die Form und die Dimensionen des Bodens und der abgerundeten Ecke eines verformten Gegenstandes vorbestimmten Werten entsprechen können. Der Durchmesser des Kernes 9 ist kleiner als der Innendurchmesser des Formhohlraumes.

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Der untere Teil der elastischen Wand 10 ist, wie mit 10a angedeutet, verjüngt. Dies dient zum einfacheren Einsetzen oder Einführen des Stempels in die Form sowie zum Schutz des unteren Endteiles der elastischen Wand 10 gegen Beschädigung. In Pig. 2 "besteht die elastische Wand 10 aus einem verjüngten Abschnitt und einem zylindrischen Abschnitt; der zylindrische Abschnitt kann jedoch geringfügig verjüngt sein und sich nach oben verengen. Der maximale Durchmesser der elastischen Wand 10 ist etwa gleich oder etwas größer als der Durchmesser eines Kreises 8a, der durch die Schnittlinie der abgerundeten Ecke der Form und der oberen Ebene der Form gebildet ist.

Das Material des elastischen Körpers 10 kann ein Gummi sein, (der vulkanisiert ist oder Zusätze, z.B. Ruß, weißen Kohlenstoff,

Alterungshemmer oder Farbmittel enthält) z.B. Acrylgummi, ETitrilgummi, Stereogummi, Styrolbutadiengummi, Chloroprengummi, Butylgummi, Fluorgummi, Silikongummi, Hypalon und Polyurethangummi. Unter diesen Materialien ist Polyurethangummi am besten geeignet als Material für die elastische Wand 10 in Hinblick auf seinen Abriebwiderstand, die ölbeständigkeit und die ausgezeichnete Festigkeit.

Vorzugsweise liegt die Härte der elastischen Wand 10 innerhalb eines Bereiches von 70 bis 85 (entsprechend ASTM D 2240 Durometer A). Wie in der nachstehend angegebenen Tabelle 1 angezeigt, reicht in den Fällen, in denen die Härte geringer als 70 ist, die Depressionskraft des elastischen Körpers 10, die auf das Werkstück ausgeübt wird, an der abgerundeten Ecke der Form nicht aus, und deshalb werden in erheblichem Maße Falten am Flanschabschnitt und am Seitenwandabschnitt des verformten Gegenstandes erzeugt. Wenn die Härte den Wert von 85 übersteigt, kann der verformte Gegenstand während des Ziehvorganges brechen.

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Die in Tabelle 1 angegebenen Versuche wurden unter folgenden Bedingungen durchgeführt:

1.) Die Werkstücke (dünne Platten): Rohlinge wurden durch. Stanzen eines Laminats erhalten, das durch Laminieren einer Polyäthylen« terephthalatfolie von 12 um Dicke, einer Aluminiumfolie von 9 p& Dicke und hochverdichtetem Polyäthylenfilm von 70 pm Dicke in der angegebenen Reihenfolge mit einem Kleber erhalten wurden. Die Rohlinge haben einen Durchmesser von 125 mm. Die Rohlinge werden auf die Maschine so aufgesetzt, daß der Polyäthylenfilm in Kontakt mit dem Stempel gebracht wird.

2.) Die Preßmaschine: Der in Pig. 2 (mit einer Polyurethangummiwand versehene) gezeigte Stempel wird verwendet, wobei der Innendurchmesser des Pormhohlraumes 65 mm beträgt.

3.) Die Preßbedingungen: Es wird eine Kraft von drei Tonnen auf den Rohlinghalter aufgebracht. Beide Oberflächen eines Werkstückes werden mit Palmöl als Schmieröl versehen. Das Werkstück wird mit einer Geschwindigkeit von 100 Stücken/min gepreßt.

4·.) Dimension des verformten Gegenstandes: Der Außendurchmesser beträgt 65 mm, die Tiefe beträgt 25 mm und die Breite des Flanschabschnittes beträgt 5 mm.

Der Wert für die auf den Rohlinghalter 3 aufgebrachte Last hängt von der Dicke, dem Material und der Gestalt des Werkstückes ab; vorzugsweise beträgt der Wert etwa 2 bis 4- Tonnen für die in Tabelle 1 angegebenen Laminate. Ist der Wert kleiner als 2 Tonnen, können Palten auf einem verformten Gegenstand auftreten; ist der Wert größer als 4- Tonnen, kann der Gegenstand brechen.

Wenn, wie in Pig. 3 dargestellt, ein Rohlinghalter 3¹» dessen Innendurchmesser größer ist als der des Rohlinghalters 3 nach Pig. 1, ein Werkstück 7 (oder eine dünne Platte) auf der Form

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INSPECTED

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festhält, wenn das Werkstück 7 in den Formhohlraum hineingezogen wird, während es auf der abgerundeten Ecke 8 der Form durch elastischen Druck der elastischen Wand während des gesamten Ziehvorganges festgelegt ist, kann die Entstehung von Palten verhindert werden, d.h.., daß eine Schale mit einem einwandfreien Aussehen ohne Falten hergestellt werden kann.

Beispielsweise wurde ein Behälter mit einem Durchmesser von 58 mm und einer Tiefe von 30 mm aus einem Rohling mit einem Durchmesser von 115 mm nach, diesem Verfahren hergestellt. Dabei wurden Behälter ohne Falten durch Verwendung von Laminaten geformt, die dadurch hergestellt wurden, daß "beide Oberflächen der Aluminiumfolie mit Polyester und Polyäthylen überzogen wurden, und Laminate aus Aluminiumfolie und Polyesterfilm nach Tabelle 2 verwendet wurden.

Tabelle 1

Härte	60	70	75	80	85 90
Faltenbildung	Erheblich	Gering (D	Sehr gering (D	keine	keine -
brechen	Kein	Kein	Kein	Kein	; j Kein < Etwas I

Bemerkung (1) Die Falten sind praktisch bedeutungslos.

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Tabelle 2

(Formseite)	Aluminiumfolie	(Stempelseite)
Polyester	(Dicke)	Polyäthylen
(Dicke)	9 .¹Um	(Dicke)
12 .um	»
II	20 um	70 um
It	It	-
π	30 ,um	70 um
It	H	-
ti	9 -um	70 ;um
100 .um	ti	-
Il	20 um	70 um
Il	tt	-
It	30 um	70 um ;
tt	Il	- :
It	70 um

Ia Fig. 4- ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt, bei der eine zusätzliche Vorrichtung zum Festlegen eines Werkstückes an der abgerundeten Ecke einer Form verwendet wird.

Die Ziehmaschine nach Fig. 4 weist einen Stempel und eine Form auf, die einen dem Stempel entsprechenden Hohlraum besitzt, so daß eine dünne Platte mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Hohlraum der Form eingezogen wird, damit ein verformter Gegenstand oder eine Schale gebildet wird. Diese Ziehmaschine besitzt ferner ein Niederdrückbauteil in Form eines ringförmigen starren Körpers, das beweglich um den Stempel herum angeordnet ist. Bei einem Ziehvorgang wird das Hlederdrückbauteil in Kontakt mit der Oberfläche der dünnen Platte gebracht, die entgegengesetzt

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zu einer Seite der dünnen Platte liegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Ecke der Form kommt, so daß die dünne Platte über die abgerundete Ecke der Form unter Einwirkung der elastischen oder hydraulischen Kraft durch das Niederdrückbauteil während des gesamten Ziehvorganges gedrückt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird ein gewöhnlicher Stempel 2 verwendet, im Gegensatz zu der Ausführungsform nach Fig. 2, in der der Stempel eine elastische Wand besitzt, und zusätzlich zu einem Rohlinghalter 3¹ ist das Niederdrückbauteil 11 über ein Dämpfingsbauteil 12, z.B. Federn, pneumatische oder hydraulische Druckvorrichtungen mit einer Grundplatte 1 verbunden, so daß die Entstehung von Falten an den Werkstücken verhindert wird.

Das Niederdrückbauteil 11 gleitet entlang der äußeren Wand des Stempels 2. Der Außendurchmesser des Niederdrückbauteiles 11 ist etwa gleich dem Durchmesser eines Kreises 8a, der durch die Schnittlinie der abgerundeten Kante 8 der Form und die obere Ebene der Form gebildet wird. Die untere Endfläche 11a des Niederdrückbauteiles 11 ist so geformt, daß sie mit der Gestalt der abgerundeten Kante 8 der Form übereinstimmt, so daß der elastische oder hydraulische Druck gleichförmig auf die abgerundete Kante 8 der Form aufgebracht wird.

Beim Ziehen drückt zuerst nur der Stempel 2 das Werkstück 7 nach unten. Sobald das Werkstück 7 in Kontakt mit der gesamten abgerundeten Kante 8 der Form gekommen ist, wird das Dämpfungsbauteil 12 betätigt und bewegt das Niederdrückbauteil 11. Dadurch drückt die untere Endfläche 11a des Niederdrückbauteiles 11 die obere Fläche des Teiles des Werkstückes nach unten, das in Kontakt mit der abgerundeten Kante 8 der Form steht, wie in Fig. 5 gezeigt. Dieser Niederdrückvorgang wird durchgeführt, bis der Ziehvorgang zu Ende gebracht ist.

Fig. 5 zeigt den Zustand des Werkstückes, das von der Ziehmaschine gezogen worden ist. Der Druck, der von dem Dämpfungsglied erzeugt wird, wird über das Niederdrückbauteil 11 auf das Werkstück ausgeübt, um die Entstehung von Falten am Werkstück zu verhindern.

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Jig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Ziehmaschine nach der Erfindung. Pig. 7 ist eine vergrößerte Ansicht der Formschulter und der benachbarten Elemente in der Ziehmaschine. Diese Ziehmaschine weist einen Stempel, eine Form mit einem dem Stempel entsprechenden Hohlraum und einem den Stempel umgebenden Rohlinghalter auf, so daß eine dünne Platte bzw. ein Werkstück mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Formhohlraum gezogen wird, während es zwischen Form und Rohlinghalter festgeklemmt wird. Bei dieser Maschine ist ein Abdichtbauteil 13, z.B. ein O-Ring zwischen den Stempel und den Rohlinghalter eingesetzt, wodurch ein Raum oder eine Ringnut von dem Stempel, dem Abdichtbauteil und dem Rohlinghalter gebildet wird. Der Rohlinghalter ist mit einer öffnung versehen, die mit dem Raum in Verbindung steht, so daß Druckflüssigkeit in den Raum eingespeist werden kann. Auf diese Weise wird die obere Fläche des Teiles der dünnen Platte, die in Kontakt mit der abgerundeten Ecke 8 der Form gebracht wird, durch den hydrostatischen Druck der Flüssigkeit, die in den Raum eingespeist wird, während etwa des gesamten Ziehvorganges niedergedrückt, so daß die Entstehung von Falten am Werkstück verhindert wird, die sich sonst an dem Teil des Werkstückes an der abgerundeten Kante der Form bilden.

Insbesondere wird nach den Figuren 6 und 7 <üe Flüssigkeit durch die öffnung 14 im Rohlinghalter J¹¹ in den Raum (bzw. die Ringnut) 15 unter Druck eingespeist. Wie vorstehend beschrieben, steht die öffnung 14 mit der Ringnut 15, die den Stempel umgibt, in Verbindung, und die über die öffnung 14- in die Nut 15 eingeführte Druckflüssigkeit dient dazu, die dünne Platte 7 an der abgerundeten Kante der Form unter Druck zu setzen, wodurch die Entstehung von Falten am Werkstück verhindert wird. Das Abdichtelement 13 bzw. der O-Ring 13 dient dazu, das Abfließen von Flüssigkeit durch den Spalt zwischen dem Rohlinghalter 3'' und der Außenwand des Stempels 2 zu verhindern. Wenn der Stempel 2 seinen unteren Totpunkt erreicht hat, wird ein (nicht dargestelltes) Ventil, das in der öffnung bzw. im Zulauf 14 angeordnet ist, automatisch geschlossen. Bei dieser Ausführungsform kann, da der Raum 15 sehr klein ist, die verwendete Flüssigkeitsmenge sehr gering sein.

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Die Erfindung ist in Verbindung mit den speziellen Ausführungsformen beschrieben worden, hierauf Jedoch nicht beschränkt. Ein Rohling, z.B. eine Metallfolie oder eine dünne Platte, die nach

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vorliegender Erfindung verwendet werden sollen, kann exnerdünnen Platte oder Folie aus Eisen, Stahl, Kujfer, Uiekel oder Zinn bestehen, oder es können dünne.Platten oder Folien aus Legierungen dieser Materialien sein, oder aber solche dünnen Platten oder Folien sind mit Lack überzogen oder einer Oberflächenbehandlung ausgesetzt. Ein Rohling, z.B. ein Kunststoff-ilm oder eine Kunststoffolie, die im Falle vorliegender Erfindung verwendet wird, kann eine Polypropylen-, Nylon- und Polycarbonat-Folie sein oder aus ihren Laminaten bestehen. Polyester oder Polycarbonat-Folien können gezogen werden, weil sie einer Kaltverformung unterzogen werden können.

Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung sind insbesondere anwendbar auf ein Filmlaminat, das eine Dicke von weniger als etwa 200 um hat, und das aus einer Aluminiumfolie von etwa 7-30 um Dicke und Kunststoffilmen, die die beiden Oberflächen der Aluminiumfolie bedecken, besteht.

Wenn die Oberfläche des Laminats, die während des Ziehvorganges in Kontakt mit dem Stempel kommt, d.h. die Schicht des Laminats, die die innere Oberfläche des verformten Gegenstandes ist, aus heißversiegelbarem Harz besteht, kann ein versiegelter Behälter mit geringem Gewicht erzielt werden, bei dem der Deckel heiß-versiegelt ist. Dieser Behälter kann einer Retortensterilisierung unterzogen werden und ist deshalb geeignet als Behälter für Nahrungsmittel, Getränke und dergl., die bei.. Raumtemperatur präserviert werden können. Das heißsiegelbare Harz kann ein Polyolefin, z.B. Polyäthylen und Polypropylen, oder Nylon 11 oder Nylon 12 oder Polyesterätherharz oder eines der Kopolymere und Mischungen sein.

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Der Kunststoffilm des Laminats, der in Eontakt mit der Form gebracht wird, dient dazu, die Zwischenschicht oder Aluminiumfolie gegen Korrosion zu schützen, die Schmierung beim Ziehen zu verbessern und die Konfiguration eines verformten Gegenstand-es aufrechtzuerhalten.

Kunststoffe, die für diesen Zweck besonders geeignet sind, sind orientiertes oder nicht orientiertes Polyäthylentereftalat, PoIyimidharz, Polypropylen, Polycarbonat und ihre Kopolymere und Mischungen, ferner andere kaltformbare synthetische Harze.

Der Ausdruck "Folie" oder "Film", wie er hier verwendet wird, soll eine Folie oder einen Film mit einer geringeren Dicke als 100 um bedeuten, und der Ausdruck "dünne Platte" eine dünne Platte oder Folie, die dicker ist als 100/im. Yorliegende Erfindung ist insbesondere geeignet zum Ziehen eines dünnen Werkstückes mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit, dessen Dicke weniger als etwa 200 ,um beträgt. Wie in Tabelle 2 gezeigt, ist vorliegende Erfindung anwendbar auf Folien ia Bereich von 20 um bis etwa 200 um Dike.

Die Ausführungsformen der Erfindung sind in Terbindung mit einem normalen Ziehvorgang beschrieben worden. Es ist jedoch zu bemerken, daß die Erfindung auch auf das Tiefziehen und auf Ziehstauchen, bei dem der Boden eines verformten Gegenstandes einer Aufweitung ausgesetzt ist, angewendet werden kann, und zwar soweit, daß der Gegenstand nicht bricht.

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung kann eine dünne Platte bzw. eine Folie in verschiedene Konfigurationen des Seitenwandschnittes gezogen werden, z.B. Kreis, Ellipse, an den Ecken gerundetes Dreieck, Rechteck, Sechseck und Polygon.

Die Verformungstemperatur ist nicht immer auf Raumtemperatur beschränkt, d.h., daß sie höher als Saumtemperatur sein kann, wenn dadurch das Werkstück und die elastische Wand, z.B. aus Gummi, die für den Stempel verwendet wird, nicht beschädigt wird.

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Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, können gemäß der Erfindung Werkstücke, z.B. Metallfolien oder dünne Platten oder Kunststoffilme oder dünne Platten oder ihre Laminate, die eine verhältnismäßig geringe Steifigkeit haben, in schöne Schalen, z.B. Behälter, ohne Falten gezogen werden, obgleich die Herstellung solcher Gegenstände mit herkömmlichen Verfahren nicht möglich war. Da der nach vorliegender Erfindung hergestellte Behälter keine Falten besitzt, kann er mit seinem Flansch und dem Deckel hermetisch abgeschlossen werden. Deshalb sind derartige Behälter besonders geeignet für gekochte bzw. zubereitete Nahrungsmittel, für Arzneimittel und dergl., die über einen langen Zeitraum bei Raumtemperatur präserviert sein müssen und bei denen der Zutritt von Sauerstoff und Feuchtigkeit verhindert werden muß.

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eerseite

Claims

Κ/ρ 9505 26.6.1978 W/Seh.

Patentansprüche:

η.. Verfahren zur Herstellung eines verformten Gegenstandes durch Ziehen einer dünnen Platte oder Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in dem Hohlraum einer Form mit Hilfe einer Presse, dadurch gekennzeichnet, daß die dünne Platte oder Folie gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte oder Folie, die entgegengesetzt einer Fläche der dünnen Platte oder Folie liegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form steht, über die abgerundete Kante der Form während des gesamten Ziehvorganges gepresst wird, wodurch die Entstehung von Falten auf dem verformten Gegenstand verhindert wird.
2.Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dünnen Platte oder Folie zwischen 7 und 200 jam beträgt.
J. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse aus einem Kernabschnitt aus starrem Material und einem elastischen Wandabschnitt aus einem elastischen Material besteht, der den Kernabschnitt umgibt, daß die Querschnittsfläche der Presse größer ist als die der Öffnung des Hohlraumes in der Form, so daß die dünne Platte oder Folie gezogen wird, während die Oberfläche der Platte über die abgerundete Kante der Form durch elastischen Druck des elastischen Wandabschnittes der Presse, etwa während des ganzen Ziehvorganges gepresst wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material, das den elastischen Wandabschnitt bildet, Gummi ist, dessen Härte zwischen etwa 70 und 85 entsprechend dem ASTM-D-2240 Durometer Α-Härtetest beträgt.

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5· Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil des elastischen Wandabschnittes der Presse, der der dünnen Platte bzw. Folie gegenübersteht, in Form einer Verjüngung ausgebildet ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederdrückbauteil beweglich um die Presse herum so angeordnet ist, daß es in Kontakt mit der Oberfläche der dünnen Platte bzw. Folie über der abgerundeten Kante der Form kommt, und daß die Platte von dem Niederdrückbauteil etwa während des ganzen Ziehvorganges gepresst wird.
7- Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdrückbauteil ein ringförmiger starrer Körper ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte bzw. Folie gezogen wird, während die Oberfläche der Platte bzw. Folie über die abgerundete Kante der Form durch hydrostatischen Druck etwa während des gesamten Ziehvorganges gepresst wird.
9· Presse zum Ziehen einer dünnen Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in einem Hohlraum einer Form, gekennzeichnet durch einen Kernabschnitt (9) aus starrem Material und einem elastischen Wandabschnitt (10) aus elastischem Material, der den Kernabschnitt umgibt, wobei die Querschnittsfläche des elastischen Wandabschnittes (10) größer ist als dxl^rÖffnung des Hohlraumes in der Form (5)₅ so daß die dünne Platte bzw. Folie (7) gezogen wird, während die Oberfläche dor dünnen Platte bzw. Folie (7) die einer Fläche der dünnen Platte bzw. Folie gegenüberliegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante (8) der Form (5) gebracht wird, über die abgerundete Kante der Form durch einen elastischen Druck des elastischen Wandabschnittes der Presse (2) etwa während des gesamten Ziehvorganges gepresst wird, wodurch die Entstehung von Falten auf einem verformten Gegenstand verhindert wird.

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10. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dünnen Platte bzw. Folie zwischen 7 und 200 μια beträgt.
11. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material, das den elastischen Wandabschnitt (10) bildet, Gummi ist, dessen Härte zwischen 70 und 85 entsprechend dem ASTM-D-2240 Durometer Α-Härtetest ist.
12. Presse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil des elastischen Wandabschnittes (10) des Stempels, der der dünnen Platte bzw. Folie (7) gegenübersteht, die Form einer Ver-. jüngung hat.
13. Ziehmaschine mit einem Stempel und einer Form, die einen entsprechend dem Stempel ausgebildeten Hohlraum besitzt, wobei der Stempel verwendet wird, um eine dünne Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Hohlraum in der Form zu ziehen, um einen verformten Gegenstand herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen Kernabschnitt aus starrem Material, der den Kernabschnitt umgibt, aufweist, daß die Querschnittsfläche des elastischen Wandabschnittes größer ist als die der Öffnung des Hohlraumes in der Form, so daß die dünne Platte bzw. Folie gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte bzw. Folie, die einer Fläche der dünnen Platte bzw. Folie gegenüberliegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante der Form steht, üner die abferundete Kante der Form durch ein^l^-l^^sche Kraft des elastischen Wandabschnittes des Stempels etwa/ des gesamten Ziehvorganges gepresst wird, wodurch die Entstehung von Falten auf dem verformten Gegenstand verhindert wird.
14..Ziehmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der dünnen Platte bzw. Folie zwischen 7 und 200 ^um beträgt.
15. Ziehmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Material, das den elastischen Wandabschnitt (10) bildet, Gummi ist, dessen Härte zwischen 70 und 85 entsprechend dem ASTM-D-2240 Durometer Α-Härtetest ist.

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16. Ziehmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß ein Endteil des elastischen Wandabschnittes (10) des Stempels der der dünnen Platte bzw. Folie (7) gegenübersteht, die Form einer Verjüngung hat.
17· Ziehmaschine mit einem Stempel und einer Form mit einem dem Stempel entsprechenden Hohlraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel zum Ziehen einer dünnen Platte bzw. Folie mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in dem Hohlraum in der Form verwendet wird, um einen verformten Gegenstand herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Niederdrückbauteil (11) vorgesehen ist, das um den Stempel herum so beweglich ist, daß das Niederdrückbauteil in Kontakt mit der Oberfläche der dünnen Platte bzw. Folie (7) kommt, die entgegengesetzt zu einer Fläche der dünnen Platte bzw. Folie liegt, die in Kontakt mit einer abgerundeten Kante (8) der Form (2) kommt, und die Platte bzw. Folie durch das Niederdrückbauteil (11) etwa während des gesamten Ziehvorganges gepresst wird.
18. Ziehmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Niederdrückbauteil (11) ein ringförmiger starrer Körper ist.

19· Ziehmaschine mit einem Stempel, mit einem dem Stempel entsprechenden Hohlraum und einem Rohlinghalter, der so angeordnet ist, daß er den Stempel umgibt, wobei dei* Stempel zum Ziehen einer dünnen Platte bzw. Folie (7) mit verhältnismäßig geringer Steifigkeit in den Hohlraum in der Form verwendet wird, während die dünne Platte bzw. Folie zwischen Rohlinghalt©rung und Form eingeklemmt ist, um einen verformten Gegenstand herzustellen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abdichtbauteil (13) zwischen dem Stempel (2) und dem Rohlinghalter (3) angeordnet ist und einen Raum (15) ausbildet, der durch den Stempel (2) die Rohlinghalterung (3) und das Abdichtbauteil (13) definiert ist, wobei die Halterung (3) eine öffnung (14) aufweist, die mit dem Raum (15) in Verbindung steht, um Druckflüssigkeit in den Raum (15) einzuspeisen, so daß die dünne Platte bzw. Folie (7) gezogen wird, während die Oberfläche der dünnen Platte bzw. Folie , die gegenüber der Fläche

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der dünnen Platte btw. Folie liegt, welche in Kontakt mit der abgerundeten Kante (8) der Form (2) steht, über diese abgerundete Kante (8) der Form (5) durch hydrostatischen Druck der Flüssigkeit während des gesamten Ziehvorganges gepresst wird, wodurch die Entstehung von Falten an dem verformten Gegenstand an der abgerundeten Kante der Form verhindert wird.

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