DE2932016C2

DE2932016C2 -

Info

Publication number: DE2932016C2
Application number: DE2932016A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Abiko Chiba Jp Nakahara; Norihiro Atami Shizuoka Jp Tsujii; Kenichi Nakanishi; Yuji Ashigara Kanagawa Jp Sakai; Masanori Tokio/Tokyo Jp Saigo
Original assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Current assignee: Kyodo Printing Co Ltd
Priority date: 1978-08-08
Filing date: 1979-08-07
Publication date: 1989-06-22
Also published as: CH652052A5; GB2081202B; ES483211A1; GB2031318B; US4321816A; GB2081202A; GB2031318A; JPS6021539B2; DE2932016A1; JPS5522951A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen einer dünn wandigen Metalltube durch Rückwärtsfließpressen, entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Zusammenfaltbare oder zusammendrückbare Tuben mit Durchmessern von 35 mm werden als Behältnisse für Flüssigkeiten oder Pasten benutzt.

Eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 er gibt sich aus "Light Metals", Februar 1939, S. 58. Dabei sind die Stirnfläche des Preßstempels bis zum Vorsprung und der Grund der Aussparung der Ma trize bis zur weiteren Oberfläche durchgehend kegelig, also mit durchgehend geradlinigen Man tellinien, ausgebildet. Die Schulter-, Übergangs- und Trommelab schnitte der fertigen Metalltube haben etwa gleiche Dickenabmes sungen.

Eine ähnliche Vorrichtung mit durchgehend geradlinigen Mantelli nien ergibt sich auch aus der DE-PS 3 96 210, die eine Herstellung von Metalltuben mit einer Trommelwandungsdicke von 50 µm bis 100 µm ermöglichen soll, was an Material und Werkzeuge die höch sten Ansprüche darstellt. Der Schulterabschnitt der fertigen Me talltube hat hierbei eine größere Wandungsdicke als der Trommel abschnitt.

Bei den herkömmlichen Vorrichtungen zum Herstellen von Metalltuben unter Verwendung eines einzigen Rückwärtsfließpreßvorgangs, ein schließlich dem in der US-PS 21 12 085 gezeigten Verfahren, be trägt die einigermaßen sicher erzielbare minimale Trommelwandungs dicke etwa 75 µm, selbst bei Metalltuben mit vergleichsweise klei nen Durchmessern, und zwar wegen einer Bruch- oder Reißneigung der erzeugten Metalltube, ferner wegen einer Faltenbildung infol ge einer Längung des metallischen Materials oder wegen einer Bruchgefahr des Preßstempels sowie der Matrize.

So war es bisher nicht möglich, in einer stabilen bzw. beständi gen Weise und in einem industriellen Rahmen eine Metalltube herzustellen, die eine Trommelwandungsdicke im Be reich zwischen 20 µm sowie 70 µm aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ein problemloses kommerzielles Herstellen seitennahtloser, sehr dünnwandiger Me talltuben mit einer Trommelwandungsdicke von nur 20 µm bis 70 µm durch einen einmaligen Rückwärtsfließpreßvorgang ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen.

Eine solche Vorrichtung hat den Vorteil, daß keine Gefahr für das Auftreten von Brüchen, Rissen sowie Falten besteht und daß sich somit auch äußerst dünnwandige, stabile Metalltuben zuverlässig und genau herstellen lassen.

In TZ f. prakt. Metallbearbeitung, 58. Jahrgang, 1964, Heft 9, Seiten 522 bis 526, ist im Zusammenhang mit einer kugeligen Stirn fläche eines für das Rückwärtsfließpressen dienenden Preßstempels für die Neigung des äußeren Bereichs der Stirnfläche gegenüber der Preßstempel-Achse ein optimaler Winkel von etwa 155° bis 160° angegeben. Zudem wird dargelegt, daß beim Übergang des Kegelwinkels von 170° auf 150° bei einem kegeligen Preßstempel sowohl eine Verringerung der Rißbildung am Trommelabschnitt des Werkstücks als auch eine Verringerung des maximalen Fließpreßdrucks auftritt. Eine Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich aus dem Unteranspruch.

Die Erfindung wird an einer bevorzugten Ausführungsform unter Be zugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 - in einem schematischen Schnitt eine herkömmliche Preß vorrichtung zum Rückwärtsfließpressen einer Metalltube unter Verwendung eines Preßstempels und einer Matrize,

Fig. 2 - eine mit der Vorrichtung aus Fig. 1 hergestellte Me talltube in einem Teilschnitt im Bereich ihres Schul terabschnitts,

Fig. 3 - in einem Schnitt eine Matrize der Preßvorrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 4 - in einer Vorderansicht einen Preßstempel der Preßvor richtung gemäß der Erfindung und

Fig. 5 - in einem schematischen Schnitt das Rückwärtsfließpres sen einer dünnwandigen Metalltube unter Verwendung der Preßvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, wobei die linke Seite den Zustand vor und die rechte Seite den Zustand nach dem Rückwärtsfließpressen dar stellen.

In Fig. 1 bezeichnen die Bezugszahlen 5 eine Matrize, 6 einen Preßstempel und 8 eine dünnwandige Metalltube. Der eingestellte Abstand t ₀ zum Festlegen der Wandungsdicke t ₁ ihres Trommelab schnitts 2 beträgt t ₀ = ¹/₂ (Do-Po), wobei Do den Innendurchmes ser der Matrize 5 und Po den Außendurchmesser eines Preßstempel kopfes 26 bezeichnen. Ferner bezeichnen Jo den Abstand zwischen dem Preßstempelkopf 26 und der Matrize 5 am Hubende, J ₁ die Wan dungsdicke eines Schulterabschnitts 1 der durch einen einzigen Rückwärtsfließpreßvorgang hergestellten Metalltube 8, einen Über gangsabschnitt derselben und 12 einen Nippelabschnitt am Schul terabschnitt 1.

Die Metalltube aus Fig. 2 wurde in einem einzigen Rückwärtsfließ preßvorgang mit den Teilen der Vorrichtung aus Fig. 1 herge stellt und ist an dem Übergangsabschnitt 3 zwischen dem Schulter abschnitt 1 sowie dem Trommelabschnitt 2 scharfwinklig.

Bei der Herstellung einer dünnwandigen Metalltube mit einer Trom melwandungsdicke zwischen 20 µm und 70 µm haben sich bei Verwen dung der Teile aus den Fig. 1 und 2 verschiedene Probleme ge zeigt. Beispielsweise geschieht es häufig, daß die Metalltube an einem Schulterbereich 4, das heißt an dem Grenzbereich zwischen dem Übergangsabschnitt 3 und dem Trommelabschnitt 2, reißt oder bricht. Auch entstehen durch die während des Preßvorgangs erzeugte Wärme oder durch eine ungleichförmige Dehnung des Materials leicht Falten. Außerdem kann die Metalltube beim Abziehen von der Matrize leicht deformiert werden. Die genannten Probleme ent fallen jedoch bei Verwendung der Teile aus den Fig. 3 und 4.

Gemäß Fig. 3 ist die Matrize 5 am kegeligen Grund 22 ihrer zen tralen Aussparung 20 mit einem an diese angrenzenden ersten kegeligen Grundabschnitt 22 b und einem diesen geneigt umgebenden zweiten kegeligen Grund abschnitt 22 a versehen. Die Mantellinie des letzteren hat eine Länge l ₁ von 0,5 bis 5,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 3,0 mm. Der zweite Grundabschnitt 22 a verläuft mit seiner Mantellinie zu derjenigen des ersten Grundabschnitts 22 b des kegeligen Grundes 22 unter einem Winkel T _1′ zwischen 130° und 170°, vorzugsweise zwischen 150° sowie 170° und besonders bevorzugt zwischen 155° sowie 165°, und zur Tuben- oder Preßstempel-Achse unter einem Nei gungswinkel T ₁ von 140° bis 160°. Der kegelige Grund 22 grenzt mit seinem ersten Grundabschnitt 22 b an eine weitere Oberfläche 23 zum Bilden eines Nippelabschnitts 12 und mit seinem zweiten Grund abschnitt 22 a an eine seitliche Oberfläche 21 der Aussparung 20 an.

Gemäß Fig. 4 besitzt der in Verbindung mit der Matrize 5 aus Fig. 3 benutzte Preßstempel 6 einen Hauptschaft 25, einen Preßstem pelkopf 26 und einen zwischen diesem sowie dem Hauptschaft 25 ge bildeten Extrudierrand 27. Der Preßstempelkopf 26 hat an seiner Stirnfläche einen Vorsprung 26 a zum Bilden des Nippelabschnitts 12 der herzustellenden Metalltube 8, einen an diesen angrenzenden ersten kegligen Stirn flächenabschnitt 26 b und einen diesen geneigt umgebenden, in den Extrudierrand 27 übergehenden, zweiten kegeligen Stirnflächenab schnitt 26 c. Der Extrudierrand 27 bildet den größten Durchmesser des Preßstempelkopfes 26. Der zweite Stirnflächenabschnitt 26 c verläuft mit seiner Mantellinie zur Preßstempelachse unter einem Neigungswinkel T ₂ von 140° bis 160°, und seine Mantellinie l ₂ hat eine Länge von 0,5 bis 5,0 mm, vorzugsweise von 1,0 bis 3,0 mm. Außerdem ist der zweite Stirnflächenabschnitt 26 c gegenüber dem ersten Stirnflächenabschnitt 26 b unter einem Winkel δ geneigt, der im Bereich zwischen 5° und 50°, vorzugsweise zwischen 10° so wie 30° und besonders bevorzugt zwischen 15° sowie 25° liegt. Be sonders im letzten Fall ergeben sich eine gute Formbarkeit und eine geringe Bruch- sowie Faltenbildungsneigung.

Gemäß Fig. 5 wird zum Herstellen einer dünnwandigen Metalltube 8 mit einer Trommelwandungsdicke von 20 µm bis 70 µm ein bekannter metallischer Rohling 30 mit einer zentralen Durchgangsbohrung 29 auf dem Grund 22 der Matrize 5 angeordnet. Anschließend wird der Preßstempel 6 in die den Rohling 30 haltende Matrize 5 bewegt. Der Rückwärtsfließpreßvorgang wird innerhalb von weniger als 1 Sekunde durchgeführt. Dabei verläuft der Trommelabschnitt 2 der geformten Metalltube 8 parallel zur Preßstempel-Achse. Die Matrize 5 und der Preßstempel 6 werden während des Formungsvor gangs am Hubende so gehalten, daß der Abstand Jo zwischen den Stirnflächenabschnitten 26 b, 26 c des Preßstempelkopfes 26 und den Grundabschnitten 22 b, 22 a am Grund 22 der Matrize 5 größer als der Abstand t ₀ zwischen dem Extrudierrand 27 des Preßstempels 6 und der seitlichen Oberfläche 21 der Matrize 5 bleibt.

Für den Rohling 30 können verschiedene Metalle benutzt werden, z. B. Aluminium, Aluminiumlegierungen, Zinn, Blei und ähnliche Metalle mit einer für einen guten Formungsvorgang ausreichend großen Duktilität.

Nach dem Preßvorgang wird am Nippelabschnitt 12 der Metalltube 8 ein Gewinde geformt, das für einen Eingriff mit dem Gewinde einer Tu benkappe sorgt. Anschließend wird auf die Metalltube 8 noch eine elektrostatische Pulversprühnebelbeschichtung aufgebracht.

Claims

1. Vorrichtung zum Herstellen einer seitennahtlosen, aus meh reren durchgehenden Wandungsabschnitten bestehenden, dünn wandigen Metalltube mit einem rohrförmigen, eine Öffnung aufweisenden Nippelabschnitt, einem hiermit verbundenen Schulterabschnitt, einem rohrförmigen Trommelabschnitt ge ringer Wandungsdicke und einem den Schulterabschnitt mit dem Trommelabschnitt verbindenden Übergangsabschnitt durch Rückwärtsfließpressen, wobei die Vorrichtung einerseits einen Preßstempel mit einem Hauptschaft und einem Preßstempelkopf mit einer kegeligen Stirnfläche, die an einen mittigen Vor sprung zum Bilden des Nippelabschnitts und einen den größten Durchmesser des Preßstempels bildenden Extrudierrand angrenzt, und andererseits eine Matrize mit einer zentralen Aussparung aufweist, die eine seitliche Oberfläche, einen hieran angren zenden kegeligen Grund zum Bilden der Schulter- sowie der Übergangsabschnitte und eine hieran angrenzende weitere Ober fläche zum Bilden des Nippelabschnitts aufweist, wobei am Hubende des Preßstempels in der Matrize der Abstand zwischen der Stirnfläche und dem Grund größer als der Abstand zwischen dem Extrudierrand und der seitlichen Oberfläche ist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die kegelige Stirnfläche des Preßstempelkopfes (26) einen ersten kegeligen, an den Vorsprung (26 a) angrenzen den Stirnflächenabschnitt (26 b) und einen diesen hierzu geneigt umgebenden, in den Extrudierrand (27) übergehenden, zweiten kegeligen Stirnflächenabschnitt (26 c) aufweist, dessen Mantellinie gegenüber der Preßstempel-Achse um 140 Grad bis 160 Grad geneigt ist,
b) daß der Grund (22) der Matrizenaussparung (20) einen ersten kegeligen, an die weitere Oberfläche (23) angrenzenden Grundabschnitt (22 b) und einen diesen hierzu geneigt um gebenden, in die seitliche Oberfläche (21) übergehenden, zweiten kegeligen Grundabschnitt (22 a) aufweist, dessen Mantellinie gegenüber der Preßstempel-Achse um 140 Grad bis 160 Grad geneigt ist,
c) daß die Länge (l ₂) der Mantellinie des zweiten kegeligen Stirnflächenabschnitts (26 c) und die Länge (l ₁) der Man tellinie des zweiten kegeligen Grundabschnitts (22 a) 0,5 bis 5 mm betragen
d) und daß am Hubende des Preßstempels (6) in der Matrize (5) der Abstand (Jo) zwischen den Stirnflächenabschnitten (26 b, 26 c) sowie den Grundabschnitten (22 b, 22 a) größer als der Abstand (t ₀) zwischen dem Extrudierrand (27) sowie der seitlichen Oberfläche (21) der Matrize (5) ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (l ₂) der Mantellinie des zweiten kegeligen Stirnflächen abschnitts (26 c) und die Länge (l ₁) der Mantellinie des zwei ten kegeligen Grundabschnitts (22 a) 1 bis 3 mm betragen.