DE3916665A1 - Vorrichtung zum herstellen von deckeln oder aehnlichen gegenstaenden aus metallblech - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Deckeln oder ähnlichen Gegenständen aus Metallblech nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Deckel für Dosen und andere Behälter werden durch Stanzen und gleichzeitige Preßverformung aus Blechtafeln hergestellt. Bei dieser Formgebung erhalten die Deckel einen umgebogenen Rand, der nach dem Aufsetzen auf den Behälter durch Umbördeln an einen Be­ hälterrand so angeformt wird, daß eine dichte Verbindung herge­ stellt wird. Zu diesem Zweck wird der Deckelrand rollend so ver­ formt, daß der Deckelrand den Behälterrand von unten untergreift.

Aus Gründen der Entformung erstreckt sich der Deckelrand im wesentlichen im Winkel von 90° zur Deckelfläche. Es ist jedoch erwünscht, den Deckelrand im Querschnitt bogenförmig einzurollen, damit er bei dem Anrollen an den Behälterrand eine günstigere Ausgangsform aufweist. Dies gilt für runde und unrunde Deckel. Nachfolgend wird nur auf runde Deckel eingegangen. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu ver­ stehen.

Es ist bekannt, den zuletzt erwähnten Formvorgang mit Hilfe eines sogenannten Scheibenanrollers vorzunehmen. Bei dieser Operation wird der zuvor gestanzte und vorgeformte Deckel zwischen zwei Scheiben geführt, die bei Eigendrehung des Deckels den Deckelrand einwärts biegen und ihm im Quer­ schnitt eine bogenförmige Kontur verleihen. Es sind Bestre­ bungen vorhanden, die Dicke des Blechmaterials zu verrin­ gern und gleichzeitig seine Härte bzw. Festigkeit zu er­ höhen. Unter diesen Bedingungen läßt sich jedoch eine Gleichmäßigkeit des angerollten Deckelrandes nicht mehr gewährleisten. Nachteilig ist ferner, daß für die Rollver­ formung des Deckelrandes eine zweite Fertigungsstation er­ forderlich ist, die den Fertigungsaufwand erhöht. Außerdem erfordert das bekannte Verfahren den sofortigen Transport von der ersten Fertigungsstation zur zweiten, da sich Deckel mit rechtwinklig abgebogenem Rand schwer so lagern lassen, daß sie einwandfrei voneinander trennbar sind. Vielmehr besteht die Gefahr, daß übereinanderliegende Deckel durch Klemmkräfte und Druckunterschiede aneinander haften, wodurch ihre Zufuhr zur zweiten Fertigungsstation erschwert wird.

Es ist ferner bekannt, das Einrollen des Deckelrandes mit Hilfe einer Stauchverformung in einer separaten Werkzeug­ anordnung zu bewerkstelligen. Zu diesem Zweck wird mit Hilfe eines entsprechend ausgebildeten Oberwerkzeugs der Deckelrand in eine Ausnehmung eines Unterwerkzeugs hinein­ gebogen, das anschließend gegen das Oberwerkzeug verstellt wird. Ober- und Unterwerkzeuge haben entsprechende Form­ ausnehmungen dergestalt, daß der Deckelrand die gewünschte im Querschnitt bogenförmige Kontur erhält. Nachteilig bei dem bekannten Verfahren ist wiederum die zweite Formsta­ tion und die Notwendigkeit, die gestanzten und vorgeformten Deckelrohlinge unmittelbar der zweiten Formstation zuzu­ führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vor­ richtung zum Herstellen von Deckeln aus Metallblech zu schaffen, in der mit einem einzigen Arbeitshub zugleich ein Formen des eingerollten Deckelrands erfolgt.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht der untere Ziehkern aus einem inneren und einem ringförmig den inneren umgebenden äußeren Ziehkern, die relativ zueinander beweg­ lich gelagert sind, wobei der äußere Ziehkern von einer Federanordnung beaufschlagt wird, die ihn in Richtung des Oberwerkzeugs zu drücken sucht, wobei zwischen innerem und äußerem Ziehkern ein Anschlag vorhanden ist, der die Bewe­ gung des äußeren Ziehkerns nach oben begrenzt. Der äußere Ziehkern hat an seinem oberen Ende auf der dem inneren Ziehkern zugewandten Seite eine Formausnehmung. Ein das Oberwerkzeug ringförmig umgebender glockenförmiger Ab­ schnitt, der mit dem Faltenhalter zusammenwirkt, besitzt ebenfalls eine Ausnehmung auf der dem Oberwerkzeug zuge­ kehrten Seite. Der glockenförmige Werkzeugabschnitt wirkt mit dem äußeren Ziehkern über Anschläge zusammen derart, daß der äußere Ziehkern gegenüber dem inneren weiter nach unten bewegt wird gegen seine Federanordnung, wenn der glockenförmige Abschnitt gegenüber dem Oberwerkzeug weiter verstellt wird, nachdem das Oberwerkzeug mit dem inneren Ziehkern zusammenwirkt, so daß der äußere Rand des Deckels durch den glockenförmigen Werkzeugabschnitt in den dadurch freiwerdenden Raum in einem ersten Schritt nach innen ab­ gebogen werden kann. Die beschriebene Bewegung setzt sich bis zur unteren Totpunktlage fort. Wird im Anschluß der Pressenstößel aufwärts bewegt, bewegen sich zunächst nur der glockenförmige Werkzeugabschnitt und der äußere Zieh­ kern aufwärts. Aufgrund einer Federanordnung zwischen Pressenstößel und Oberwerkzeug bleibt dieses zunächst über den geformten Deckel mit dem inneren Ziehkern in Eingriff. Die beschriebene Ausnehmung des äußeren Ziehkerns tritt nun mit dem voreingerollten Deckelrand in Eingriff und verformt diesen entsprechend der Formkontur der Ausnehmung weiter bis zum fertig eingerollten Rand. Anschließend ge­ langen die Formwerkzeuge in ihre Ausgangsstellung zurück.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht mithin das Stanzen und vollständige Formen eines Deckels einschließ­ lich seines eingerollten Randes in einem einzigen Arbeits­ hub. Der Aufwand für das Werkzeug ist nur geringfügig höher wie für herkömmliche Werkzeuge zum Stanzen und Vor­ formen des Deckelrandes. Eine zweite Bearbeitungsstation mit den oben beschriebenen Nachteilen entfällt. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung auch bei redu­ zierter Dicke des Blechmaterials und größerer Härte einen gleichmäßig eingerollten Deckelrand. Mit der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung läßt sich auch bei verhältnismäßig geringen Abmessungen des eingerollten Deckelrandes, d.h. bei verhältnismäßig geringer Länge eine gleichmäßig und einwandfrei eingerollte Form erzielen. Aus Gründen der Materialersparnis wird angestrebt, so wenig Material wie möglich für den Rand zu verwenden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an­ hand von Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch einen Schnitt durch eine Vorrich­ tung nach der Erfindung.

Fig. 2 bis 5 zeigen einen Ausschnitt der Vorrichtung nach Fig. 1 in unterschiedlichen Betriebszuständen.

Ein Oberwerkzeug 10 stützt sich über Federanordnungen 11 bzw. 12 an einer Platte 13 ab, die starr mit einem Pressen­ stößel 14 verbunden ist, der von einem nicht gezeigten Pressenantrieb in Richtung des Doppelpfeils 15 auf- und abbewegt wird. Das Oberwerkzeug 10 wird von einem glocken­ artigen Werkzeugabschnitt 16 umgeben, der starr mit der Platte 13 verbunden ist, wie durch den Schraubenbolzen 17 angedeutet. In der in Fig. 1 gezeigten Position sitzt ein im Durchmesser erweiterter Abschnitt 18 des Oberwerkzeugs 20 auf einem ringförmigen Absatz 19 des Werkzeugabschnitts 16.

Ein innerer Ziehkern 20 ist starr mit einer stationären Platte 21 verbunden, wie durch den Schraubenbolzen 22 und einen Zwischenring 23 angedeutet. Der innere Ziehkern 20 ist von einem ringförmigen äußeren Ziehkern 24 umgeben. Der äußere Ziehkern 24 stützt sich auf einem Stößel 25 ab, der seinerseits federnd gelagert ist. Der äußere Ziehkern 24 ist von einem ringförmigen Faltenhalter 26 umgeben, der sich auf einem Bolzen 27 abstützt, der von einer Feder 28 beaufschlagt ist und den Faltenhalter 26 nach oben drückt. Mit der Platte 21 ist ein Schneidwerkzeug 29 starr ver­ bunden, wie durch den Bolzen 30 angedeutet. Das Schneid­ werkzeug 29 begrenzt die Bewegung des Faltenhalters 26 nach oben.

Die Arbeitsweise der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung ist in den Fig. 2 bis 5 veranschaulicht. In den Fig. 2 bis 5 ist die Werkzeuganordnung vergrößert und in näheren Einzelheiten dargestellt. Insbesondere ist zu erkennen, daß das Oberwerkzeug 10 aus einem inneren Werkzeugabschnitt 10 a und einem diesen ringförmig umgebenden äußeren Werk­ zeugabschnitt 10 b besteht. Beide sind über Federanordnungen mit dem Pressenstößel 14 gekoppelt. Die untere Formfläche des Abschnitts 10 b ist gegenüber der unteren Formfläche des Abschnitts 10 a nach oben versetzt. Die Formflächen können jedoch auch in einer Ebene liegen. Man erkennt ferner, daß der glockenförmige Abschnitt 16 einen Abschnitt 16 a von größerer Dicke und einen Abschnitt 16 b von gerin­ gerer Dicke aufweist, wodurch eine ringförmig umlaufende Formausnehmung 16 c geschaffen ist, die dem Oberwerkzeug 10 zugekehrt ist. Der Innendurchmesser des Abschnitts 16 a entspricht dem Außendurchmesser des Werkzeugabschnitts 10 b. Der Innendurchmesser des Abschnitts 16 b ist geringfügig größer als der Innendurchmesser des Faltenhalters 26.

Man erkennt weiter, daß der äußere Ziehkern 24 am unteren Ende eine Verbreiterung 24 a aufweist, die zum einen mit einem Absatz 20 a des inneren Ziehkerns 20 zusammenwirkt, wodurch die Bewegung des äußeren Ziehkerns 24 nach oben relativ zum inneren Ziehkern 20 begrenzt wird. Zum anderen wirkt der verbreiterte Abschnitt 24 a mit dem Faltenhalter 26 zusammen, wenn dieser gegen die Federanordnung 28 nach unten bewegt wird.

Der äußere Ziehkern 24 hat an seinem oberen Ende auf der dem inneren Ziehkern 20 zugekehrten Seite eine Formaus­ nehmung 24 b, deren größter Innendurchmesser annähernd dem Außendurchmesser des Werkzeugabschnitts 10 b entspricht.

Die Ausgangsstellung vor der Formoperation ist in Fig. 2 zu erkennen. Eine Blechtafel 40 ist zwischen die Werkzeuge eingeschoben, und der Pressenstößel 14 hat ein Teil seines Arbeitshubweges zurückgelegt. Die einzelnen Werkzeugab­ schnitte befinden sich indessen in der Stellung, wie sie auch in Fig. 1 zu erkennen ist. In der in Fig. 3 gezeigten Position haben die Oberwerkzeuge 10 a, 10 b zusammen mit dem inneren Ziehkern 20 und dem äußeren Ziehkern 24 den Deckel 41 fertiggezogen. Der starr mit dem Pressenstößel verbun­ dene Glockenabschnitt 16 wirkt mit dem Stanzwerkzeug 29 zusammen und stanzt zu Beginn der Formoperation den Deckel­ rohling aus, wobei der Faltenhalter 26 gegenüber der zuge­ ordneten Federanordnung 28 zurückverstellt wird. Die Feder­ anordnung für den äußeren Ziehkern 24 ist so ausgelegt, daß bei dem beschriebenen Preßverformen des Deckels 41 der äußere Ziehkern 24 seine in Fig. 3 gezeigte Lage behält.

Auf die eigentliche Formung des Deckels wird nicht weiter eingegangen.

Man erkennt aus Fig. 3, daß bei einer entsprechenden Ab­ wärtsbewegung des glockenförmigen Abschnitts 16 dieser den Faltenhalter 26 in Anlage mit dem verbreiterten Abschnitt 24 a des äußeren Ziehkerns 24 bringt. Da die Oberwerkzeuge 10 a, 10 b über Federanordnungen mit dem Pressenstößel ge­ koppelt sind, kann sich dieser weiter abwärts bewegen. Dadurch bewegt sich auch der glockenförmige Abschnitt 16 weiter abwärts und nimmt dadurch den äußeren Ziehkern 24 nach unten mit. Dadurch gelangt die Innenseite des Ab­ schnitts 16 a des Glockenabschnitts 16 mit dem rechtwinklig nach unten gebogenen Rand des Deckels 41 in Eingriff. Das rechtwinklige Abbiegen des Randes erfolgt durch Zusammen­ wirken des Abschnitts 16 b des Glockenabschnitts 16 und der Außenseite des äußeren Ziehkerns 24, wie aus Fig. 3 zu er­ kennen. Durch den einseitigen seitlichen Eingriff des Ab­ schnitts 16 a des Glockenabschnitts 16 mit dem Deckelrand wird dieser nach innen abgebogen, wie deutlich aus Fig. 4 zu erkennen ist. Der Pressenstößel hat nunmehr seine untere Totpunktlage erreicht.

Bei der Aufwärtsbewegung des Pressenstößels 14 bewegt sich zunächst nur der Glockenabschnitt 16 aufwärts, während die Werkzeugabschnitte 10 a und 10 b noch aufgrund der Feder­ anordnungen in Eingriff mit dem Deckel bzw. dem inneren Ziehkern 20 bleiben. Aufgrund der Aufwärtsbewegung des Glockenabschnitts 16 kann sich auch der Faltenhalter 26 und damit der äußere Ziehkern 24 nach oben bewegen. Dadurch wirkt die Formausnehmung 24 b des äußeren Ziehkerns 24 mit dem teilweise eingerollten Deckelrand zusammen, wie er in Fig. 4 dargestellt ist. Mit Hilfe der Formausnehmung 24 b wird das Einrollen beendet. Der Deckelrand erhält eine annähernd halbkreisförmige Kontur und ist damit ausreichend präpariert, um in einem entsprechenden Anrollvorgang mit einem Behälter verbunden zu werden.

Wird der Pressenstößel 14 weiter aufwärts bewegt, gelangen die Werkzeugabschnitte wieder in eine Ausgangsposition wie sie in Fig. 1 bzw. Fig. 2 dargestellt ist. Ein weiterer Formvorgang kann beginnen.

Es versteht sich, daß die Betätigung des äußeren Ziehkerns 24 auch auf andere Weise erfolgen kann, z.B. von einem ge­ eigneten, nockengesteuerten Antrieb.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Herstellen von Deckeln oder ähnlichen Gegenständen aus Metallblech, die einen eingerollten Randabschnitt aufweisen, mit einem von einem Pressen­ stößel betätigbaren Oberwerkzeug, einem Unterwerkzeug, das mit dem Oberwerkzeug durch Preßdruck dem Deckel die vorgegebene Form verleiht, einem das Oberwerkzeug kon­ zentrisch umgebenden Werkzeugabschnitt, einem ringförmig das Unterwerkzeug umgebenden und relativ zu diesem be­ wegbaren Faltenhalter, der von einer Federanordnung in Richtung des Oberwerkzeugs gedrückt wird, und einem den Faltenhalter umgebenden Stanzwerkzeug, dessen ringför­ mige Schneidkante mit dem Werkzeugabschnitt zusammen­ wirkt, wenn sich das Oberwerkzeug dem Unterwerkzeug nähert, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug einen inneren Ziehkern (20) und einen diesen ringförmig umgebenden äußeren Ziehkern (24) aufweist, der äußere Ziehkern (24) relativ zum inneren beweglich gelagert ist und von einer Antriebsvorrichtung angetrieben ist dergestalt, daß der äußere Ziehkern (24) relativ zum inneren vom Oberwerkzeug (10) nach unten bewegt wird, wenn, nachdem Ober- und Unterwerkzeug zusammenwirken, der Glockenabschnitt (16) einen oberen Teil mit einem Innendurchmesser hat, der kleiner als der Außendurch­ messer des äußeren Ziehkerns (24) ist und in seinem unteren Teil einen Innendurchmesser hat, der etwas größer ist als der Außendurchmesser des äußeren Zieh­ kerns (24), wodurch eine erste Formausnehmung (16 c) gebildet ist, und der äußere Ziehkern (24) an seinem oberen Ende auf der dem inneren Ziehkern (20) zuge­ wandten Seite eine zweite Formausnehmung (24 b) aufweist, in die hinein der von dem Glockenabschnitt (16) umge­ bogene Deckelrand hineinverformt wird, wenn nach Überschreiten des unteren Totpunkts des Pressenstößels (14) der äußere Ziehkern (24) von seiner Antriebsvor­ richtung zurück nach oben gedrückt wird, bevor Ober- und Unterwerkzeug voneinander getrennt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ziehkern (24) mittels einer Federanordnung in Richtung des Oberwerkzeugs (10) gegen einen Anschlag (20a) des inneren Ziehkerns (20) gedrückt wird, der Faltenhalter (26) und der äußere Ziehkern (24) über An­ schläge zusammenwirken dergestalt, daß der Faltenhalter (26) den äußeren Ziehkern (24) relativ zum inneren vom Oberwerkzeug (10) fortbewegt, wenn der unabhängig beweg­ liche glockenartige Werkzeugabschnitt (16) weiter in Richtung Unterwerkzeug bewegt wird, nachdem Ober- und Unterwerkzeug zusammenwirken und der äußere Ziehkern (24) von seiner Federanordnung zurück nach oben gedrückt wird, bevor Ober- und Unterwerkzeug voneinander getrennt werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der größte Durchmesser der Ausnehmung (24 b) im äußeren Ziehkern (24) etwa gleich dem Innendurchmesser des Glockenabschnitts ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Oberwerkzeug (10) aus einem inne­ ren (10a) und einem dieses ringförmig umgebenden äußeren Werkzeugabschnitt (10 b) besteht und innerer und äußerer Werkzeugabschnitt relativ zueinander bewegbar sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Pressenstößel (14) über eine Federanordnung (11, 12) auf das Oberwerkzeug (10) wirkt und der Glockenabschnitt (16) starr mit dem Pressen­ stößel verbunden ist.