DE69806887T2

DE69806887T2 - Tiefzieh- und Prägeform zur Herstellung von Metallbehältern

Info

Publication number: DE69806887T2
Application number: DE69806887T
Authority: DE
Inventors: Visino Marin
Original assignee: Attrezzeria M V Di Marin Visino and C SNC
Current assignee: Attrezzeria M V Di Marin Visino and C SNC
Priority date: 1997-11-28
Filing date: 1998-11-25
Publication date: 2003-03-13
Anticipated expiration: 2018-11-26
Also published as: EP0919304A1; US6082166A; EP0919304B1; DE69806887D1; ITMN970041A0; IT1297735B1; ES2181114T3; ITMN970041A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Zieh- und Prägewerkzeug zur Herstellung von Metallbehältern, wie im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist. Ein solches Werkzeug ist in der GB-A-609907 offenbart.
Es ist bekannt, dass Metallbehälter wie beispielsweise Pfannen in ihren vielen Bauformen und ähnliche Gegenstände mittels Werkzeugen hergestellt werden, die mit, einer Presse verbunden sind. Das fertige Produkt wird ausgehend von einer:
Metallscheibe erhalten, die zuerst unter der Einwirkung eines mit einer Matrize kombinierten Patrizenelements gezogen wird, und, vorausgesetzt die gewünschte Form weist keine wesentlichen Schwankungen bei der Dicke auf, einer abschließenden Prägung, um eine Form zu erhalten, die eine abgestimmte Dicke hat.
Herkömmliche Werkzeuge leiden unter einigen Nachteilen, wovon einer darin besteht, dass Produkte, die mit solchen Werkzeugen erhalten werden, das Vorhandensein von Formgraten mit sich bringen, wodurch zwangsläufig einer oder mehrere Endbearbeitungsvorgänge stattfinden müssen, was die Herstellungskosten deutlich erhöht.
Die GB-A 609907 offenbart einen Oberstempel (1) und Unterstempel (2), deren Formen derart sind, dass der Rohling (3) in der wie in Rg. 3 dargestellten geschlossenen Position vollständig von den Oberflächen dieses Oberstempels (1) und Unterstempels (2) umgeben ist.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Werkzeug bereitzustellen, das im Hinblick auf herkömmliche Werkzeuge verbesserte Merkmale aufweist und es insbesondere zulässt. Metallbehälter ohne Formgrate herzustellen.
Gemäß der Erfindung wird ein Zieh- und Prägewerkzeug zur Herstellung von Metallbehältern bereitgestellt, das folgendes umfasst: eine Matrize, welche mit einem unteren Bett verbunden ist, das so ausgelegt ist, dass es zu einer Fußplatte einer Presse gehört und mit Einrichtungen zum Zentrieren einer Scheibe versehen ist, die das zu bearbeitende Material darstellt; ein Patrizenelement, welches mit einem oberen Bett verbunden ist, das so ausgelegt ist, dass es zu einem beweglichen Schieber der Presse gehört, und das einen Umfangskontaktbereich umfasst, der so geformt ist, dass er Kontakt mit einem Rand des sich ergebenden Behälters herstellt, der sich bei einer vollständig geschlossenen Konfiguration des Werkzeugs zwischen der Matrize und dem Patrizenelement befindet; und einen Niederhalter, welcher sich um das Patrizenelement erstreckt und welcher mit dem oberen Bett durch Einrichtungen verbunden ist, welche es zulassen, dass deren gegenseitigen Abstände variieren, und mit dazwischen angeordneten elastischen Elementen, wobei der Niederhalter und das Patrizenelement und die Matrize gegenseitig derart ausgebildet sind, dass bei der vollständig geschlossenen Konfiguration des Werkzeugs eine Bodenfläche des Niederhalters Kontakt mit der Matrize herstellt.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einiger bevorzugter aber nicht ausschließlicher Ausführungsformen davon deutlich, die als nicht einschränkendes Beispiel in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind, darin ist/sind:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht des Werkzeugs in offenem Zustand;
die Fig. 2 und 3 Querschnittsansichten von aufeinanderfolgenden Schritten beim Schließen des Werkzeugs;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht des geschlossenen Werkzeugs mit dem fertigen Produkt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht des Werkzeugs bei einem Schritt des Öffnens; die Fig. 6 und 7 Querschnittsansichten in vergrößertem Maßstab von Details der eingekreisten Bereiche von Fig. 4;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung während deren Schließvorgangs;
Fig. 9 eine Querschnittsansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung während deren Schließvorgangs.
Mit Bezug auf die oben aufgeführten Fig. 1 bis 7 bezeichnet l eine Matrize, die mittels Schrauben 2 und einem dazwischen angeordneten Abstandshalter 3 mit einem unteren Bett 4 verbunden ist, das so ausgelegt ist, dass es zu einer Fußplatte einer Presse (nicht dargestellt) gehört.
Die Matrize ist mit einem Ring 5 versehen, der mit Schrauben 5a abnehmbar befestigt ist, um eine in den Fig. 1 und 2 gezeigte, zu bearbeitende Scheibe 6 zu zentrieren, während Fig. 3 einen Schritt 6a der Abänderung dieser Scheibe zeigt, um zu einer endgültigen, in den Fig. 4, 5, 6 und 7 gezeigten Konfiguration zu kommen.
Die Scheibe 5 umfasst einen Bereich, der mit der Bezugszahl 5b bezeichnet ist, welcher den Durchgang der fertigen Produkts zulässt.
In der Matrize 1 ist an deren Boden eine Platte 7 vorgesehen, die mit Verfahreinrichtungen ausgestattet ist, die eine Welle 7a umfassen, die von der Fußplatte der Presse vorspringt und von einem Hydrauliksystem angesteuert wird, mit welchem die Presse ausgestattet ist.
Die Bezugszahl 8 bezeichnet ein Patrizenelement, das mittels Schrauben 8a mit einem oberen Bett 9 verbunden ist, das so ausgelegt ist, dass es zu dem beweglichen Schieber der Presse gehört. Ein Niederhalter 10 ist auch durch Gleitzugelemente 10a und dazwischen angeordneten Federn 10b mit dem Bett 9 verbunden.
Der Niederhalter 10 umfasst einen durch zwei Abschnitte 11a und 11b gebildeten Kanal, um Druckluft in einen Zwischenraum 12 zuzuführen, der in Fig. 7 dargestellt und zwischen dem Patrizenelement 8 und dem Niederhalter 10 gebildet ist, wie nachstehend noch erläutert wird.
Ein wichtiges Merkmal der Erfindung, das nachstehend ebenfalls noch beschrieben wird und in Fig. 7 klar dargestellt ist, ist die Tatsache, dass das Patrizenelement 8 so geformt ist, dass es an dem Bereich 8b mit einem oberen Rand des sich ergebenden Produkts 6b Kontakt herstellt, mit der einzigen Ausnahme eines Streifens, der sich im äußeren Umfangsbereich befindet und auf den der Niederhalter 10 einwirkt. Dieser Niederhalter ruht auf der Matrize 1 und besitzt einen Streifen bzw. ringförmigen Bereich 10c, der in die auf der Matrize ausgebildete Vertiefung vorspringt, um eine Form zu bilden, die komplementär zur Form des herzustellenden Behälters ist.
Ein weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung, das ebenfalls nachstehend noch beschrieben wird und in Fig. 6 dargestellt ist, ist die Tatsache, dass die Platte 7 etwas größer ist als der stirnseitige Querschnitt 8c des Patrizenelements 8.
Der Betriebsablauf der Erfindung wird nun ausgehend von dem Zustand beschrieben, in dem das Werkzeug, wie in Fig. 1 gezeigt, offen ist.
Das obere Bett 9 senkt sich und das Patrizenelement 8 zieht die Scheibe ausgehend von der in Fig. 2 gezeigten Position des ersten Kontakts mit der Scheibe 6, die so durch die Platte 7 gehaltert ist, dass sie ausweichen kann, die mit einer Kraft reagiert, die durch das Hydrauliksystem zum Steuern der Welle 7a eingestellt ist. Fig. 3 stellt den Zwischenschritt des Ziehens dar, während dem der Niederhalter 10 Kontakt mit der Matrize 1 hergestellt hat.
Das weitere Senken des oberen Betts 9 aus der Position von Fig. 3 findet dank des Gleitens der Zugelemente 10a im Bett 9 und mit einem Zusammendrücken der Federn 10b statt und beendet den Ziehvorgang, der während der letzten Momente des Senkens des Patrizenelements 8 vom Druckprägen des Produkts gefolgt wird, um eine Materialwanderung innerhalb der Vertiefung hervorzurufen, um dem Produkt die in den Fig. 4 bis 7 gezeigte Konfiguration 6b zu verleihen, die eine abgestimmte Dicke aufweist. Fig. 4 stellt den Zustand dar, in dem das Werkzeug geschlossen und das Produkt ideal ausgebildet ist.
Die in den Fig. 6 und 7 gezeigten wichtigen Merkmale der Erfindung erfüllen ihre Funktion während des Prägeschritts, da das Material, das in die Vertiefung zwischen dem Patrizenelement 8 und der Matrize 1 hineinwandert, die Bereiche in der Vertiefung zwischen der Matrize 1 und der Scheibe 7 erreicht, wo der Zwischenraum vorhanden ist, wie in Fig. 6 gezeigt ist, und wo der in Fig. 7 gezeigte Spalt 12 vorhanden ist, wenn die Wanderung endet, und deshalb findet keine Übertragung von Material in diese Zwischenräume statt, die Formgrate verursachen würde.
Das Produkt, das das erfindungsgemäße Werkzeug verlässt, benötigt deshalb keinen Endbearbeitungsdurchgang.
Der Niederhalter 10, der in der beschriebenen Ausführungsform tatsächlich nicht die durch seinen Namen implizierte Funktion erfüllt hat, sondern vielmehr mit dem Bereich 10c die Matrize 1 bei der Formung der, die mit dem in der Verarbeitung befindlichen Material zu füllende Vertiefung ausgefüllt hat, ist auch äußerst wichtig während der ersten Schritte des Öffnens des Werkzeugs, um das fertiggestellte Produkt aus dem Patrizenelement 8 zu entnehmen.
Wenn sich das obere Bett 9 hebt, und das Patrizenelement 8 mit sich zieht, bleibt der Niederhalter 10 dank der Wirkung der Federn 10b in der früher erreichten Position, um das fertige Produkt 6b dank seines Kontakts im Bereich 10c in der Matrize 1 zu arretieren.
Auf diese Weise wird die Gefahr vermieden, dass das fertige Produkt am Patrizenelement 8 hängen bleibt, was den automatischen kontinuierlichen Betrieb des Werkzeugs unterbrechen würde. Eine zusätzliche Sicherheit gegen das Auftreten dieses Umstands wird durch den Druckluftstrahl gebildet, der während der ersten Momente des Anhebens des Patrizenelements 8 durch die Kanäle 11a, 11b in den Zwischenraum 12 geblasen wird.
Deshalb hebt sich das Bett 9 und es finden nachfolgende Schritte des Öffnens des Werkzeugs statt, wie derjenige, der in Fig. 5 gezeigt ist, die zeigt, dass das fertige Produkt 6b aus der Matrize 1 durch die Wirkung der Platte 7 herausgeführt wird, die durch die Welle 7a gemäß der Einstellung des Hydrauliksystem zum Steuern dieser Welle angemessen bewegt wird, bis es von einem Auszieharm durch den Bereich 5b der Zentrierscheibe 5 aufgenommen werden kann.
Der Niederhalter 13 übt seine durch seinen Namen implizierte Aufgabe in der in Fig. 8 gezeigten Ausführungsform aus, bei der die Zugelemente 13a länger sind als die Zugelemente 10a der ersten beschriebenen Ausführungsform und auch beim allerersten Kontakt zwischen dem Patrizenelement 14 der zu bearbeitenden Scheibe 6 den Kontakt des Niederhalters 13 mit der Scheibe 6 bestimmen.
Die typische Funktion des Niederhalters 13 wird deshalb während der ersten Ziehschritte erfüllt; danach lässt der Niederhalter in einem bestimmten Augenblick die zu bearbeitende Scheibe los und stellt Kontakt mit der Matrize 1 her.
Bei dieser Ausführungsform ist das Patrizenelement 14 so geformt, dass es Kontakt mit dem Rand des sich ergebenden Behälters insgesamt herstellt, und deshalb besitzt der Niederhalter 13 keinerlei Streifen mehr, der sich am inneren Umfangsbereich befindet und auf die Ausnehmung hin vorspringt, die in der Matrize 1 ausgebildet ist, um eine Form auszubilden, die komplementär zur Form des Behälters ist, wobei auf die Funktionen des Füllens der Matrize und des Ausziehers zum Entfernen des fertigen Teils aus dem Patrizenelement 8, das in der zuvor beschriebenen Ausführungsform dargestellt wurde, verzichtet wird.
Eine weitere Ausführungsform ist in Fig. 9 beschrieben, in der eine Matrize 15 vorgesehen ist, die keine Platte aufweist, die dem fertigen Produkt folgt, wenn es das Werkzeug verlässt, und deshalb diese Funktion anderen Einrichtungen, wie beispielsweise Saugeinrichtungen, zugesprochen ist; was den Rest betrifft, hat das Werkzeug die vorstehend beschriebenen Kennzeichen.
Die vorliegende Erfindung kann im Rahmen der Ansprüche zahlreiche andere Abänderungen und Modifikationen aufweisen: so könnte die Platte 7 zum Beispiel mittels einer darunter liegenden elastischen Einrichtung bewegt werden.
In der praktischen Ausführungsform der Erfindung und im Rahmen der Ansprüche können alle Details durch andere technisch gleichwertige Elemente ersetzt werden; das verwendete Material sowie die Formen und Abmessungen können je nach Bedarf ausgelegt sein.
Dort, wo technische Merkmale, die in einem Anspruch erwähnt sind, von Bezugszeichen gefolgt werden, wurden diese Bezugszeichen nur eingefügt, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen und demzufolge haben diese Bezugszeichen keinerlei einschränkende Auswirkung auf die Auslegung jedes Elements, das beispielhaft durch ein solches Bezugszeichen gekennzeichnet wurde.

Claims

1. Zieh- und Prägewerkzeug zur Herstellung von Metallbehältern, umfassend: eine Matrize (1; 15), welche mit einem unteren Bett (4) verbunden ist, das so ausgelegt ist, dass es zu einer Fußplatte einer Presse gehört und mit Einrichtungen (5) zum Zentrieren einer Scheibe (6) versehen ist, die das zu bearbeitende Material darstellt;

ein Patrizenelement (8; 14), welches mit einem oberen Bett (9) verbunden ist, das

so ausgelegt ist, dass es zu einem beweglichen Schieber der Presse gehört, und das einen Umfangskontaktbereich (8b) umfasst, der so geformt ist, dass er Kontakt mit einem Rand (6b) des sich ergebenden Behälters herstellt, der sich bei einer vollständig geschlossenen Konfiguration des Werkzeugs zwischen der Matrize (1; 15) und dem Patrizenelement (8; 14) befindet; gekennzeichnet durch

einen Niederhalter (10; 13), welcher sich um das Patrizenelement (8; 14) erstreckt und welcher mit dem oberen Bett (9) durch Einrichtungen (10a; 13a) verbunden ist, welche es zulassen, dass deren gegenseitigen Abstände variieren, und mit dazwischen angeordneten elastischen Elementen (10b), wobei der Niederhalter (10; 13) und das Patrizenelement (8; 14) und die Matrize (1; 15) gegenseitig derart ausgebildet sind, dass bei der vollständig geschlossenen Konfiguration des Werkzeugs eine Bodenfläche des Niederhalters (10; 13) Kontakt mit der Matrize (1; 15) herstellt.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Patrizenelement (8) so geformt ist, dass es Kontakt mit dem Rand (6b) des sich ergebenden Behälters herstellt, einzig ein ringförmiger Bereich ausgenommen, der sich in einem äußeren Umfangsbereich des Randes befindet, wobei der Niederhalter (10) so ausgelegt ist, dass er Kontakt mit der Matrize herstellt, die einen ringförmigen Bereich (10c) aufweist, welcher an einem inneren Umfangsbereich angeordnet ist und in eine in der Matrize (1) ausgebildete Ausnehmung vorspringt, um eine Form auszubilden, die komplementär zur Form des Behälters ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Patrizenelement (14) so geformt ist, dass es insgesamt Kontakt mit dem Rand des sich ergebenden Behälters herstellt.

4. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (1; 15) mit einem Scheibenzentrierring (5) ausgestattet ist, welcher lösbar daran befestigt ist und einen Bereich (5b) umfasst, welcher den Durchgang des sich ergebenden Behälters zulässt.

5. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalter (10; 13) aufgrund von Gleitzugelementen (10a, 13a) und dazwischen angeordneten Federn (10b) mit dem oberen Bett (9) verbunden ist.

6. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Niederhalters (10; 13) ein Kanal (11a, b) vorgesehen ist, um während der ersten Schritte des Öffnens des Werkzeugs Druckluft in einen zwischen dem Niederhalter (10; 13) und dem Patrizenelement (8; 14) definierten Zwischenraum (12) zuzuführen.

7. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer Verfahreinrichtung (7a) ausgestattete Platte (7) innerhalb der Matrize (1) an einem Boden dieser Matrize angeordnet ist, wobei diese Platte etwas größer ist als die Abmessungen eines Endquerschnitts des Patrizenelements.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahreinrichtung zum Bewegen der Platte (7) eine darunter liegende Welle (7a) umfasst, welche von der Fußplatte der Presse vorspringt und von einem Hydrauliksystem angesteuert wird, mit welchem die Presse ausgestattet ist.

9. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahreinrichtung (7a) darunter liegende elastische Einrichtungen umfasst.