EP1618974A1

EP1618974A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Einformen eines eingezogenen Bereichs in vorgebogene Bleche

Info

Publication number: EP1618974A1
Application number: EP05014718A
Authority: EP
Inventors: Patrick Jacques; Andreas Lanz
Original assignee: Elpatronic AG
Current assignee: Elpatronic AG
Priority date: 2004-07-23
Filing date: 2005-07-07
Publication date: 2006-01-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einformen eines eingezogenen Bereichs in einem mantelförmig vorgebogenen Blech mit konvexer Außen- und konkaver Innenseite, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung ermöglicht, ein mantelförmiges Blech (2) mit einem vergrößerten Einzug zu versehen, in dem durch eine formwahrende Gegenfläche (42) der sich in Verformung befindende Blechabschnitt verwerfungsfrei gehalten wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Formstation nach Anspruch 5, Werkzeugteile nach den Ansprüchen 14 bis 17, sowie die Verwendung dieser Werkzeugteile.
Mantelförmig vorgebogene Bleche werden vielfach verwendet. Z.B. werden Lüftungsrohre als Halbschalen vorgefertigt und dann miteinander verbunden, i.d.R. verschweisst. Damit die Rohre ineinander gesteckt werden können, wird häufig das eine Ende des Rohrs um die Blechdicke nach innen eingezogen, das andere Ende belassen, worauf die Rohre in beliebiger Anzahl ineinander (und hintereinander) einsteckbar sind. Je nach der Art der Fertigung ist es vorteilhaft, die Einziehung schon an den einzelnen Halbschalen oder erst am bereits verschweissten Rohrstück einzuformen.
Besitzen solche Rohre kreisförmigen Querschnitt, sind das Rohr oder die Halbschalen einem Zylindermantel entsprechend vorgebogen. Andere Querschnitte, z.B. einem Quadrat oder Rechteck oder einer anderen Form angenähert, jedoch gegebenenfalls mit abgerundeten Ecken, sind ebenfalls denkbar. Solche Halbschalen bzw. ein solcher geschlossener Körper sind ebenfalls dem Mantel eines entsprechenden Rechteckkörpers entsprechend vorgebogen, nämlich mit einer konvexen Aussenseite und einer konkaven Innenseite.
Der Einzug erfolgt quer zur Längsachse des Rohrstücks bzw. der Halbschale, gegen innen, generell in der Art einer mehr oder weniger ausgeprägten Stufe.
Bei Blechgebinden, insbesondere Dosen, soll häufig das obere Ende der Dosenzarge nach innen eingezogen werden, sei es, dass dann die Dose stapelbar ist, oder sei es auch nur aus optischen Gründen im Hinblick auf eine ansprechend gestaltete Blechverpackung.
Dosenzargen, speziell im Getränke- oder Ärosolbereich, sind rohrförmig ausgebildet. Für andere Anwendungen, z.B. bei Gebinden im Industriebereich wie Farbkübel oder Öldosen, sind auch andere Querschnitte im Gebrauch, die sich z.B der Rechteckform oder anderen Formen annähern.
Maschinen zum Einformen eines eingezogenen Bereichs in einem mantelförmig vorgebogenen Blech sind bekannt. Insbesondere im Bereich der Dosenherstellung werden solche Maschinen als Bodyformer bezeichnet und besitzen eine oder mehrere Formstationen, um die vorgefertigten, rohrförmigen Dosenzargen am kopfseitigen Ende einzuziehen. Die Formstationen sind in der Regel in einem Karussell angeordnet. Die Dosenzargen werden durch eine Fördervorrichtung zum Karussell geführt, in eine der Formstationen eingelegt, an ihrem oberen Ende eingezogen, und dann dem Karussell entnommen und weiter gefördert.
Diese Einziehung des kopfseitigen Endes eines Dosenmantels wird als "necking" bezeichnet und geschieht wie folgt:

Das Formwerkzeug wird am entsprechenden Ende des Dosenmantels angesetzt, wobei das gegenüberliegende Dosenende fest abgestützt ist. Dann wird das Formwerkzeug ein Stück weit, der Längsachse des Dosenmantels entlang, gegen dessen gegenüberliegendes Ende verfahren. Dadurch wird das vom Werkzeug erfasste Ende der Zarge durch deren sich über eine Stufe trichterförmig verengende Wirkfläche hindurchgedrückt, im Querschnitt verengt und so eingezogen. Es resultiert eine Zarge mit einer umlaufenden, eingezogenen Stufe dort, wo der Formgebungshub beendet worden ist.

Das Maß der Einziehung ist nun beschränkt, da sich bei starker Einziehung das Blech am Ort des Einzugs verwirft und damit unzulässig deformiert. Bei dünneren Blechen tritt diese Deformation tendenziell früher auf, bei dickeren Blechen später.
Bei der Herstellung von Blechgebinden, insbesondere Dosen, werden, da die Materialkosten bestimmend sind, zunehmend dünnere Bleche mit einer Dicke zwischen 0,1 und 0,3 Millimeter verwendet. Es können aber auch Bleche mit einer grösseren Dicke verwendet werden, zum Beispiel mit einer Dicke von 1,2 bis 1,5 Millimeter und besonders Bleche von 1,2 Millimetern Dicke und auch Bleche von 1,5 Millimetern Dicke.
Es gilt die Regel, dass beim Necking von Dosen der Einzug bzw. die Verminderung des Durchmessers des Dosenmantels nicht mehr als 3 Millimeter betragen darf, bei vermehrtem Einzug treten die oben erwähnten unzulässigen und nicht beherrschbaren Deformationen auf.
Ebenso sind bei den Eingangs erwähnten Rohren (z.B. Lüftungsrohren) ihrer Dicke entsprechend durch die Verwerfung Grenzen beim Einzug gesetzt.
Größere Einzüge sind wünschbar und auch hergestellt, worden, indem z.B. eine Dosenzarge stufenförmig, mehrfach hintereinander, aber jedes Mal nur im verwerfungsfreien Deformationsbereich, eingezogen worden ist: Der erste Einzug wurde im Abstand zum oberen Dosenrand vorgenommen, so dass der Kopfbereich zylindrisch, aber mit etwas geringerem Durchmesser gegenüber dem restlichen Dosenkörper ausgeformt war. Dadurch konnten im Abstand zum ersten weitere Einzüge eingeformt werden. Die Herstellung solcher größerer Einzüge ist aufwendig, und nicht für jede Verwendung befriedigend, da die unvermeidbare und deutliche Treppenform das Erscheinungsbild prägt.
Entsprechend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben beschriebenen Nachteile zu überwinden.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch ein Verfahren nach Anspruch 1, eine Formstation nach Anspruch 5, sowie Werkzeugteile nach den Ansprüchen 14 bis 17 einschließlich deren Verwendung nach den Ansprüchen 18 bis 21.
Dort, wo der Blechabschnitt über die formgebende Schulter gedrückt wird, entsteht im Blech eine gegen innen einspringende Stufe, mit der Folge, dass das Blech der Abnahme der Innenmasse (im Fall des zylinderförmigen Blechs der Abnahme des Durchmessers) entsprechend in Umfangsrichtung gestaucht wird. Überschreitet die Stauchung (und damit die Abnahme der Innenmasse bzw des Durchmessers) eine Schwelle, wird das Blech in Richtung der Stauchung knicken bzw. sich verwerfen. Durch die formwahrende Gegenfläche entsteht nun ein Spalt, einerseits begrenzt durch die formgebende Schulter und andererseits begrenzt durch die Gegenfläche selbst. Somit ist kein Raum für eine Verwerfung vorhanden; das Blech wird unter Zunahme seiner Dicke nur gestaucht, eine unerwünschte Deformation entfällt.
Die geometrische Ausbildung der Schulter ist nur noch begrenzt durch den Verformungswiderstand (und den Reibungswiderstand), wie er beim in Durchdrücken des Bleches durch den Spalt auftritt, da während der Verformung der Blechabschnitt selbst die Verformungskräfte zwischen seiner Abstützung und dem Formwerkzeug übertragen muss. Dies erlaubt eine bedeutend stärkere Verformung gegenüber den Möglichkeiten gemäss Stand der Technik, wo die beginnende Verwerfung der erreichbaren Deformation ein Ende setzt.
Eine Formstation gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt neben einem ersten, formgebenden Werkzeugteil mit einer formgebenden Schulter einen zweiten Werkzeugteil mit einer formwahrenden Stufe, welche mindestens teilweise gegengleich zur Schulter ausgebildet ist. Werden diese beiden Werkzeugteile während dem Formgebungshub in Wirklage mit betriebsfähig vorbestimmtem Abstand gehalten, bildet sich zwischen den Wirkflächen der Werkzeugteile der genannte Spalt, welcher jede Verwerfung des hindurch geführten Blechs unterdrückt und das Blech während der Umformung führt. Die unerwünschte Deformation entfällt.
Dem Verschleiß unterliegende und entsprechend als Ersatzteile verwendbare Werkzeugteile mit einer formgebenden Schulter von mehr als 1,5 Millimeter beziehungsweise einer formgebenden Stufe von mehr als 1,5 Millimeter und einem Durchmesser von bevorzugt 52 bis 105 Millimeter oder mehr bewirken einen verwerfungsfreien Einzug über die bisher geltenden Grenzen hinaus.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt:

Figur 1 schematisch eine dreidimensionale Ansicht einer erfindungsgemässen Formstation eines Bodyformers, mit eingelegter Dosenzarge,
Figur 2 die Formstation von Figur 1 vor dem Formgebungshub,
Figur 3 die Formstation von Figur 1 nach Beendigung des Formgebungshubs,
Figur 4 die Formstation von Figur 1 bei der Abgabe der fertig eingezogenen Zarge,
Figur 5 vergrößert einen Schnitt durch den ersten Werkzeugteil 22 und den Stempel 40 in Wirklage vor dem Formgebungshub, und
Figur 6 vergrößert und einen Schnitt durch den ersten Werkzeugteil 22 und den Stempel 40 in Wirklage nach dem Formgebungshub.

Figur 1 zeigt eine dreidimensionale, aufgeschnittene Ansicht einer Arbeitsstation oder Formstation 1 eines mit einem Karussell ausgerüsteten Bodyformers, welcher zur Entlastung der Zeichnung weggelassen ist. Eine Dosenzarge 2 (das heißt ein Rohrkörper mit konvexer Außen- und konkaver Innenseite) befindet sich auf einer Zuführbahn 3, entlang welcher sie in die Formstation 1 hinein und bis in die in der Figur dargestellte Arbeitslage gebracht worden ist, wo sie z.B. über in Magnete in Ihrer Arbeitslage gehalten wird; diese sind ebenfalls als solche dem Fachmann bekannt und zur Entlastung der Figur weggelassen.
Die Zarge 2 (deren Länge durch den mit 1 beschrifteten Doppelpfeil angegeben ist) besitzt ein kopfseitiges Ende 10 und ein fusseitiges Ende 11, wobei das kopfseitige Ende 10 in einem früheren Arbeitsgang bereits ein Stück weit in konventioneller Art eingezogen worden ist. Die gestrichelte Linie 12 markiert den Beginn der als Stufe 14 ausgebildeten Einziehung, die gestrichelte Linie 13 deren Ende; es liegt somit eine Stufe 14 vor, welche den Durchmesser der Zarge 2 gegen deren kopfseitiges Ende 10 hin verringert.
Die Zarge 2 ruht mit ihrem fusseitigen Ende 11, überkopf, auf Haltemitteln, hier auf der ebenen und ringförmigen Auflagefläche 20 eines Abstützrings 21, welcher in der Formstation 1 fest angeordnet ist. Dabei ist die Zarge 2 ihrer gebogenen Kante 4 entlang auf der Auflagefläche 20 abgestützt, während ihre kopfseitige Kante 5 auf der Führung 3 ruht. Die Länge der Zarge 2 wird in der Figur durch den mit 1 bezeichneten Doppelpfeil angegeben.
Dem kopfseitigen Ende 10 gegenüberliegend ist ein erster, formgebender Werkzeugteil 22 mit einer ersten, formgebenden Wirkfläche 23 angeordnet. Die Wirkfläche 23 ist auf Grund einer nach innen einspringenden formgebenden Schulter 24 trichterförmig ausgebildet und weitet sich gegen die Auflagefläche 20 hin auf, bzw. verengt sich von dieser weg. Die gestrichelte Linie 28 markiert den Beginn der formgebenden Schulter 24, während die gestrichelte Linie 29 deren Ende zeigt.
Der erste Werkzeugteil 22 ist als Ring ausgebildet bzw. besitzt eine ringförmige Struktur, wobei die erste Wirkfläche 23 an dessen umlaufender Innenseite ausgebildet ist.
Weiter dargestellt ist ein kolbenförmiger Auswerfer 25 mit einem Auswerferkopf 26, der koaxial zum ersten Werkzeugteil 22 angeordnet ist und hin-und her bewegt werden kann, auf den Abstützring 21 zu und von diesem weg. Im Auswerferkopf 26 sind über seinen äusseren Umfang verteilt angeordnete Ausnehmungen 27 angeordnet.
Koaxial festgelegt am ersten Werkzeugteil 22 ist ein Mitnehmer 30, der nach innen vorkragende, einzelne, als Mitnehmernocken 31 ausgebildete Mitnehmerelemente besitzt, welche in die Ausnehmungen 27 des Auswerferkopfs 26 hinein ragen und in diesen auf Grund derer grösseren Abmessungen bewegbar sind.
Ein beweglicher Stempel 40 von kolbenförmiger Gestalt besitzt an seiner umlaufenden Außenseite 41 eine zweite, formwahrende, als Gegenfläche zur ersten Wirkfläche 24 ausgebildete, zweite Wirkfläche 42. Die Stirnseite 44 des Stempels 40 ist gegen die Mitnehmernocken 31 gerichtet.
Die zweite Wirkfläche 42 des Stempels 40 besitzt eine formwahrende Stufe 43, die als teilweises Negativ zur formgebenden Schulter 24 ausgebildet ist; "teilweises Negativ" bedeutet, dass die formwahrende Stufe 43 nur einen Teilbereich der formgebenden Schulter 24 als Negativ wiedergibt. Die gestrichelte Linie 44 und markiert den Beginn der formwahrenden Stufe 43, während die gestrichelte Linie 45 deren Ende zeigt.
Die Arbeits-oder Formstation 1 besitzt eine Symmetrielinie 6; sie ist gemeinsame Symmetrielinie für den Abstützring 21, den ersten Werkzeugteil 22, den Mitnehmer 30, den Auswerfer 25 und den Stempel 40. Der Abstützring 21, der erste Werkzeugteil 22 sowie der Mitnehmer 30 sind als Ringe ausgebildet bzw. besitzen ringförmige Struktur.
Während, wie erwähnt, der Abstützring 21 fest in der Formstation 1 angeordnet ist, sind erster Werkzeugteil 22, Mitnehmer 30, Auswerfer 25 und Stempel 40 entlang ihrer Symmetrielinie 6 beweglich angeordnet und über geeignete Antriebsmittel hin und her verfahrbar.
Die Antriebsmittel können konventionell ausgebildet sein und z.B. eine Kurvensteuerung für jedes der genannten, bewegbaren Organe 23, 30, 25, 40 aufweisen, wie sie als solche in Bodyformern bekannter Bauart realisiert werden.
Diese Organe, nämlich der erste Werkzeugteil 23, der Mitnehmer 30, der Auswerfer 25 und der Stempel 40 befinden sich in Ruhelage.
Wie erwähnt, markieren die gestrichelte Linien 12 und 13 die Einziehung in der Zarge 2, die gestrichelte Linien 28 und 29 die formgebende Schulter 24, uns geht gestrichelten Linien 44 und 45 die formwahrende Stufe 43. Die Geometrie der Einziehung 15, der Schulter 24 und der Stufe 43 ist verschieden, wie es unten noch näher dargestellt wird.
Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Formstation 1, wie sie in Figur 1 dargestellt ist. Das (nicht dargestellte) Karussell des (ebenfalls nicht dargestellten) Bodyformers hat sich um einen Arbeitstakt weiter gedreht, so dass sich die Zarge 2 nicht mehr auf der gegenüber dem Karussell stationären Führung 3 befindet. Die Zarge 2 ist aber nach wie vor auf der Auflagefläche 20 des Abstützrings 21 abgestützt.
Der erste Werkzeugteil 22, der Mitnehmer 30, der Auswerfer 25 und der Stempel 40 befinden sich nun in Ausgangslage:

Der angehobene erste Werkzeugteil 22 ist beinahe in Kontakt mit der oberen Kante 5 der Zarge 2 (Abstand ca. 0,5 bis 1 mm). Es könnte ohne weiteres eine nicht vorgeformte Zarge 2 erfindungsgemäss eingezogen werden.

Der Stempel 40 ist durch den durch die Zarge 2 gebildeten Hohlraum hindurch abgesenkt, wobei zwischen der Stirnseite 46 des Stempels 40 und dem Auswerfer 25 vorzugsweise ein Zwischenraum verbleibt.
Der Stempel 40 berührt mit seiner Stirnseite 46 die Mitnehmernocken 31 des Mitnehmers 30. Es ist mit anderen Worten so, dass die Mitnehmernocken 31 den Stempel 40 stirnseitig formschlüssig untergreifen.
Der Stempel 40 befindet sich im trichterförmigen Innenraum des ersten Werkzeugteils 22 und damit mit diesem in Wirklage: die formgebende erste Wirkfläche 23 und die formwahrende Gegenfläche 42 liegen sich gegenüber und schließen zwischen sich einen Formgebungsspalt 50 ein.
Aus dieser Ausgangslage hinaus kann der Formgebungshub ausgeführt werden.
Dies geschieht, indem der erste Werkzeugteil 22 nach oben, gegen den Abstützring 21 hin, vorgeschoben wird. Der am ersten Werkzeugteil 22 festgelegte Mitnehmer 30 fährt entsprechend mit; da er mit seinen Mitnehmernocken 31 den Stempel 40 formschlüssige untergreift, wird der Stempel 40 ebenso mit nach oben geführt (vorzugsweise gegen den Druck einer Feder, welche im Gegenrichtung zum Formgebungshub wirkt und so die Stirnseite 46 des Stempels 40 gegen die Mitnehmernocken 31 drückt), wobei durch den formschlüssige Anschlag der Formgebungsspalt 50 während dem ganzen Formgebungshub konstant bleibt. Es ist mit anderen Worten so, dass während dem Formgebungshub der über die Schulter 24 laufende, sich in Verformung befindende Blechabschnitt im Bereich der laufenden Einformung durch die den Formgebungsspalt 50 begrenzende Gegenfläche 42 verwerfungsfrei gehalten wird.
Figur 3 zeigt den Schnitt von Figur 2 durch die Formstation 1 nach Beendigung des Formgebungshubs. Dies bedeutet, dass die gewünschte Einziehung am kopfseitigen Ende der Dose vollendet ist.
Der erste Werkzeugteil 22 befindet sich in oberer Endlage, ebenso der Mitnehmer 30. Wie oben erwähnt, hat sich der Formgebungsspalt 50 während dem Formgebungshub nicht verändert, da die gegenseitige Wirklage von erstem Werkzeugteil 22 und Stempel 40 unverändert geblieben ist. Der Auswerfer 25 ist mit nach oben gefahren, hat aber noch keine Funktion.
In der Figur ist der Durchmesser der Zarge 2 (bzw. dem nicht verformten Teil der Zarge 2) mit D 1 bezeichnet.
Der Durchmesser der vorgeformten Zarge 2 an deren oberen Kante 5 ist mit D 2 bezeichnet. Zur Verdeutlichung der Verhältnisse sei unterstellt, dass die Differenz zwischen D 1 und D 2 einer Verformung entspricht, wie sie gemäss Stand der Technik hergestellt werden kann.
D 3 bezeichnet nun einen Durchmesser, wie er durch die vorliegende Erfindung erreicht werden kann. Die im Bereich zwischen D 2 und D 3 gemäss Stand der Technik nicht vermeidbare Verwerfung wurde im Formgebungsspalt 50 unterdrückt, so dass dieser Bereich ebenso einwandfrei ausgebildet ist, wie der Bereich zwischen D 1 und D 2.
Während dem Formgebungshub wird das kopfseitige Ende 10 der Zarge 2 über die trichterförmige, erste Wirkfläche 23, der nach innen einspringenden formgebenden Schulter 24 entlang und durch den Formgebungsspalt 50 hindurchgedrückt und die dabei entstehenden Kräfte über die Zarge 2 via Kante 4 in den Abstützring 21 abgeleitet.
Figur 4 zeigt wiederum den Querschnitt von Figur 1. Der Stempel 40 ist der nach erfolgtem Formgebungshub zurück in seine Ruhelage gefahren worden (so dass die Zarge 2 ohne Behinderung durch den Stempel 40 der Formstation 1 entnommen werden kann).
Der erste Werkzeugteil 22 und der Mitnehmer 30 sind ebenfalls in ihre Ruhelage abgesenkt und behindern die Entnahme der Zarge 2 aus der Formstation 1 nicht. Die Zarge 2 kann durch geeignete, konventionelle Mittel der Formstation 1 entnommen werden. Die Zarge 2 senkt sich mit bis sie auf dem Auswerferkopf 26, auf die obere Kante 5, aufsetzt.
Figur 5 zeigt vergrössert einen Schnitt durch den ersten Werkzeugteil 22 und den Stempel 40 unmittelbar vor dem Formgebungshub, das heißt in deren Wirklage. Der Ort des Schnitts ist so gelegt, dass er nicht durch einen Mitnehmernocken 31 hindurch verläuft.
Dargestellt ist der Formgebungsspalt 50, begrenzt einerseits durch die erste Wirkfläche 23 des ersten Werkzeugteils 22 und andererseits durch die zweite Wirkfläche 42 des Stempels 40. Die formgebende Schulter 24 ragt gegen innen; die formwahrende Stufe 43 springt gegengleich gegen innen ein und ist als deren Negativ ausgebildet.
Die Breite des Formgebungsspalts 50 ist über seine ganze Länge konstant, aber geringfügig größer als es der Dicke des Bleches der Zarge 2 entspricht, so dass das Blech ohne erhöhte Reibung durch den Formgebungsspalt 50 hindurch gleiten (aber sich nicht verwerfen) kann.
Eine bevorzugte Breite des Formgebungsspalt 50 (ohne dem oben erwähnten geringfügigen Zuschlag zur Verminderung der Reibung) liegt zwischen 0,1 und 0,3 mm.
Der Durchmesser D 1 (Figur 3) liegt bevorzugt zwischen 52 und 150 Millimeter, bevorzugt zwischen 52 und 105 Millimetern.
Die Durchmesserreduktion durch die Schulter 24 ist größer als 3 Millimeter, vorzugsweise größer als 4 Millimeter, weiter bevorzugt größer als sechs Millimeter und besonders bevorzugt größer als neun Millimeter.
Figur 6 zeigt vergrößert den Schnitt von Figur 5 nach Vollendung des Formgebungshubs. Die Kante 5 ist vollständig durch den Formgebungsspalt 50 hindurchgedrückt worden; die fertig ausgebildete, in die Zarge 2 eingeformte Stufe entspricht in ihre Geometrie den Abmessungen der formgebenden Schulter 24. sie setzt sich zusammen aus einer konventionell erzeugten Stufe (siehe Figur 1) und einer gemäss der vorliegenden Erfindung zusätzlich eingeformten Stufe.
Aus der Figur geht hervor, dass die Zarge 2 an einem beliebigen Ort eingezogen werden kann, da der durch die Kante 5 begrenzte kopfseitige Zargenbereich wieder zylindrisch verläuft und mit beliebiger Länge erzeugt werden kann. Dazu wird einfach die Länge des Formgebungshubs verändert, worauf sich die Einformung in der Zarge 2 am gewünschten Ort ausgebildet.
In den Figuren 5 und 6 ist dargestellt, dass sich die nach innen einspringende, formwahrende Stufe 43 nur über einen Teilbereich der formgebenden Schulter 24 erstreckt. Dies ist auf Grund der vorbestehenden, konventionellen Stufe 14 (siehe Figur 1) notwendig: der maximale Durchmesser des Stempels 40 darf den Durchmesser D 2 nicht übersteigen.
Es ist aber auch möglich, mit der dargestellten Geometrie von erstem Werkzeugteil 22 und Stempel 40 eine Zarge 2 einzuziehen, bei der eine vorbestehende Stufe 14 nicht vorhanden ist. Dennoch könnte die formwahrende Stufe 43 nur gerade denjenigen Bereich über der Schulter 24 überdecken, wo eine Verwerfung des Bleches entsteht; die Geometrie gemäss den Figuren 5 und 6 wäre nach wie vor anwendbar. Je nach den Eigenschaften des Blechs kann es aber angezeigt sein, für höchste Verformungsqualität die Stufe 43 als Negativ der ganzen Schulter 24 auszubilden, so dass das Blech für den ganzen Verformungsprozess durch den Spalt 50 geführt ist.
Auch wird bevorzugt der Formgebungsspalt 50 etwas länger als die unmittelbare Verwerfungszone ausgebildet, so dass sich das Blech nach der Einformung der Stufe beruhigt und durch die längere nachfolgende Führung einwandfrei glatt bleibt.
In den Figuren ist ein einfacher Einzug in Form einer Stufe gezeigt. Die Erfindung ist nicht auf solche Profile beschränkt; es sind, an Stelle des einfachen "S", wellenförmige oder der Treppenform angenäherte oder weitere Profile denkbar.
Weiter ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das in den Figuren dargestellt der Ausführungsbeispiel beschränkt: anstelle einer rohrförmigen Dosenzarge kann auch ein beliebiger, mantelförmiger Blechabschnitt eingezogen werden, solange er mit seiner fusseitigen, gebogenen Kante 4 an einem entsprechenden Abstützelement 21 abgestützt und kopfseitige durch einen Formgebungsspalt 50 hindurchgedrückt wird.
Figur 1 zeigt einen Schnitt durch die Formstation 1 und die eingelegte Zarge 2, wobei in die Zarge 2 auf Grund des Schnitts als Mantel eines Halbzylinders dargestellt ist. Wird Figur 1 nicht als Schnittzeichnung, sondern als vollständige Ansicht gesehen, ist z.B. eine Formstation 1 dargestellt, die ein halbzylinderförmiges Blech erfindungsgemäss einziehen kann.

Claims

Verfahren zum Einformen eines eingezogenen Bereichs in einem mantelförmig vorgebogenen Blech mit konvexer Außen- und konkaver Innenseite, insbesondere eines Rohrkörpers, bei welchem das Blech mit seiner Außenseite einer formgebenden, ersten Wirkfläche (23) eines Werkzeugs entlang und über eine nach innen einspringende formgebende Schulter (24) geführt und dadurch eingezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der über die formgebende Schulter (24) laufende und sich in Verformung befindende Blechabschnitt im Bereich der laufenden Einformung durch eine auf seine Innenseite wirkende, formwahrende Gegenfläche verwerfungsfrei gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei in welchem das Blech an seiner einen, gebogenen Kante (4) ruhend abgestützt und mit seinem anderen Ende, mit dessen gebogener Kante (5) voran, durch ein an dieses angesetzte Werkzeug hindurchgedrückt und damit durch die Relativbewegung zwischen Werkzeug (22) und Blech (2) ein den Mantellinien des Blechs (2) entlang verlaufender Formgebungshub ausgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Werkzeugteil (22) mit der formgebenden Wirkfläche (23) und ein zweiter Werkzeugteil (40) mit der formwahrenden Gegenfläche (42) während dem Formgebungshub in vorbestimmter, gegenseitig gleichbleibender Wirklage gemeinsam bewegt werden und so einen Formgebungsspalt (50) bilden, durch den das Blech (2) hindurch gedrückt wird, und dass die beiden Werkzeugteile (40,42) am Ende des Formgebungshubs zur Freigabe des eingezogenen Blechbereichs relativ zu diesem in verschiedener Richtung weggefahren werden.
Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem vorzugsweise eine Dosenzarge (2) in die Arbeitsstation eines Bodyformers eingebracht und dort mit ihrem unteren, fusseitigen Ende (11), vorzugsweise überkopf, fest abgestützt und mit ihrem oberen, kopfseitigen Ende (10) dem ersten Werkzeugteil (22) gegenüberliegend positioniert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkzeugteil (40) aus seiner Ruhelage vom fusseitigen Ende her in den vom Blech umfassten Hohlraum ein- und durch diesen hindurch bis zum kopfseitigen Ende (10) in seine Ausgangslage gefahren, danach der erste Werkzeugteil (22) aus seiner Ruhelage zum kopfseitigen Ende (10) hin und in Richtung gegen das fusseitige Ende (11) gefahren wird, bis er ebenfalls in Ausgangslage und damit mit dem zweiten Werkzeugteil (40) in Wirklage liegt, dass dann der Formgebungshub ausgeführt wird, bei welchem die beiden Werkzeugteile (22,40) in unveränderter Wirklage gegen das fusseitige Ende des Blechs gefahren werden, soweit, bis die Einformung am vorbestimmten Ort ausgebildet ist, worauf erster und zweiter Werkzeugteil (22,40) wieder zurück in ihre jeweilige Ruhelage gefahren werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
dass ein Werkzeug Verwendung findet, dessen erster und zweiter Teil in Wirklage zwischen ihren Wirkflächen einen Formgebungsspalt (50) einschließen, welcher über einen Längenabschnitt der Formschulter (24) eine konstante Breite zwischen 0,1 und 0,3 Millimeter aufweist, wobei diese Breite im Wesentlichen der Dicke des zu verformenden Blechs entspricht, oder wobei ein Werkzeug Verwendung findet, dessen erster und zweiter Teil in Wirklage zwischen ihren Wirkflächen einen Formgebungsspalt (50) einschließen, welcher über einen Längenabschnitt der Formschulter (24) eine konstante Breite zwischen 1 und 1,8 Millimeter aufweist, und bevorzugt zwischen 1,2 und 1,5 Millimeter, besonders bevorzugt zwischen 1,4 und 1,5 Millimeter aufweist, wobei diese Breite im Wesentlichen der Dicke des zu verformenden Blechs entspricht.
Formstation für ein mantelförmig vorgebogenes Blech, insbesondere eines Rohrkörpers, mit Haltemitteln (21), zur Abstützung des Blechs (2), mit einem Werkzeug zum Einformen eines eingezogenen Bereichs in das Blech (2) und mit Antriebsmitteln zur Ausführung einer Relativbewegung zwischen Haltemittel (21) und Werkzeug dem abgestützten Blech (2) entlang und über die Länge eines gegen die Haltemittel (21) hin erfolgenden Formgebungshubs, wobei das Werkzeug einen ersten, formgebenden Werkzeugteil (22) mit einer ersten Wirkfläche (23) aufweist, die konkav ausgebildet ist und eine quer zum Formgebungshub verlaufende, gegen innen vorspringende formgebende Schulter (24) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug einen zweiten, betriebsfähig mit dem ersten Werkzeugteil zusammenwirkenden, formwahrenden Werkzeugteil (40) mit einer zweiten Wirkfläche (42) aufweist, die eine nach innen einspringende formwahrende Stufe (43) aufweist, welche mindestens teilweise gegengleich zur formgebenden Schulter (24) des ersten Werkzeugteils (22) ausgebildet ist, dass die Antriebsmittel ausgebildet sind, um die beiden Werkzeugteile (22,40) aus einer jeweiligen Ruhelage in eine gemeinsame Ausgangslage, der Wirklage, über den Formgebungshub, und zurück in die Ruhelage zu verfahren und dass weitere Mittel (30,31) vorgesehen sind, welche die beiden Werkzeugteile (22,40) während dem Formgebungshub in Wirklage mit betriebsfähig vorbestimmtem, gegenseitigem Abstand halten.
Formstation nach Anspruch 5, für eine Dosenzarge, wobei die formgebende Wirkfläche des ersten Werkzeugteils trichterförmig ausgebildet ist, sich gegen eine Auflagefläche (20) für eine gebogene Kante (4) der Zarge (2) der Haltemittel (21) hin aufweitet und, durch die Formschulter, sich von dieser weg verengt, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Werkzeugteil einen Stempel (40) aufweist, an dessen umlaufender Aussenseite (41) die formwahrende Wirkfläche (42) eingeformt ist, und dass die Auflagefläche (20) ringförmig ausgebildet ist, wobei der Stempel (40) in Ruhelage in den Innenraum der ringförmigen Auflagefläche (20) versenkbar und in Wirklage in den von der formgebenden Wirkfläche (23) umschlossenen, trichterförmigen Innenraum des ersten Werkzeutgeils (22) einführbar ausgebildet ist.
Formstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkzeugteil (22) als Ringstruktur ausgebildet ist, dessen umlaufende, innere Seite die formgebende Fläche (23) aufweist.
Formstation nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die formwahrende Stufe (43) als mindestens teilweises Negativ der formgebenden Schulter (24) ausgebildet ist, derart, dass in Wirklage beider Werkzeugteile (22,40) deren Wirkflächen einen Formgebungsspalt (50) konstanter Breite zwischen sich einschließen.
Formstation nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die formgebende Schulter (24) eine Breite von mehr als 1,5 mm, vorzugsweise mehr als 2 mm, weiter bevorzugt mehr als 3 mm und besonders bevorzugt mehr als 4,5 mm aufweist.
Formstation nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die formwahrende Stufe (43) eine Breite von mehr als 1,5 mm vorzugsweise mehr als 2 mm, weiter bevorzugt mehr als 3 mm und besonders bevorzugt mehr als 4,5 mm aufweist.
Formstation nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Mittel einen am formgebenden Werkzeugteil (22) festgelegten Mitnehmer (30) mit nach innen vorkragenden Mitnehmerelementen (31) für eine formschlüssige, in Richtung des Formgebungshubs wirkende Verbindung mit dem zweiten Werkzeugteil (40) aufweisen, derart, dass im Formschluss die beiden Werkzeugteile (22,40) in Wirklage liegen und deren Wirkflächen (23,42) zwischen sich einen Formgebungsspalt (50) einschließen.
Formstation nach Anspruch 7 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Mitnehmer (30) als Ringstruktur, dessen Innendurchmesser dem des ersten Werkzeugteils (22) entspricht, und die Mitnehmerelemente (31) als radial nach innen vorspringende, betriebsfähig mit der Stirnseite des zweiten Werkzeugteils zusammenwirkende Mitnehmernocken ausgebildet sind.
Formstation nach einem der Ansprüche 11 und 12, mit einem dem ersten Werkzeugteil (22) zugeordneten Auswerfer (25) , der einen kolbenförmig ausgebildeten Auswerferkopf (26) für den verformten Dosenmantel (2) aufweist, koaxial im ersten Werkzeugteil (22) angeordnet und der gemeinsamen Achse (6) entlang hin- und her bewegbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerferkopf (26) mehrere über seinen äusseren Umfang verteilte Ausnehmungen (27) aufweist, deren Abmessungen größer sind als die entsprechenden Abmessungen der Mitnehmerelemente (31), derart, dass diese in den Ausnehmungen laufend relativ zum Auswerfer bewegbar sind.
Werkzeugteil zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und für eine Formstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er einen vorzugsweise ringförmigen Grundkörper (22) aufweist, an dessen umlaufender, inneren Seite eine Wirkfläche (23) mit einer formgebenden Schulter (24) vorgesehen ist, die im wesentlichen konzentrisch zum Grundkörper (22) angeordnet ist, gegen innen vorspringt und eine Breite von mehr als 1,5 mm, vorzugsweise mehr als 2 mm, weiter bevorzugt mehr als 3 mm und besonders bevorzugt mehr als 4,5 mm aufweist.
Werkzeugteil zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 3 und für eine Formstation nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass er einen stempelförmigen Grundkörper (40) aufweist, an dessen umlaufender Aussenseite eine Wirkfläche (42) mit einer nach innen einspringenden formwahrenden Stufe (43) vorgesehen ist, wobei diese Stufe am stirnseitigen Außenbereich des Grundkörpers angeordnet ist, und wobei diese Stufe eine Breite von mehr als 1,5 mm vorzugsweise mehr als 2 mm, weiter bevorzugt mehr als 3 mm und besonders bevorzugt mehr als 4,5 mm aufweist.
Mitnehmer für einen Werkzeugteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass er einen vorzugsweise ringförmigen Grundkörper (30) mit nach innen vorkragenden Mitnehmerelementen (31) und Verbindungselemente zur koaxial Seite an Seite erfolgenden Festlegung an einem Werkzeugteil aufweist.
Auswerfer für einen Werkzeugteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass er einen kolbenförmigen Auswerferkopf (26) aufweist, und dass der Auswerferkopf (26) mehrere über seinen äusseren Umfang verteilte Ausnehmungen (27) besitzt, derart, dass zugeordnete Mitnehmerelemente eines Mitnehmers für einen zweiten Werkzeugteil in den Ausnehmungen relativ zum Auswerfer bewegbar sind.
Verwendung des Werkzeugteils nach Anspruch 14 in einer Formstation nach einem der Ansprüche 5 bis 13.
Verwendung des Werkzeugteils nach Anspruch 15 in einer Formstation nach einem der Ansprüche 5 bis 13.
Verwendung des Mitnehmer nach Anspruch 16 in einer Formstation nach einem der Ansprüche 5 bis 13.
Verwendung des Auswerfers nach Anspruch 17 in einer Formstation nach einem der Ansprüche 5 bis 13.