EP4240545A1 - Verfahren zur herstellung eines metallischen behälters - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines metallischen behälters

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Publication number
EP4240545A1
EP4240545A1 EP21806237.0A EP21806237A EP4240545A1 EP 4240545 A1 EP4240545 A1 EP 4240545A1 EP 21806237 A EP21806237 A EP 21806237A EP 4240545 A1 EP4240545 A1 EP 4240545A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
area
sheet metal
region
container
metal material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21806237.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Willem Leendert Pieter Van Dam
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ardagh Metal Packaging Europe GmbH
Original Assignee
Ardagh Metal Packaging Europe GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ardagh Metal Packaging Europe GmbH filed Critical Ardagh Metal Packaging Europe GmbH
Publication of EP4240545A1 publication Critical patent/EP4240545A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/28—Deep-drawing of cylindrical articles using consecutive dies
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/30—Deep-drawing to finish articles formed by deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/006—Blanks having varying thickness, e.g. tailored blanks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22F—CHANGING THE PHYSICAL STRUCTURE OF NON-FERROUS METALS AND NON-FERROUS ALLOYS
    • C22F1/00—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working
    • C22F1/04—Changing the physical structure of non-ferrous metals or alloys by heat treatment or by hot or cold working of aluminium or alloys based thereon

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a metallic container from a sheet material.
  • the container is in particular part of a can, in particular part of a beverage can.
  • the box consists in particular of at least two parts, on the one hand the container and on the other hand a lid area which is connected to the container, e.g. B. by a folded joint.
  • the container is manufactured at least by deep drawing or ironing along an axial direction.
  • the container has a bottom area that at least partially, in particular completely, closes the first end and, adjoining this, a wall area that extends along the axial direction towards a second end and runs around in a circumferential direction.
  • a cover or a cover area can be attached to the second end.
  • the lid can have a closure via which the contents of the container closed by the lid can be removed.
  • the container can e.g. B. be part of a beverage container, in particular a (metallic) beverage can.
  • the beverage container is used to store content, e.g. B. a liquid, wherein the beverage container in the closed state (initial state) can be under an overpressure relative to the environment or relative to an atmospheric pressure of about 1 bar.
  • the well-known two-part containers or cans closed by a lid have a base area that determines the volume of the container with an adjoining wall area in the shape of a cylinder jacket, which is connected in one operation - i.e. in one piece - by deep-drawing and/or ironing. Sliding are made.
  • the wall thickness of the wall area is z. B. in the order of about 0.080 mm [millimeters] to about 0.160 mm, the greatest thickness being in the area of the later connection to the lid, while the wall thickness of the base area is in the order of about 0.220 mm to about 0.350 mm mm lies.
  • a lid can be arranged on the side of the (appropriately prepared) wall area opposite the base part.
  • the lid is connected to the wall portion of the can in the usual way, e.g. B. by means of a so-called double fold.
  • the wall thickness of the lid has, in particular, a wall thickness on the order of 0.180 mm to approx. 0.230 mm.
  • Containers of this type are used in significant quantities, especially for beverages of all kinds, as one-way packaging, with the can material being made to a large extent from recycled material. Considering the large volume of the market, a significant amount of material (especially tinplate or aluminum) is required. Even relatively small amounts of material that can be saved in the manufacture of an individual container would, based on the total annual consumption of about five billion cans in the Federal Republic of Germany alone, mean a considerable and in any case not negligible material saving.
  • the beverage container can be under an internal pressure of up to 6.2 bar before it is opened for the first time. For this reason, a dimensionally stable design with a sufficient wall thickness of the floor area is required.
  • the object of the invention is therefore to at least partially solve the problems existing with reference to the prior art and in particular to provide a method for producing a container by means of which a reproducible quality can be guaranteed for thin-walled containers made from the most vaporous starting material possible.
  • a method for manufacturing a metallic container from a sheet material is proposed.
  • the container which is produced at least by deep-drawing and/or ironing along an axial direction, has at a first end a bottom region that at least partially closes the first end and then a bottom region that extends in a circumferential direction along the axial direction towards a second end circumferentially trained wall area.
  • the method comprises at least the following steps: a) providing the sheet metal material; b) contacting the sheet metal material in an annular first area with a first punch and c) subsequent deep drawing and/or ironing and sliding of the sheet metal material to form the bottom area and the wall area.
  • the sheet metal material is at least partially deformed in a second region, the second region at least partially encompassing the first region.
  • a material thickness/wall thickness of the sheet metal material present in this second area is reduced by the forming and thus at least one yield point Rpo ⁇ of the sheet metal material is increased.
  • a (circular) sheet metal section is first cut out of a flat endless material and (immediately) then formed.
  • This forming initially includes in particular a deep-drawing, with a (second) punch, which can be moved in particular along the axial direction, forming the sheet metal material or the sheet metal section into a cup-like container.
  • the cup-like container is then fed to a further forming station, in which the cup-like container is further deformed by deep-drawing and/or ironing-sliding.
  • a first punch which can be moved in particular along the axial direction, hits the bottom area of the cup-like container and pulls the sheet metal material through a (possibly multi-stage) die.
  • the bottom area and the wall area of the container are formed at least partially, in particular by ironing and sliding.
  • the sheet material is locally damaged and the wall thickness is reduced locally in the first area in which the first punch contacts the sheet material for the first time.
  • this damage e.g. B. further inwards in a radial direction.
  • This damaged area in particular can be the subject of further reshaping, so that further damage or a critical weak point or even failure of the material can occur.
  • the locally reduced wall thickness is further reduced as part of the further forming, resulting in a wall thickness that is too small for the intended application of the container.
  • a pretreatment of the first area can result in damage as a result of the contacting of the first stamp being able to be reduced or prevented and, if necessary, further damage as a result of further forming being able to be at least reduced or completely suppressed.
  • this is achieved in particular in that in a step a1), at least partial deformation of the sheet metal material takes place in a second area, the second area at least partially or completely encompassing the first area.
  • a material thickness of the sheet metal material present in this second region is reduced by the forming and thus at least one yield point R p o i2 of the sheet metal material is increased.
  • This increase in the yield strength and/or the hardening of the sheet metal material achieved by the forming means that the impact of the first punch only causes a smaller deformation of the first area. What is also achieved is that the sheet metal material present in this second area is not further deformed, or only to a lesser extent, due to the hardening in further deformations. In particular, during the forming of adjacent areas, the sheet metal material does not flow from this second area, but from other areas. This prevents a further reduction in the material thickness occurring in this second area.
  • the second area is ring-shaped or ring-segment-shaped.
  • the second region shaped like a ring segment (or a plurality of second regions shaped like a ring segment, which are arranged together within an imaginary ring-shaped second region) comprises an angular range of (together) at least 180 angular degrees, in particular at least 270 angular degrees, along a circumferential direction.
  • the individual ring-shaped segments each extend over the same angular ranges, but possibly also different from one another, e.g. B. of at least 5 angular degrees or at least 25 angular degrees.
  • the second area is designed in the form of a circular ring (segment).
  • the first area is designed in the shape of a circular ring and corresponds (in particular at least) to the contact surface or the impingement surface of the first punch on the sheet metal material.
  • the second area is arranged coaxially to the first area.
  • the annular first area is delimited by a (smallest) first inner diameter and a (largest) first outer diameter.
  • the ring-shaped or ring-segment-shaped second area is delimited by a (smallest) second inner diameter and a (largest) second outer diameter.
  • the second inner diameter is smaller than the first inner diameter.
  • each inner diameter is parallel to and coaxial with the outer diameter of the same region.
  • a second inner diameter runs parallel to the first inner diameter and is arranged coaxially thereto.
  • the second outside diameter is larger than the first outside diameter.
  • the first diameters are determined in particular on the flat, as yet undeformed sheet metal section or the sheet metal material, e.g. B. also based on the first stamp.
  • the second diameters can be determined and fixed as a function of the first diameters.
  • a step a2) the sheet metal material is contacted with a second die and a subsequent deep drawing is carried out.
  • the second punch has a larger outside punch diameter than the first punch.
  • a (circular) sheet metal section is first cut out of a flat endless material and (immediately) then formed.
  • This forming initially includes in particular a deep-drawing, with a second die forming the sheet metal material or the sheet metal section into a cup-like container.
  • This reshaping into the cup-like container is carried out in particular before step b) in step a2).
  • step a2) takes place after step a1), ie is carried out afterwards.
  • step a1) can also take place after step a2) but before step b).
  • the material thickness in the second area (as a result of the deformation of the second area) is reduced by at least 3%, preferably at least 5%, particularly preferably at least 6%, and the yield point R p0.2 by at least 5%, preferably by at least 10%. more preferably by at least 15% or even by at least 17%.
  • a reduction in the material thickness in the second range from 245 ⁇ m [microns] to 230 ⁇ m (i.e. reduction of 6.1%) and a hardening of a yield point R p0 .2 of 276 MPa [megapascals] was observed on an aluminum alloy 325 MPa (i.e. increase of 17.75%) can be determined.
  • step c) is carried out at least partially with the first stamp, wherein during or subsequent to step c) in a step c1) a further reshaping of the bottom region takes place by a third stamp, which may be immovably arranged.
  • a third stamp which may be immovably arranged.
  • a third portion of the sheet material located opposite a radial direction inside the first punch is deformed by the third punch toward the second end along the axial direction.
  • the first punch is designed as a hollow punch, with the third punch at least partially entering a hollow section of the first punch at the end of step c1) along the axial direction.
  • the third stamp has a convex contact surface opposite the bottom area, so that a concave shape is formed in the bottom area when viewed from the outside.
  • the second area is shifted inward in the radial direction, so that after the further forming, the second area is arranged along the radial direction between the first punch and the third punch.
  • the forming of the base area according to step d) leads in particular to a further enlargement of the surface area of the sheet metal material in the base area. This further reduces the material thickness in the floor area.
  • sheet metal material from adjacent areas is also displaced inward in the radial direction as a result of the forming.
  • the second area is also displaced from the contact zone with the first punch in the radial direction inwards, so that the pretreated second area now arranges between the first stamp and the third stamp.
  • the second area is arranged in particular in a wall section of the third area that extends essentially along the axial direction.
  • step c) and after step c1) in a further step d) a further shaping of the bottom region takes place, with a wall section of the third region extending at least along the axial direction being shaped outwards in a fourth region in the radial direction.
  • This additional reshaping is carried out in particular in order to increase the dimensional stability of the bottom area, especially in relation to high overpressures of a beverage container.
  • the fourth area at least partially includes the second area.
  • the fourth area is arranged at least along the axial and/or radial direction within the second area.
  • the second area is arranged at least along the axial and/or radial direction within the fourth area.
  • the sheet metal material provided in step a) is in a flat state and between steps a) and b) a sheet metal section is cut out of the sheet metal material in a step a3), so that in step c) the sheet metal section is deep-drawn and/or through ironing-sliding is formed.
  • Step a1) takes place before or after step a3).
  • Step a2) preferably takes place after step a3), in particular it can be carried out at least partially simultaneously with step a3).
  • a sheet metal material is also proposed.
  • the sheet metal has a width and a length that together form a flat surface with a material di- open the cke.
  • the sheet metal material comprises a multiplicity of ring-shaped or ring-segment-shaped second regions, which have a material thickness that is reduced compared to the rest of the surface.
  • the sheet metal material is designed to be particularly suitable for producing a container using the proposed method.
  • the sheet metal material already has the deformations carried out as part of step a1).
  • These transformations forming the second areas can e.g. B. by a press device, ie by at least one stamp, or by a rolling device in which a rolling tool is guided to form the second areas along the surface.
  • a device for producing a metal container from sheet metal material is also proposed.
  • the device is designed to be suitable for carrying out the method described or additionally for producing the sheet metal material described.
  • the device comprises at least a first stamp for forming the sheet material at least by deep drawing and/or ironing and sliding, a holder for positioning the sheet material relative to the first stamp and a device for forming the sheet material in the second area, i.e. for reducing the material thickness and for Increasing the yield strength R p02 of the sheet metal material in the second area.
  • a container is also proposed, produced from sheet metal material at least by deep-drawing and/or ironing-sliding along an axial direction. At least at a first end, the container comprises a base area that at least partially closes the first end, followed by a bottom area that extends along the axial direction towards a second end extending wall area running around the circumference in a circumferential direction and a cover area at least partially closing the second end.
  • the container is at least partially manufactured by the method described. Alternatively or additionally, the container is made at least partially from the sheet metal material described. Alternatively or additionally, the container is at least partially manufactured with the device described.
  • the container is used in particular as a beverage container.
  • it comprises a housing with a base area, a cover area and a wall area connecting the base area to the cover area.
  • the beverage container has a core bevel (in the bottom area or) between the bottom area and the wall area running along a circumferential direction and optionally an additional core bevel (in the top area or) between the top area and the wall area.
  • the beverage container has a volume that can be or is filled at least partially with a liquid.
  • a closure is arranged, via which the liquid can be removed from the volume in the open state.
  • the core bevel is in particular a circumferential groove in the base area (or cover area) whose deepest point (along the axial direction) is formed in particular by the first punch.
  • the groove has a width in the radial direction and a depth in the axial direction. The volume extends into the groove.
  • the groove is delimited at its axial end (first end of the container) with respect to the radial direction by a circumferentially running inner wall (third region or fourth region of the container) and a circumferentially running outer wall.
  • Beverage containers are regularly cylindrical in shape and therefore rotationally symmetrical about a central axis that extends along the axial direction.
  • the beverage container is in particular a beverage can.
  • the beverage container In a closed initial state, the beverage container is in particular under pressure, e.g. B. of at least 2.5 bar, which is greater than a pressure of an environment (in particular, the pressure of the environment is at most 1, 1 bar).
  • pressure e.g. B. of at least 2.5 bar
  • a pressure of an environment in particular, the pressure of the environment is at most 1, 1 bar.
  • the volume of the beverage container is in particular between 0.1 and 5 liters, preferably at most 3 liters, particularly preferably at most 1 liter.
  • the beverage container extends in particular from the base area to the lid area along an axial direction.
  • the axial direction preferably runs parallel to the wall area.
  • the beverage container is essentially cylindrical and has (apart from structures, e.g. in the lid area, e.g. for opening/closing the volume) an axis of rotation or axis of symmetry that extends parallel to the axial direction.
  • indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral.
  • indefinite articles (“a”, “an”, “an” and “an”), particularly in the claims and the description reflecting them, is to be understood as such and not as a numeral.
  • Correspondingly introduced terms or components are to be understood in such a way that they are present at least once and in particular can also be present several times.
  • first”, “second”, “third”, ...) primarily (only) serve to distinguish between several similar objects, sizes or processes, i.e. in particular no dependency and/or sequence of these objects, sizes or processes in relation to one another. Should a dependency and/or order be necessary, this is explicitly stated here or it is obvious to the person skilled in the art when studying the specifically described embodiment.
  • step 3 a method immediately after step a) in a side view
  • Fig. 4 the method according to FIG. 3 immediately after step a3) and during
  • Step a2) in a side view
  • FIGS. 3 and 4 shows the method according to FIGS. 3 and 4 immediately after steps a2) and a3), in a side view;
  • FIGS. 3 to 5 shows the method according to FIGS. 3 to 5, with step a1 first on the left, the state immediately after steps a2) and a3) in the middle and the transformation from the state immediately after step a2) to step c1 on the right ) is shown; each in a side view;
  • FIG. 7 the workpiece according to FIG. 5 and a diagram;
  • Fig. 8 the method during step b) and c) in a side view
  • Fig. 9 the method at the end of step c) in a side view in
  • Fig. 10 the workpiece immediately before step c1) of the method in a
  • Fig. 11 the workpiece immediately after step c1) of the method in a
  • Fig. 1 shows a container 1 in a side view.
  • the container 1 is made from a sheet metal material 2, at least by deep drawing and/or ironing along an axial direction 3.
  • the container 1 comprises a bottom region 5 closing the first end 4, then a wall region 8 extending along the axial direction 3 towards a second end 6 and running around in a circumferential direction 7, and a wall region 8 at least covering the second end 6 partially closing lid area 37.
  • the container 1 is at least partially (thus wall area 8 and bottom area 5) produced by the method described. Alternatively or additionally, the container 1 is at least partially (thus wall area 8 and bottom area 5) made of the sheet metal material 2 described. Alternatively or additionally, the container ter 1 at least partially (i.e. wall area 8 and floor area 5) produced with the device 29 described.
  • the container 1 is used as a beverage container.
  • the beverage container has a core bevel 38 (in the base area 5 or respectively) running along the circumferential direction 7 between the base area 5 and the wall area 8 .
  • the beverage container has a volume 39 which can be or is filled at least partially with a liquid.
  • a closure can be arranged in the cover area 37, via which z. B. a liquid from the volume 39 can be removed.
  • the core bevel 38 is a circumferential groove in the bottom area 5 running in the circumferential direction 7, the deepest point of which (along the axial direction 3) is formed by the first punch 10 (see FIGS. 8 and 9).
  • the volume 39 extends into the groove.
  • the groove is at its axial end (first end 4 of the container 1 ) opposite the radial direction 21 by an inner wall running in the circumferential direction 7 (third area 22 or fourth area 24 of the container 1 ), and one running in the circumferential direction 7 outer wall limited.
  • the beverage container extends from the base area 5 to the lid area 37 along an axial direction 3.
  • the axial direction 3 runs parallel to the wall area 8.
  • the beverage container is essentially cylindrical and has (from structures e.g. in the lid area 37, e.g. g. for opening/closing the volume 39 ) has an axis of rotation or an axis of symmetry or a central axis 40 which extends parallel to the axial direction 3 .
  • the sheet material 2 shows a device 29 and a sheet material 2 in a plan view.
  • the arrows indicate the feed direction 32 of the sheet material 2 through the device 29.
  • the sheet material 2 provided in step a) is in a flat state.
  • the sheet metal material 2 has a width (transverse to the feed direction 32 and to the traversing path of the second stamp 18) and a length (parallel to the feed direction 32) which together form a flat surface 26 with a material thickness / wall thickness 12 (in the direction of the travel of the second punch 18) clamp.
  • the device 29 is designed to be suitable for carrying out at least part of the method described and for producing the sheet metal material 2 described.
  • the device 29 includes a device 31 for forming the sheet material 2 in the second area 11, i.e. for reducing the material thickness 12 and for increasing the yield point Rpo ⁇ of the sheet material 2 in the second area 11.
  • the device 29 also includes a plurality of second punches 18 for the simultaneous forming of the sheet metal material 2 at least by deep-drawing in a plurality of sheet metal sections 25 and a holder 30 for positioning the sheet metal material 2 relative to the second stamps 18.
  • step a1) an at least partial forming of the sheet material 2 carried out in the second area 11 .
  • the second area 11 comprises or at least partially covers an annular first area 9 of the sheet metal material 2, which is contacted by a first punch 10 in a subsequent step b) of the method (see FIGS. 8 and 9).
  • a material thickness 12 of the sheet metal material 2 present in this second region 11 is reduced by the forming according to step a1) and thus at least one yield point R P Q I2 of the sheet metal material 2 is increased.
  • the ring-shaped or ring-segment-shaped second area 11 is delimited by a (smallest) second inner diameter 16 and a (largest) second outer diameter 17 .
  • Step a2) Before step a2) or at least partially simultaneously with it, a sheet metal section 25 is cut out of the sheet metal material 2 in a step a3). Step a1) takes place before step a3).
  • the sheet material 2 Before the second stamps 18 act on the sheet material 2, the sheet material 2 already includes a large number of ring-shaped ones on the flat surface 26 or second regions 11 in the form of ring segments, which have a reduced material thickness 12 compared to the remaining surface 26 .
  • the second areas 11 forming transformations can z. B. by a press device, ie by at least one stamp, or by a rolling device, in which a rolling tool for forming the second areas 11 along the surface 26 is performed.
  • the second region 11 produced in each case is ring-shaped or ring-segment-shaped.
  • the second region 11 shaped like a ring segment (or the plurality of second regions 11 shaped like a ring segment, which are arranged together within an imaginary ring-shaped second region 11 ) comprises an angular region 13 of at least 180 angular degrees in total along a circumferential direction 7 .
  • the individual segments in the form of ring segments each extend over the same angular ranges 13.
  • the second regions 11 are designed in the form of a circular ring (segment).
  • the sheet metal sections 25 formed as part of steps a1), a2) and a3) are then fed to further processing as part of steps b), c), c1) and d).
  • FIG. 3 shows a method immediately after step a) in a side view.
  • FIG. 4 shows the method according to FIG. 3 immediately after step a3) and during step a2), in a side view.
  • FIG. 5 shows the method according to FIGS. 3 and 4 immediately after steps a2) and a3), in a side view. 3 to 5 are described together below. Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • FIG. 3 A part of the device 29 with a second stamp 18 is shown in FIG.
  • the device 29 is designed to be suitable for at least partially simultaneously carrying out steps a2) and a3), ie for cutting out a sheet metal section 25 from the sheet metal material 2 according to step a3) and for contacting the Sheet material 2 with the second punch 18 and subsequent deep drawing according to step a2).
  • steps a2) and a3) ie for cutting out a sheet metal section 25 from the sheet metal material 2 according to step a3) and for contacting the Sheet material 2 with the second punch 18 and subsequent deep drawing according to step a2).
  • step a3) has already been carried out and the sheet metal section 25 that is now present is contacted by the second die 18 and deep-drawn.
  • step a2) is completed and the second punch 18 is moved back into its starting position.
  • a (circular or contoured) sheet metal section 25 is first separated from a flat endless sheet metal material 2 and (immediately) then formed.
  • This forming includes deep drawing, with a second stamp 18 forming the sheet metal material 2 or the sheet metal section 25 into a cup-like container 1 .
  • This transformation into the cup-like container 1 is carried out before step b) in step a2).
  • Fig. 6 shows the method according to Fig. 3 to 5, with left first step a1), in the middle the state immediately after steps a2) and a3) (see also Fig. 5) and right the transformation from the state immediately after Step a2) towards step c1) is shown; each in a side view.
  • FIGS. 1-10 show the statements relating to FIGS.
  • the sheet metal material 2 is provided (see left-hand image in FIG. 6).
  • step b) sheet metal material 2 is contacted in an annular first area 9 with a first stamp 10 (see right-hand image in Fig. 6) and according to step c), sheet metal material 2 is then deep-drawn and/or extruded to form base area 5 and the wall portion 8 (see Figures 8 and 9).
  • step a1) the sheet metal material 2 is at least partially formed in a second area 11 (see left-hand image in FIG. 6), the second area 11 at least partially encompassing the first area 9.
  • a material thickness 12 of the sheet metal material 2 present in this second area 11 is reduced by the forming and thus at least one yield point R pOi2 of the sheet metal material 2 is increased.
  • the middle image in FIG. 6 shows that a circular sheet metal section 25 is cut out of the flat sheet metal material 2 and is formed immediately thereafter.
  • This forming includes deep drawing, with a second stamp 18 forming the sheet metal material 2 or the sheet metal section 25 into a cup-like container 1 . This transformation into the cup-like container 1 is carried out before step b) in step a2).
  • step a2) the cup-like container 1 is fed to a further forming station, in which the cup-like container 1 is further deformed by deep-drawing and/or ironing and sliding (step e).
  • step b) a first punch 10 that can be moved along the axial direction 3 hits the bottom area 5 of the cup-like container 1 and, in step c), pulls the sheet material 2 through a die (see FIGS. 8 and 9).
  • the bottom area 5 and the wall area 8 of the container 1 are formed at least partially.
  • the sheet material 2 is damaged locally in the first area 9, in which the first punch 10 contacts the sheet material 2 for the first time (if no pre-deformation according to step a1) has taken place). and the material thickness 12 is reduced locally.
  • this damage e.g. B. further inward in a radial direction 21 (see arrow in the right-hand image of FIG. 6).
  • this damaged area can possibly be the subject of further reshaping, so that further damage or even failure of the sheet metal material 2 can occur.
  • the locally reduced material thickness 12 is further reduced as part of the further forming, so that a material thickness 12 that is too small for the intended application of the container 1 results or can arise.
  • a pretreatment of the first region 9 can result in damage as a result of the contacting of the first stamp 10 being able to be reduced or prevented, and further damage as a result of further forming being able to be at least reduced or completely suppressed.
  • this is achieved in that in a step a1) the sheet metal material 2 is at least partially formed in a second region 11, with the second region 11 at least partially or (as shown here) completely encompassing or covering the first region 9.
  • a material thickness 12 of the sheet metal material 2 present in this second area 11 is reduced by the forming and thus at least one yield point Rpo ⁇ of the sheet metal material 2 is increased.
  • This increase in the yield point and/or the hardening of the sheet metal material 2 achieved by the forming means that the impact of the first punch 10 causes only a smaller deformation of the first area 9 .
  • the sheet metal material 2 present in this second region 11 is not further deformed, or only to a lesser extent, due to the hardening in further deformations.
  • there is a greatly reduced or even no subsequent flow of the sheet metal material 2 from this second area 11 but only from other areas. This prevents (or largely reduces) a further reduction in the material thickness 12 in this second region 11 .
  • the first area 9 is designed in the shape of a circular ring and corresponds to the contact area or the impingement area of the first stamp 10 on the sheet metal material 2 .
  • the second area 11 is arranged coaxially to the first area 9 .
  • the annular first area 9 is delimited by a (smallest) first inner diameter 14 and a (largest) first outer diameter 15 .
  • the ring-shaped or ring-segment-shaped second area 11 is delimited by a (smallest) second inner diameter 16 and a (largest) second outer diameter 17 .
  • the second inner diameter 16 is smaller than the first inner diameter 14.
  • Each inner diameter 14, 16 is parallel to and coaxial with the outer diameter 15, 17 of the same portion 9, 11. All diameters 14, 15, 16, 17 are arranged coaxially with one another.
  • the second outside diameter 17 is larger than the first outside diameter 15.
  • step a2) the sheet metal material 2 is contacted with a second die 18 and a subsequent deep-drawing takes place.
  • the second punch 18 has a larger outside punch diameter 19 than the first punch 10 .
  • FIG. 7 shows the workpiece, the cup-like container 1, according to FIG. 5 and a diagram. Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • This reshaping into the cup-like container 1 is carried out with the second die 18 before step b) in step a2).
  • the distance 33 of the points on the surface of the container 1 along the surface from the central axis 40 of the container 1 is plotted on the horizontal axis of the diagram.
  • the material thickness 12 of the container 1 is plotted in millimeters on the vertical axis.
  • the material thickness 12 in the bottom area 5 is relatively constant at 242 ⁇ m.
  • the material thickness 12 in the bottom area 5 is relatively constant at 242 ⁇ m.
  • the material thickness 12 in the area of the outer punch diameter 19 of the second punch 18 there is a minimum material thickness of approximately 235 ⁇ m.
  • the part of the sheet metal section 25 that extends along the axial direction 3 has a material thickness 12 that increases along the axial direction 3, here up to approximately 300 ⁇ m.
  • Fig. 8 shows the method during step b) and c) in a sectional side view.
  • 9 shows the method at the end of step c) in a side view in section.
  • Figures 8 and 9 are described together below. Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • the cup-like container 1 that is present after steps a1), a2) and a3) is placed in a device 29.
  • This device 29 comprises a hold-down device 41, a support 42 and a first stamp 10.
  • the cup-like container 1 is brought into contact in an annular first area 9 with the first stamp 10 (see also the right-hand image in FIG.
  • step c) a subsequent deep-drawing and/or extrusion of the cup-like container 1 to form the bottom area 5 and the wall area 8.
  • a first punch 10 which can be moved along the axial direction 3, hits the bottom area 5 of the cup-like container 1 and pulls the sheet material 2 in step c) successively through a die or an opening of the support 42.
  • the bottom area 5 and the wall area 8 of the container 1 are formed at least partially.
  • the material thickness 12 of the sheet material 2 is locally reduced in the first area 9 in which the first punch 10 contacts the sheet material 2 for the first time.
  • step a1) ie the forming of the second region 11, the reduction in the material thickness 12 as a result of the impact of the first punch 10 is now less.
  • the bottom region 5 can be further deformed by a third stamp 20 (see FIG. 11 ), which may be immovably arranged , e.g. B. by a further movement of the first punch 10 along the axial direction 3.
  • a third area 22 of the sheet metal material 2 arranged opposite a radial direction 21 inside the hollow-cylindrical first punch 10 is formed by the third punch 20 along the axial direction 3 toward the second end 6 (see FIG. 11 ).
  • the first stamp 10 is designed as a hollow stamp, the third stamp 20 at the end of step c1) along the axial direction 3 being at least partially in a hollow portion of the first punch 10 enters.
  • the third stamp 20 has a convex contact surface opposite the bottom area 5, so that a concave shape is formed in the bottom area 5 as seen from the outside (see FIG. 11 ).
  • step d) a further forming of the base area 5 takes place, with a wall section 23 of the third area 22 extending at least along the axial direction 3 in a fourth area 24 in the radial direction 21 is formed on the outside (see Fig. 12).
  • FIGS. 10 to 12 illustrate the problems of the prior art. The advantages now achieved are also explained with reference to FIGS. 10 to 12.
  • FIG. 10 shows the workpiece immediately before step c1) of the method in a side view in section and a diagram (see also the shape of the bottom area 5 of the container 1 in FIG. 9). Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • the course of the wall of the container 1 from the central axis 40 is shown on the left-hand side of FIG. 10 . Measuring points are distributed along the wall.
  • the measuring points and the distance 33 are shown on the horizontal axis of the diagram.
  • the distance 33 designates the distance of a point on the surface of the container 1 from the central axis 40 along the surface of the container 1 .
  • the material thickness 12 of the sheet material 2 of the container 1 is shown on the vertical axis.
  • the diagram shows three curves 34, 35, 36 of the material thicknesses 12 of the sheet metal material 2 over distances 33 or over the measurement points.
  • the first curve 34 connects the maxima of the material thicknesses 12 measured on a plurality of containers 1.
  • the second curve 35 connects the mean values of the material thicknesses 12 measured on a plurality of containers 1.
  • the third curve 36 connects the minima of the values on a plurality of containers 1 measured material thicknesses 12.
  • the curves 34, 35, 36 each have a minimum that is in the range of the measuring points “10” to “12”. These measuring points “10” and “12” are in the annular first area 9, which corresponds to the contact surface or the impingement surface of the first punch 10 on the sheet metal material 2 in step b). In this way, values of the material thickness 12 of up to 222 ⁇ m are achieved.
  • These small values of the material thickness 12 can be increased by pretreating the sheet metal material 2 according to step a1) of the method. A second area 11 created in this way then extends over the first area 9 shown here.
  • FIG. 11 shows the workpiece immediately after step c1) of the method in a side view in section and a diagram (see also the right-hand image in FIG. 6). Reference is made to the statements relating to FIGS.
  • the measuring points and the distance 33 are shown on the horizontal axis of the diagram.
  • the distance 33 designates the distance of a point on the surface of the container 1 from the central axis 40 along the surface of the container 1 .
  • the material thickness 12 of the sheet material 2 of the container 1 is shown on the vertical axis.
  • the diagram shows three curves 34, 35, 36 of the material thicknesses 12 of the sheet metal material 2 over distances 33 or over the measurement points.
  • the first curve 34 connects the maxima of the material thicknesses 12 measured on a plurality of containers 1.
  • the second curve 35 connects the mean values of the material thicknesses 12 measured on a plurality of containers 1.
  • the third curve 36 connects the minima of the values on a plurality of containers 1 measured material thicknesses 12. It can be seen that the curves 34, 35, 36 each have a minimum that is in the range of the measuring points “10” to “12”.
  • a third region 22 of the sheet metal material 2 arranged opposite a radial direction 21 inside the hollow-cylindrical first punch 10 is formed by the third punch 20 along the axial direction 3 towards the second end 6 .
  • the first punch 10 is designed as a hollow punch, with the third punch 20 at least partially entering a hollow section of the first punch 10 along the axial direction 3 at the end of step c1).
  • the first area 9 (and in the case of pretreatment correspondingly the second area 11) becomes in the radial direction
  • the first area 9 (or the second area 11; or the measuring points 10, 12 of Fig. 10) along the radial direction 21 between the first punch 9 and the third punch 20 is arranged.
  • the first area 9 (or the second area 11 ) is arranged in a wall section 23 of the third area 22 that extends essentially along the axial direction 3 .
  • step c1) leads to a further enlargement of the surface of the sheet metal material 2 in the bottom area 5 the material thickness 12 in the bottom area 5 is further reduced (see curves 34, 35, 36 of the diagrams in FIGS. 10 and 11).
  • the displacement of the first region 9 into the further formed bottom region 5 and the further reduction in the material thickness 12 resulting from the further forming mean that values of the material thickness 12 of up to 218 ⁇ m are now achieved (i.e. without pretreatment according to step a1)).
  • this damage to the first area 9 can therefore be displaced further inwards in a radial direction 21.
  • this damaged area 9 can be the subject of further reshaping, here according to step c1), so that further damage or even failure of the material can occur.
  • the locally reduced material thickness 12 is further reduced as part of the further forming, resulting in a material thickness 12 that is too small for the intended application of the container 1 .
  • the second area 11 (namely the area of the measuring points “10” to “12”) that results from a pretreatment according to step a1) and extends over the first area 9 becomes, as described here, the first area 9 between the first stamp 10 and the third stamp 20 arrange.
  • a pretreatment of the first region 9 as part of step a1) can result in damage as a result of the contacting of the first stamp 10 being able to be reduced or prevented, and further damage as a result of further forming being able to be at least reduced or completely suppressed.
  • step d) of the method shows the workpiece after step d) of the method in a side view in section.
  • step d a further forming of the base area 5 takes place, with a wall section 23 of the third area 22 extending at least along the axial direction 3 in a fourth area 24 in the radial direction 21 is formed outside.
  • This additional reshaping is carried out in particular in order to increase the dimensional stability of the base area 5 in relation to high overpressures of a beverage container.
  • This fourth area 24 includes the first area 9 and can therefore lead to a material failure of the pre-damaged sheet metal material 2 with a further reduced material thickness 12 .
  • the pretreatment of the first area 9 as part of step a1) can result in the fourth area 24 now comprising the pretreated second area 11, so that further damage as a result of further forming can be at least reduced or completely suppressed.
  • step a1 This increase in the yield point and/or the hardening of the sheet metal material 2 achieved by the forming as a result of carrying out step a1) means that the impact of the first stamp 10 causes only less deformation of the first region 9. What is also achieved is that the sheet metal material 2 present in this second region 11 is not further deformed, or only to a lesser extent, due to the hardening in further deformations. In particular, during the forming of adjacent areas, the sheet metal material 2 does not flow from this second area 11 but from other areas. This prevents a further reduction in the material thickness 12 in this second area 11 . reference number

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Behälters (1) aus einem Blechmaterial (2), wobei der zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung (3) erfolgtes Tiefziehen und/oder Fließpressen hergestellte Behälter (1) an einem ersten Ende (4) einen das erste Ende (4) zumindest teilweise verschließenden Bodenbereich (5) und daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung (3) hin zu einem zweiten Ende (6) erstreckenden, in einer Umfangsrichtung (7) umlaufend ausgebildeten Wandbereich (8) aufweist.

Description

Verfahren zur Herstellung eines metallischen Behälters
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Behälters aus einem Blechmaterial. Der Behälter ist insbesondere ein Teil einer Dose, insbesondere ein Teil einer Getränkedose. Die Dose besteht insbesondere zumindest aus zwei Teilen, zum einen aus dem Behälter, zum anderen aus einem Deckelbereich, der mit dem Behälter verbunden wird, z. B. durch eine Falzverbindung.
Der Behälter wird zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung erfolgendes Tiefziehen oder Abstreck-Gleitziehen hergestellt. Der Behälter weist an einem ersten Ende einen das erste Ende zumindest teilweise, insbesondere vollständig verschließenden Bodenbereich und daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung hin zu einem zweiten Ende erstreckenden, in einer Umfangsrichtung umlaufend ausgebildeten Wandbereich auf.
An dem zweiten Ende kann insbesondere ein Deckel bzw. ein Deckelbereich befestigt werden. Der Deckel kann insbesondere einen Verschluss aufweisen, über den ein Inhalt des durch den Deckel verschlossenen Behälters entnommen werden kann.
Der Behälter kann z. B. ein Teil eines Getränkebehälters sein, insbesondere einer (metallischen) Getränkedose. Der Getränkebehälter dient zur Aufbewahrung eines Inhalts, z. B. einer Flüssigkeit, wobei der Getränkebehälter im verschlossenen Zustand (Ausgangszustand) unter einem Überdruck gegenüber der Umgebung bzw. gegenüber einem atmosphärischen Druck von ungefähr 1 bar stehen kann.
Die bekannten zweiteiligen, durch einen Deckel verschlossenen, Behälter bzw. Dosen weisen einen das Volumen des Behälters bestimmenden Bodenbereich mit anschließendem, zylindermantelförmigem Wandbereich auf, die zusammenhängend in einem Arbeitsgang - also einteilig - durch Tiefziehen und/oder Abstreck- Gleitziehen hergestellt sind. Die Wanddicke des Wandbereichs liegt bei diesen Behältern z. B. in der Größenordnung von ca. 0,080 mm [Millimeter] bis ca. 0,160 mm, wobei die größte Dicke im Bereich der späteren Verbindung mit dem Deckel liegt, während die Wanddicke des Bodenbereichs in der Größenordnung von ca. 0,220 mm bis ca. 0,350 mm liegt. Ein Deckel kann auf der dem Bodenteil gegenüberliegenden Seite des (entsprechend vorbereiteten) Wandbereichs angeordnet sein. Der Deckel wird in üblicher Weise mit dem Wandbereich der Dose verbunden, z. B. mittels eines sogenannten Doppelfalzes. Die Wanddicke des Deckels weist insbesondere eine Wanddicke in der Größenordnung von 0,180 mm bis ca. 0.230 mm auf.
Behälter dieser Art werden in erheblichen Mengen, insbesondere für Getränke aller Art, als Einwegverpackung benutzt, wobei das Dosenmaterial zu einem großen Anteil aus rezykliertem Material hergestellt wird. Unter Berücksichtigung des großen Marktvolumens ist eine erhebliche Menge an Material (insbesondere Weißblech oder Aluminium) erforderlich. Selbst relativ geringe Mengen von an einem einzelnen Behälter bei seiner Herstellung einsparbarem Material würden, bezogen auf den gesamten jährlichen Verbrauch von etwa fünf Milliarden Dosen allein in der Bundesrepublik Deutschland, eine erhebliche und jedenfalls nicht zu vernachlässigende Materialersparnis bedeuten.
Gerade bei Getränkedosen mit karbonisiertem Inhalt kann der Getränkebehälter vor dem erstmaligen Öffnen unter einem Innendruck von bis zu 6,2 bar stehen. Aus diesem Grund ist gerade eine formstabile und eine ausreichende Wanddicke aufweisende Ausführung des Bodenbereichs erforderlich.
Jede Verringerung des Materialbedarfs eines Behälters hat aufgrund der großen Stückzahl bereits einen signifikanten Effekt, insbesondere hinsichtlich der Materialkosten. Aus diesem Grund besteht ein ständiges Bedürfnis, die Wanddicke des Behälters zunehmend zu reduzieren. Die weitere Reduzierung der Wanddicke birgt jedoch das Risiko eines Materialversagens, insbesondere während der teil- weise erforderlichen zusätzlichen Umformvorgänge des Bodenbereichs und/ oder durch die maximal auftretende Druckbelastung.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die mit Bezug auf den Stand der Technik vorhandenen Probleme zumindest teilweise zu lösen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters bereitzustellen, durch das eine reproduzierbare Qualität, aus dünstmöglichem Ausgangsmaterial hergestellter, dünnwandiger Behälter gewährleistet werden kann.
Diese Aufgaben werden gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Blechmaterial gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 13. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den abhängigen Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Behälters aus einem Blechmaterial vorgeschlagen. Der zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung erfolgtes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen hergestellte Behälter weist an einem ersten Ende einen das erste Ende zumindest teilweise verschließenden Bodenbereich und daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung hin zu einem zweiten Ende erstreckenden, in einer Umfangsrichtung umlaufend ausgebildeten Wandbereich auf. Das Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des Blechmaterials; b) Kontaktieren des Blechmaterials in einem ringförmigen ersten Bereich mit einem ersten Stempel und c) nachfolgendes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen des Blechmaterials zur Ausbildung des Bodenbereichs und des Wandbereichs. Zwischen den Schritten a) und b) erfolgt in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials in einem zweiten Bereich, wobei der zweite Bereich zumindest teilweise den ersten Bereich umfasst. Eine in diesem zweiten Bereich vorliegende Materialdicke/ Wanddicke des Blechmaterials wird durch die Umformung reduziert und damit zumindest eine Dehngrenze Rpo^ des Blechmaterials erhöht.
Bei der bekannten Herstellung eines Behälters wird aus einem ebenen Endlosmaterial zunächst ein (kreisförmiger) Blechabschnitt herausgetrennt und (unmittelbar) danach umgeformt. Diese Umformung umfasst zunächst insbesondere ein Tiefziehen, wobei ein, insbesondere entlang der axialen Richtung verfahrbarer, (zweiter) Stempel das Blechmaterial bzw. den Blechabschnitt zu einem becherartigen Behälter umformt. Der becherartige Behälter wird daraufhin einer weiteren Umformstation zugeführt, in der der becherartige Behälter durch Tiefziehen und/oder Ab- streck-Gleitziehen weiter verformt wird. Insbesondere trifft dabei ein, insbesondere entlang der axialen Richtung verfahrbarer, erster Stempel auf den Bodenbereich des becherartigen Behälters und zieht das Blechmaterial durch eine (ggf. mehrstufige) Matrize. Dabei werden der Bodenbereich und der Wandbereich des Behälters, insbesondere durch Abstreck-Gleitziehen, zumindest teilweise ausgebildet. Infolge des Auftreffens des ersten Stempels auf den Bodenbereich des becherartigen Behälters wird das Blechmaterial jedoch in dem ersten Bereich, in dem der erste Stempel das Blechmaterial erstmalig kontaktiert, lokal geschädigt und die Wanddicke lokal reduziert.
In weiteren Umformprozessen, insbesondere des Bodenbereichs, kann diese Beschädigung, z. B. in einer radialen Richtung weiter nach innen, verschoben werden. Dabei kann gerade dieser geschädigte Bereich ggf. Gegenstand einer weiteren Umformung sein, so dass es zu einer weitergehenden Schädigung oder zu einer kritischen Schwachstelle oder sogar zu einem Versagen des Materials kommen kann. Insbesondere wird die lokal reduzierte Wanddicke im Rahmen der weiteren Umformung weiter reduziert, so dass eine für den vorgesehenen Einsatzfall des Behälters zu geringe Wanddicke resultiert. Eine Vorbehandlung des ersten Bereichs kann dazu führen, dass eine Beschädigung infolge der Kontaktierung des ersten Stempels reduziert oder verhindert werden kann und ggf. eine weitergehende Schädigung infolge weiterer Umformung zumindest vermindert oder vollständig unterdrückt werden kann.
Vorliegend wird das insbesondere dadurch erreicht, dass in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials in einem zweiten Bereich erfolgt, wobei der zweite Bereich zumindest teilweise oder vollständig den ersten Bereich umfasst. Eine in diesem zweiten Bereich vorliegende Materialdicke des Blechmaterials wird durch die Umformung reduziert und damit zumindest eine Dehngrenze Rpoi2 des Blechmaterials erhöht.
Diese Erhöhung der Dehngrenze und/oder die durch die Umformung erreichte Verfestigung des Blechmaterials führt dazu, dass das Auftreffen des ersten Stempels eine nur noch geringere Verformung des ersten Bereichs verursacht. Weiter wird erreicht, dass das in diesem zweiten Bereich vorliegende Blechmaterial aufgrund der Verfestigung in weiteren Umformungen nicht oder nur in geringerem Maße weiterverformt wird. Insbesondere erfolgt bei der Umformung benachbarter Bereiche kein Nachfließen des Blechmaterials aus diesem zweiten Bereich, sondern aus anderen Bereichen. Damit wird verhindert, dass in diesem zweiten Bereich eine weitergehende Reduzierung der Materialdicke auftritt.
Insbesondere wird durch eine bewusst bewirkte Reduzierung einer Materialdicke in dem zweiten Bereich (und eine damit verbundene Verfestigung des Blechmaterials) eine spätere weitere Reduzierung der Materialdicke verhindert bzw. vermindert.
Damit können zur Herstellung von Behältern Blechmaterialien mit geringere Materialdicken bereitgestellt werden, ohne dass es zu einem Materialversagen bei der Herstellung des Behälters oder bei dem späteren vorbestimmten Einsatz des Behälters kommt. Insbesondere ist der zweite Bereich ringförmig oder ringsegmentförmig. Insbesondere umfasst der ringsegmentförmig umgeformte zweite Bereich (oder eine Mehrzahl von ringsegmentförmig umgeformten zweiten Bereichen, die zusammen innerhalb eines gedachten ringförmigen zweiten Bereichs angeordnet sind) entlang einer Umfangsrichtung einen Winkelbereich von (zusammen) mindestens 180 Winkelgrad, insbesondere von mindestens 270 Winkelgrad. Insbesondere erstrecken sich die einzelnen ringförmigen Segmente über jeweils gleiche, ggf. aber auch voneinander unterschiedliche Winkelbereiche, z. B. von jeweils mindestens 5 Winkelgrad oder jeweils mindestens 25 Winkelgrad.
Insbesondere ist der zweite Bereich kreisring(-segment-)förmig ausgebildet.
Insbesondere ist der erste Bereich kreisringförmig ausgebildet und entspricht (insbesondere mindestens) der Kontaktfläche bzw. der Auftrefffläche des ersten Stempels auf dem Blechmaterial.
Insbesondere ist der zweite Bereich koaxial zu dem ersten Bereich angeordnet.
Insbesondere ist der ringförmige erste Bereich durch einen (kleinsten) ersten Innendurchmesser und einen (größten) ersten Außendurchmesser begrenzt. Insbesondere ist der ringförmige oder ringsegmentförmige zweite Bereich durch einen (kleinsten) zweiten Innendurchmesser und einen (größten) zweiten Außendurchmesser begrenzt. Insbesondere ist der zweite Innendurchmesser kleiner als der erste Innendurchmesser.
Insbesondere verläuft jeder Innendurchmesser parallel zu dem Außendurchmessers des gleichen Bereichs und ist koaxial dazu angeordnet.
Insbesondere verläuft ein zweiter Innendurchmesser parallel zu dem ersten Innendurchmesser und ist koaxial dazu angeordnet. Insbesondere ist der zweite Außendurchmesser größer als der erste Außendurchmesser.
Die ersten Durchmesser werden insbesondere an dem ebenen, noch unverformten Blechabschnitt oder dem Blechmaterial ermittelt, z. B. auch anhand des ersten Stempels. Die zweiten Durchmesser können in Abhängigkeit von den ersten Durchmessern bestimmt und festgelegt werden.
Insbesondere erfolgt zwischen den Schritten a) und b) in einem Schritt a2) ein Kontaktieren des Blechmaterials mit einem zweiten Stempel und ein nachfolgendes Tiefziehen. Der zweite Stempel weist einen größeren Stempelaußendurchmesser als der erste Stempel auf.
Wie vorstehend bereits ausgeführt wird bei der bekannten Herstellung eines Behälters zunächst ein (kreisförmiger) Blechabschnitt aus einem ebenen Endlosmaterial herausgetrennt und (unmittelbar) danach umgeformt. Diese Umformung umfasst zunächst insbesondere ein Tiefziehen, wobei ein zweiter Stempel das Blechmaterial bzw. den Blechabschnitt zu einem becherartigen Behälter umformt. Diese Umformung zu dem becherartigen Behälter wird insbesondere vor Schritt b) in dem Schritt a2) durchgeführt.
Insbesondere erfolgt der Schritt a2) nach dem Schritt a1 ), wird also danach durchgeführt. Allerdings kann der Schritt a1 ) auch nach dem Schritt a2) aber vor dem Schritt b) erfolgen.
Insbesondere wird die Materialdicke in dem zweiten Bereich (infolge der Umformung des zweiten Bereichs) um mindestens 3 %, bevorzugt mindestens 5 %, besonders bevorzugt mindestens 6 % reduziert und die Dehngrenze Rp0,2 um mindestens 5 %, bevorzugt um mindestens 10 %, besonders bevorzugt um mindestens 15 % oder sogar um mindestens 17 %, erhöht. In Versuchen konnte an einer Aluminiumlegierung eine Verringerung der Materialdicke in dem zweiten Bereich von 245 pm [Mikrometer] auf 230 pm (also Verringerung von 6,1 %) und dabei eine Verfestigung von einer Dehngrenze Rp0,2 von 276 MPa [Megapascal] auf 325 MPa (also Steigerung von 17,75 %) ermittelt werden.
Insbesondere wird Schritt c) zumindest teilweise mit dem ersten Stempel durchgeführt, wobei während oder nachfolgend zu Schritt c) in einem Schritt c1 ) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs durch einen dritten Stempel, der ggf. unbeweglich angeordnet ist, erfolgt. Ein gegenüber einer radialen Richtung innerhalb des ersten Stempels angeordneter dritter Bereich des Blechmaterials wird durch den dritten Stempel entlang der axialen Richtung hin zum zweiten Ende umgeformt.
Insbesondere ist der erste Stempel als Hohlstempel ausgeführt, wobei der dritte Stempel zum Ende des Schrittes c1 ) entlang der axialen Richtung zumindest teilweise in einen Hohlabschnitt des ersten Stempels eintritt. Insbesondere weist der dritte Stempel gegenüber dem Bodenbereich eine konvex ausgeführte Kontaktoberfläche auf, so dass in dem Bodenbereich eine von außen gesehen konkave Form gebildet wird.
Insbesondere wird infolge des weiteren Umformens des Bodenbereichs gemäß Schritt c1 ) der zweite Bereich in der radialen Richtung nach innen verschoben, so dass nach der weiteren Umformung der zweite Bereich entlang der radialen Richtung zwischen dem ersten Stempel und dem dritten Stempel angeordnet ist.
Die Umformung des Bodenbereichs gemäß Schritt d ) führt insbesondere zu einer weiteren Vergrößerung der Oberfläche des Blechmaterials im Bodenbereich. Dadurch wird die Materialdicke im Bodenbereich weiter verringert. Insbesondere wird dabei auch Blechmaterial aus benachbarten Bereichen infolge der Umformung in der radialen Richtung nach innen verschoben.
Insbesondere wird dabei auch der zweite Bereich aus der Kontaktzone mit dem ersten Stempel in der radialen Richtung nach innen verschoben, so dass sich der vorbehandelte zweite Bereich nun zwischen dem ersten Stempel und dem dritten Stempel anordnet.
Aufgrund der konvexen Form des dritten Stempels ordnet sich der zweite Bereich insbesondere in einem, sich im Wesentlichen entlang der axialen Richtung erstreckenden, Wandabschnitt des dritten Bereichs an.
Insbesondere erfolgt nach Schritt c) und nach Schritt c1 ) in einem weiteren Schritt d) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs, wobei ein sich zumindest entlang der axialen Richtung erstreckender Wandabschnitt des dritten Bereichs in einem vierten Bereich in der radialen Richtung nach außen umgeformt wird.
Diese zusätzliche Umformung wird insbesondere durchgeführt, um die Formfestigkeit des Bodenbereichs gerade gegenüber hohen Überdrücken eines Getränkebehälters zu erhöhen.
Insbesondere umfasst der vierte Bereich zumindest teilweise den zweiten Bereich. Insbesondere ist der vierte Bereich zumindest entlang der axialen und/oder radialen Richtung innerhalb des zweiten Bereichs angeordnet. Insbesondere ist der zweite Bereich zumindest entlang der axialen und/oder radialen Richtung innerhalb des vierten Bereichs angeordnet.
Insbesondere liegt das in Schritt a) bereitgestellte Blechmaterial in einem ebenen Zustand vor und zwischen den Schritten a) und b) erfolgt in einem Schritt a3) ein Ausschneiden eines Blechabschnitts aus dem Blechmaterial, so dass in Schritt c) der Blechabschnitt tiefgezogen und/oder durch Abstreck-Gleitziehen umgeformt wird. Der Schritt a1 ) erfolgt vor oder nach dem Schritt a3). Der Schritt a2) erfolgt bevorzugt nach Schritt a3), kann dabei insbesondere zumindest teilweise gleichzeitig mit Schritt a3) durchgeführt werden.
Es wird weiterhin ein Blechmaterial vorgeschlagen. Das Blechmaterial weist eine Breite und eine Länge auf, die zusammen eine ebene Fläche mit einer Materialdi- cke aufspannen. Das Blechmaterial umfasst auf der ebenen Fläche eine Vielzahl von ringförmigen oder ringsegmentförmigen zweiten Bereichen, die eine gegenüber der übrigen Fläche reduzierte Materialdicke aufweisen.
Das Blechmaterial ist insbesondere zur Herstellung eines Behälters durch das vorgeschlagene Verfahren geeignet ausgeführt. Insbesondere weist das Blechmaterial bereits die im Rahmen des Schrittes a1 ) durchgeführten Umformungen auf. Diese die zweiten Bereiche bildenden Umformungen können z. B. durch eine Pressenvorrichtung, also durch mindestens einen Stempel, oder durch eine Walzvorrichtung, bei der ein Walzwerkzeug zur Ausbildung der zweiten Bereiche entlang der Fläche geführt wird, hergestellt werden.
Insbesondere können auch andere Verfahren eingesetzt werden, wobei dabei in jedem Fall die Verfestigung des zweiten Bereichs, also die lokale Erhöhung der Dehngrenze Rp0,2 des Blechmaterials, erreicht werden soll.
Es wird weiter eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Behälters aus einem Blechmaterial vorgeschlagen. Die Vorrichtung ist zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens oder zusätzlich zur Herstellung des beschriebenen Blechmaterials geeignet ausgeführt. Die Vorrichtung umfasst zumindest einen ersten Stempel zur Umformung des Blechmaterials zumindest durch Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen, eine Halterung zur Positionierung des Blechmaterials gegenüber dem ersten Stempel sowie eine Einrichtung zur Umformung des Blechmaterials in dem zweiten Bereich, also zur Reduzierung der Materialdicke und zur Erhöhung der Dehngrenze Rp02 des Blechmaterials in dem zweiten Bereich.
Es wird weiter ein Behälter vorgeschlagen, hergestellt aus einem Blechmaterial zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung erfolgtes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen. Der Behälter umfasst zumindest an einem ersten Ende einen das erste Ende zumindest teilweise verschließenden Bodenbereich, daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung hin zu einem zweiten Ende erstreckenden, in einer Umfangsrichtung umlaufend ausgebildeten Wandbereich und einen das zweite Ende zumindest teilweise verschließenden Deckelbereich.
Der Behälter ist zumindest teilweise durch das beschriebene Verfahren hergestellt. Alternativ oder zusätzlich ist der Behälter zumindest teilweise aus dem beschriebenen Blechmaterial hergestellt. Alternativ oder zusätzlich ist der Behälter zumindest teilweise mit der beschriebenen Vorrichtung hergestellt.
Der Behälter wird insbesondere als Getränkebehälter verwendet. Als solcher umfasst er ein Gehäuse mit einem Bodenbereich, einem Deckelbereich und einem den Bodenbereich mit dem Deckelbereich verbindenden Wandbereich. Insbesondere weist der Getränkebehälter eine entlang einer Umfangsrichtung umlaufende Kernschräge (in dem Bodenbereich bzw.) zwischen dem Bodenbereich und dem Wandbereich sowie ggf. zusätzlich eine Kernschräge (in dem Deckelbereich bzw.) zwischen dem Deckelbereich und dem Wandbereich auf. Der Getränkebehälter weist ein Volumen auf, das zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit befüllbar bzw. befüllt ist. In dem Deckelbereich und entlang einer radialen Richtung innerhalb der Kernschräge (falls vorhanden) ist insbesondere ein Verschluss angeordnet, über den im geöffneten Zustand die Flüssigkeit aus dem Volumen entnehmbar ist.
Die Kernschräge ist insbesondere eine in der Umfangsrichtung umlaufend ausgeführte Nut in dem Bodenbereich (bzw. Deckelbereich), deren tiefster Punkt (entlang der axialen Richtung) insbesondere durch den ersten Stempel geformt wird. Die Nut weist in der radialen Richtung eine Weite und in der axialen Richtung eine Tiefe auf. Das Volumen erstreckt sich in die Nut. Die Nut wird an ihrem axialen Ende (erstes Ende des Behälters) gegenüber der radialen Richtung durch eine in der Umfangsrichtung umlaufende innere Wandung (dritter Bereich bzw. vierter Bereich des Behälters), und eine in der Umfangsrichtung umlaufende äußere Wandung begrenzt.
Getränkebehälter sind regelmäßig zylindrisch geformt und daher rotationssymmetrisch um eine Mittelachse, die sich entlang der axialen Richtung erstreckt. Der Getränkebehälter ist insbesondere eine Getränkedose.
Der Getränkebehälter steht in einem verschlossenen Ausgangszustand insbesondere unter einem Druck, z. B. von mindestens 2,5 bar, der größer ist als ein Druck einer Umgebung (insbesondere beträgt der Druck der Umgebung höchstens 1 ,1 bar).
Das Volumen des Getränkebehälters beträgt insbesondere zwischen 0,1 und 5 Litern, bevorzugt höchstens 3 Liter, besonders bevorzugt höchstens 1 Liter.
Der Getränkebehälter erstreckt sich insbesondere von dem Bodenbereich hin zum Deckelbereich entlang einer axialen Richtung. Die axiale Richtung verläuft bevorzugt parallel zum Wandbereich. Insbesondere ist der Getränkebehälter im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist (von Strukturen z. B. im Deckelbereich, z. B. zum öffnen/ Verschließen des Volumens abgesehen) eine Drehachse oder Symmetrieachse auf, die sich parallel zur axialen Richtung erstreckt.
Die Ausführungen zu dem Verfahren gelten insbesondere gleichermaßen für das Blechmaterial, die Vorrichtung und den Behälter sowie den Getränkebehälter, und umgekehrt.
Die Verwendung unbestimmter Artikel („ein“, „eine“, „einer“ und „eines“), insbesondere in den Patentansprüchen und der diese wiedergebenden Beschreibung, ist als solche und nicht als Zahlwort zu verstehen. Entsprechend damit eingeführte Begriffe bzw. Komponenten sind somit so zu verstehen, dass diese mindestens einmal vorhanden sind und insbesondere aber auch mehrfach vorhanden sein können.
Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“, „zweite“, „dritte“, ...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegenständen, Größen oder Prozessen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge dieser Gegenstände, Größen oder Prozesse zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 : einen Behälter in einer Seitenansicht;
Fig. 2: eine Vorrichtung und ein Blechmaterial in einer Draufsicht;
Fig. 3: ein Verfahren unmittelbar nach Schritt a) in einer Seitenansicht;
Fig. 4: das Verfahren nach Fig. 3 unmittelbar nach Schritt a3) und während
Schritt a2), in einer Seitenansicht;
Fig. 5: das Verfahren nach Fig. 3 und 4 unmittelbar nach den Schritten a2) und a3), in einer Seitenansicht;
Fig. 6: das Verfahren nach Fig. 3 bis 5, wobei links zunächst Schritt a1 ), in der Mitte der Zustand unmittelbar nach den Schritten a2) und a3) und rechts die Umformung von dem Zustand unmittelbar nach Schritt a2) hin zu Schritt c1 ) dargestellt ist; jeweils in einer Seitenansicht; Fig. 7: das Werkstück gemäß Fig. 5 und ein Diagramm;
Fig. 8: das Verfahren während Schritt b) und c) in einer Seitenansicht im
Schnitt;
Fig. 9: das Verfahren zum Ende des Schrittes c) in einer Seitenansicht im
Schnitt;
Fig. 10: das Werkstück unmittelbar vor Schritt c1 ) des Verfahrens in einer
Seitenansicht im Schnitt und ein Diagramm;
Fig. 11 : das Werkstück unmittelbar nach Schritt c1 ) des Verfahrens in einer
Seitenansicht im Schnitt und ein Diagramm; und
Fig. 12: das Werkstück nach Schritt d) des Verfahrens in einer Seitenansicht im Schnitt.
Fig. 1 zeigt einen Behälter 1 in einer Seitenansicht. Der Behälter 1 ist aus einem Blechmaterial 2 hergestellt, zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung 3 erfolgtes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen. Der Behälter 1 umfasst an einem ersten Ende 4 einen das erste Ende 4 verschließenden Bodenbereich 5, daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung 3 hin zu einem zweiten Ende 6 erstreckenden, in einer Umfangsrichtung 7 umlaufend ausgebildeten Wandbereich 8 und einen das zweite Ende 6 zumindest teilweise verschließenden Deckelbereich 37.
Der Behälter 1 ist zumindest teilweise (also Wandbereich 8 und Bodenbereich 5) durch das beschriebene Verfahren hergestellt. Alternativ oder zusätzlich ist der Behälter 1 zumindest teilweise (also Wandbereich 8 und Bodenbereich 5) aus dem beschriebenen Blechmaterial 2 hergestellt. Alternativ oder zusätzlich ist der Behäl- ter 1 zumindest teilweise (also Wandbereich 8 und Bodenbereich 5) mit der beschriebenen Vorrichtung 29 hergestellt.
Der Behälter 1 wird als Getränkebehälter verwendet. Der Getränkebehälter weist eine entlang der Umfangsrichtung 7 umlaufende Kernschräge 38 (in dem Bodenbereich 5 bzw.) zwischen dem Bodenbereich 5 und dem Wandbereich 8 auf. Der Getränkebehälter weist ein Volumen 39 auf, das zumindest teilweise mit einer Flüssigkeit befüllbar bzw. befüllt ist. In dem Deckelbereich 37 kann ein Verschluss angeordnet sein, über den im geöffneten Zustand z. B. eine Flüssigkeit aus dem Volumen 39 entnehmbar ist.
Die Kernschräge 38 ist eine in der Umfangsrichtung 7 umlaufend ausgeführte Nut in dem Bodenbereich 5, deren tiefster Punkt (entlang der axialen Richtung 3) durch den ersten Stempel 10 (siehe Fig. 8 und 9) geformt wird. Das Volumen 39 erstreckt sich in die Nut. Die Nut wird an ihrem axialen Ende (erstes Ende 4 des Behälters 1 ) gegenüber der radialen Richtung 21 durch eine in der Umfangsrichtung 7 umlaufende innere Wandung (dritter Bereich 22 bzw. vierter Bereich 24 des Behälters 1 ), und eine in der Umfangsrichtung 7 umlaufende äußere Wandung begrenzt.
Der Getränkebehälter erstreckt sich von dem Bodenbereich 5 hin zum Deckelbereich 37 entlang einer axialen Richtung 3. Die axiale Richtung 3 verläuft parallel zum Wandbereich 8. Der Getränkebehälter ist im Wesentlichen zylindrisch ausgeführt und weist (von Strukturen z. B. im Deckelbereich 37, z. B. zum Öffnen/ Verschließen des Volumens 39 abgesehen) eine Drehachse oder Symmetrieachse bzw. eine Mittelachse 40 auf, die sich parallel zur axialen Richtung 3 erstreckt.
Fig. 2 zeigt eine Vorrichtung 29 und ein Blechmaterial 2 in einer Draufsicht. Die Pfeile kennzeichnen die Vorschubrichtung 32 des Blechmaterials 2 durch die Vorrichtung 29. Das in Schritt a) bereitgestellte Blechmaterial 2 liegt in einem ebenen Zustand vor. Das Blechmaterial 2 weist eine Breite (quer zur Vorschubrichtung 32 und zum Verfahrweg der zweiten Stempel 18) und eine Länge (parallel zur Vorschubrichtung 32) auf, die zusammen eine ebene Fläche 26 mit einer Material- dicke / Wanddicke 12 (in Richtung des Verfahrwegs der zweiten Stempel 18) aufspannen.
Die Vorrichtung 29 ist zur Durchführung zumindest eines Teils des beschriebenen Verfahrens und zur Herstellung des beschriebenen Blechmaterials 2 geeignet ausgeführt. Die Vorrichtung 29 umfasst eine Einrichtung 31 zur Umformung des Blechmaterials 2 in dem zweiten Bereich 11 , also zur Reduzierung der Materialdicke 12 und zur Erhöhung der Dehngrenze Rpo^ des Blechmaterials 2 in dem zweiten Bereich 11. Die Vorrichtung 29 umfasst weiterhin eine Mehrzahl von zweiten Stempeln 18 zur gleichzeitigen Umformung des Blechmaterials 2 zumindest durch Tiefziehen in mehreren Blechabschnitten 25 und eine Halterung 30 zur Positionierung des Blechmaterials 2 gegenüber den zweiten Stempeln 18.
Zwischen dem Schritt a), also dem Bereitstellen des Blechmaterials 2, und dem Schritt a2), in dem ein Kontaktieren des Blechmaterials 2 mit den zweiten Stempeln 18 und ein nachfolgendes Tiefziehen erfolgt, wird in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials 2 in dem zweiten Bereich 11 durchgeführt. Der zweite Bereich 11 umfasst bzw. überdeckt zumindest teilweise einen ringförmigen ersten Bereich 9 des Blechmaterials 2, der durch einen ersten Stempel 10 in einem nachfolgenden Schritt b) des Verfahrens kontaktiert wird (siehe Fig. 8 und 9). Eine in diesem zweiten Bereich 11 vorliegende Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 wird durch die Umformung gemäß Schritt a1 ) reduziert und damit zumindest eine Dehngrenze RPQI2 des Blechmaterials 2 erhöht. Der ringförmige oder ringsegmentförmige zweite Bereich 11 ist durch einen (kleinsten) zweiten Innendurchmesser 16 und einen (größten) zweiten Außendurchmesser 17 begrenzt.
Vor dem Schritt a2) bzw. zumindest teilweise gleichzeitig damit, erfolgt in einem Schritt a3) ein Ausschneiden eines Blechabschnitts 25 aus dem Blechmaterial 2. Der Schritt a1 ) erfolgt vor dem Schritt a3).
Bevor die zweiten Stempel 18 also auf das Blechmaterial 2 einwirken, umfasst das Blechmaterial 2 auf der ebenen Fläche 26 bereits eine Vielzahl von ringförmigen oder ringsegmentförmigen zweiten Bereichen 11 , die eine gegenüber der übrigen Fläche 26 reduzierte Materialdicke 12 aufweisen. Diese die zweiten Bereiche 11 bildenden Umformungen können z. B. durch eine Pressenvorrichtung, also durch mindestens einen Stempel, oder durch eine Walzvorrichtung, bei der ein Walzwerkzeug zur Ausbildung der zweiten Bereiche 11 entlang der Fläche 26 geführt wird, hergestellt werden.
Der jeweils erzeugte zweite Bereich 11 ist ringförmig oder ringsegmentförmig. Der ringsegmentförmig umgeformte zweite Bereich 11 (bzw. die Mehrzahl von ringsegmentförmig umgeformten zweiten Bereichen 11 , die zusammen innerhalb eines gedachten ringförmigen zweiten Bereichs 11 angeordnet sind) umfasst entlang einer Umfangsrichtung 7 einen Winkelbereich 13 von zusammen mindestens 180 Winkelgrad. Die einzelnen ringsegmentförmigen Segmente erstrecken sich über jeweils gleiche Winkelbereiche 13.
Die zweiten Bereiche 11 sind kreisring(-segment-)förmig ausgebildet.
Die im Rahmen der Schritte a1 ), a2) und a3) umgeformten Blechabschnitte 25 werden dann der weiteren Verarbeitung im Rahmen der Schritte b), c), c1 ) und d) zugeführt.
Fig. 3 zeigt ein Verfahren unmittelbar nach Schritt a) in einer Seitenansicht. Fig. 4 zeigt das Verfahren nach Fig. 3 unmittelbar nach Schritt a3) und während Schritt a2), in einer Seitenansicht. Fig. 5 zeigt das Verfahren nach Fig. 3 und 4 unmittelbar nach den Schritten a2) und a3), in einer Seitenansicht. Die Fig. 3 bis 5 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu Fig. 1 und 2 wird verwiesen.
In Fig. 3 ist ein Teil der Vorrichtung 29 mit einem zweiten Stempel 18 dargestellt. Die Vorrichtung 29 ist zur zumindest teilweise gleichzeitigen Durchführung der Schritte a2) und a3) geeignet ausgeführt, d. h. zum Ausschneiden eines Blechabschnitts 25 aus dem Blechmaterial 2 gemäß Schritt a3) und zum Kontaktieren des Blechmaterials 2 mit dem zweiten Stempel 18 und nachfolgendes Tiefziehen gemäß Schritt a2). In Fig. 3 wird der zweite Stempel 18 entlang der axialen Richtung 3 hin zum Blechmaterial 2 bewegt. In Fig. 4 ist der Schritt a3) bereits durchgeführt und der nun vorliegende Blechabschnitt 25 wird durch den zweiten Stempel 18 kontaktiert und tiefgezogen. In Fig. 5 ist Schritt a2) abgeschlossen und der zweite Stempel 18 wird in seine Ausgangsposition zurückbewegt.
Wie bei der bekannten Herstellung eines Behälters 1 wird zunächst ein (kreisförmiger oder konturierter) Blechabschnitt 25 aus einem ebenen Endlos-Blechmate- rial 2 herausgetrennt und (unmittelbar) danach umgeformt. Diese Umformung umfasst ein Tiefziehen, wobei ein zweiter Stempel 18 das Blechmaterial 2 bzw. den Blechabschnitt 25 zu einem becherartigen Behälter 1 umformt. Diese Umformung zu dem becherartigen Behälter 1 wird vor Schritt b) in dem Schritt a2) durchgeführt.
Fig. 6 zeigt das Verfahren nach Fig. 3 bis 5, wobei links zunächst Schritt a1 ), in der Mitte der Zustand unmittelbar nach den Schritten a2) und a3) (siehe auch Fig. 5) und rechts die Umformung von dem Zustand unmittelbar nach Schritt a2) hin zu Schritt c1 ) dargestellt ist; jeweils in einer Seitenansicht. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 5 wird verwiesen.
Gemäß Schritt a) erfolgt ein Bereitstellen des Blechmaterials 2 (siehe linkes Bild der Fig. 6). Gemäß Schritt b) erfolgt ein Kontaktieren des Blechmaterials 2 in einem ringförmigen ersten Bereich 9 mit einem ersten Stempel 10 (siehe rechtes Bild der Fig. 6) und gemäß Schritt c) ein nachfolgendes Tiefziehen und/oder Fließpressen des Blechmaterials 2 zur Ausbildung des Bodenbereichs 5 und des Wandbereichs 8 (siehe Fig. 8 und 9). Zwischen den Schritten a) und b) erfolgt in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials 2 in einem zweiten Bereich 11 (siehe linkes Bild der Fig. 6), wobei der zweite Bereich 11 zumindest teilweise den ersten Bereich 9 umfasst. Eine in diesem zweiten Bereich 11 vorliegende Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 wird durch die Umformung reduziert und damit zumindest eine Dehngrenze RpOi2 des Blechmaterials 2 erhöht. Das mittlere Bild der Fig. 6 zeigt, dass ein kreisförmiger Blechabschnitt 25 aus dem ebenen Blechmaterial 2 herausgetrennt und unmittelbar danach umgeformt wird. Diese Umformung umfasst ein Tiefziehen, wobei ein zweiter Stempel 18 das Blechmaterial 2 bzw. den Blechabschnitt 25 zu einem becherartigen Behälter 1 umformt. Diese Umformung zu dem becherartigen Behälter 1 wird vor Schritt b) in dem Schritt a2) durchgeführt.
Der becherartige Behälter 1 wird nach Schritt a2) einer weiteren Umformstation zugeführt, in der der becherartige Behälter 1 durch Tiefziehen und/oder Abstreck- Gleitziehen weiter verformt wird (Schritt e). In Schritt b) trifft ein, entlang der axialen Richtung 3 verfahrbarer, erster Stempel 10 auf den Bodenbereich 5 des becherartigen Behälters 1 und zieht in Schritt c) das Blechmaterial 2 durch eine Matrize (siehe Fig. 8 und 9). Dabei werden der Bodenbereich 5 und der Wandbereich 8 des Behälters 1 zumindest teilweise ausgebildet. Infolge des Auftreffens des ersten Stempels 10 auf den Bodenbereich 5 des becherartigen Behälters 1 wird das Blechmaterial 2 in dem ersten Bereich 9, in dem der erste Stempel 10 das Blechmaterial 2 erstmalig kontaktiert, (wenn keine Vorverformung gemäß Schritt a1 ) erfolgt ist) lokal geschädigt und die Materialdicke 12 lokal reduziert.
In weiteren Umformprozessen, insbesondere des Bodenbereichs 5, kann diese Beschädigung, z. B. in einer radialen Richtung 21 weiter nach innen, verschoben werden (siehe Pfeil im rechten Bild der Fig. 6). Dabei kann gerade dieser geschädigte Bereich ggf. Gegenstand einer weiteren Umformung sein, so dass es zu einer weitergehenden Schädigung oder sogar zu einem Versagen des Blechmaterials 2 kommen kann. Insbesondere wird die lokal reduzierte Materialdicke 12 im Rahmen der weiteren Umformung weiter reduziert, so dass eine für den vorgesehenen Einsatzfall des Behälters 1 zu geringe Materialdicke 12 resultiert oder entstehen kann.
Eine Vorbehandlung des ersten Bereichs 9 kann dazu führen, dass eine Beschädigung infolge der Kontaktierung des ersten Stempels 10 reduziert oder verhindert werden kann und ggf. eine weitergehende Schädigung infolge weiterer Umformung zumindest vermindert oder vollständig unterdrückt werden kann. Vorliegend wird das dadurch erreicht, dass in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials 2 in einem zweiten Bereich 11 erfolgt, wobei der zweite Bereich 11 zumindest teilweise oder (wie hier dargestellt) vollständig den ersten Bereich 9 umfasst bzw. überdeckt. Eine in diesem zweiten Bereich 11 vorliegende Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 wird durch die Umformung reduziert und damit zumindest eine Dehngrenze Rpo^ des Blechmaterials 2 erhöht.
Diese Erhöhung der Dehngrenze und/oder die durch die Umformung erreichte Verfestigung des Blechmaterials 2 führt dazu, dass das Auftreffen des ersten Stempels 10 eine nur noch geringere Verformung des ersten Bereichs 9 verursacht. Weiter wird erreicht, dass das in diesem zweiten Bereich 11 vorliegende Blechmaterial 2 aufgrund der Verfestigung in weiteren Umformungen nicht oder nur in geringerem Maße weiterverformt wird. Insbesondere erfolgt bei der Umformung benachbarter Bereiche ein stark reduziertes oder sogar gar kein Nachfließen des Blechmaterials 2 aus diesem zweiten Bereich 11 , sondern nur aus anderen Bereichen. Damit wird verhindert (oder weitgehend reduziert), dass in diesem zweiten Bereich 11 eine weitergehende Reduzierung der Materialdicke 12 auftritt.
Der erste Bereich 9 ist kreisringförmig ausgebildet und entspricht der Kontaktfläche bzw. der Auftrefffläche des ersten Stempels 10 auf dem Blechmaterial 2. Der zweite Bereich 11 ist koaxial zu dem ersten Bereich 9 angeordnet.
Der ringförmige erste Bereich 9 ist durch einen (kleinsten) ersten Innendurchmesser 14 und einen (größten) ersten Außendurchmesser 15 begrenzt. Der ringförmige oder ringsegmentförmige zweite Bereich 11 ist durch einen (kleinsten) zweiten Innendurchmesser 16 und einen (größten) zweiten Außendurchmesser 17 begrenzt. Der zweite Innendurchmesser 16 ist kleiner als der erste Innendurchmesser 14. Jeder Innendurchmesser 14, 16 verläuft parallel zu dem Außendurchmessers 15, 17 des gleichen Bereichs 9, 11 und ist koaxial dazu angeordnet. Sämtliche Durchmesser 14, 15, 16, 17 sind koaxial zueinander angeordnet. Der zweite Außendurchmesser 17 ist größer als der erste Außendurchmesser 15.
Zwischen den Schritten a) und b) erfolgt in dem Schritt a2) ein Kontaktieren des Blechmaterials 2 mit einem zweiten Stempel 18 und ein nachfolgendes Tiefziehen. Der zweite Stempel 18 weist einen größeren Stempelaußendurchmesser 19 als der erste Stempel 10 auf.
Fig. 7 zeigt das Werkstück, den becherartigen Behälter 1 , gemäß Fig. 5 und ein Diagramm. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 6 wird verwiesen.
Diese Umformung zu dem becherartigen Behälter 1 wird vor Schritt b) in dem Schritt a2) mit dem zweiten Stempel 18 durchgeführt.
An der horizontalen Achse des Diagramms ist der Abstand 33 der Punkte der Oberfläche des Behälters 1 entlang der Oberfläche von der Mittelachse 40 des Behälters 1 aufgetragen. Auf der vertikalen Achse ist die Materialdicke 12 des Behälters 1 in Millimetern aufgetragen.
Erkennbar ist, dass die Materialdicke 12 im Bodenbereich 5 relativ konstant bei 242 pm liegt. Im Bereich des Stempelaußendurchmessers 19 des zweiten Stempels 18 liegt ein Minimum der Materialdicke bei ca. 235 pm vor. Der sich entlang der axialen Richtung 3 erstreckende Teil des Blechabschnitts 25 weist eine entlang der axialen Richtung 3 zunehmende Materialdicke 12 auf, hier bis zu ca. 300 pm.
Fig. 8 zeigt das Verfahren während Schritt b) und c) in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 9 zeigt das Verfahren zum Ende des Schrittes c) in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Fig. 8 und 9 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben. Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 7 wird verwiesen. Der becherartige Behälter 1 , der nach den Schritten a1 ), a2) und a3) vorliegt, wird in einer Vorrichtung 29 angeordnet. Diese Vorrichtung 29 umfasst einen Niederhalter 41 , eine Auflage 42 sowie einen ersten Stempel 10. Gemäß Schritt b) erfolgt ein Kontaktieren des becherartigen Behälters 1 in einem ringförmigen ersten Bereich 9 mit dem ersten Stempel 10 (siehe auch rechtes Bild der Fig. 6) und gemäß Schritt c) ein nachfolgendes Tiefziehen und/oder Fließpressen des becherartigen Behälters 1 zur Ausbildung des Bodenbereichs 5 und des Wandbereichs 8. In Schritt b) trifft ein, entlang der axialen Richtung 3 verfahrbarer, erster Stempel 10 auf den Bodenbereich 5 des becherartigen Behälters 1 und zieht das Blechmaterial 2 in Schritt c) sukzessive durch eine Matrize bzw. eine Öffnung der Auflage 42. Dabei werden der Bodenbereich 5 und der Wandbereich 8 des Behälters 1 zumindest teilweise ausgebildet. Infolge des Auftreffens des ersten Stempels 10 auf den Bodenbereich 5 des becherartigen Behälters 1 wird die Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 in dem ersten Bereich 9, in dem der erste Stempel 10 das Blechmaterial 2 erstmalig kontaktiert, lokal reduziert. Infolge der Durchführung des Schrittes a1 ), also der Umformung des zweiten Bereichs 11 , fällt die Reduzierung der Materialdicke 12 infolge des Auftreffens des ersten Stempels 10 nun geringer aus.
Ausgehend von der Position des ersten Stempels 10 gemäß Fig. 9 kann während oder nachfolgend zu Schritt c) in einem Schritt c1 ) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs 5 durch einen dritten Stempel 20 (siehe Fig. 11 ) erfolgen, der ggf. unbeweglich angeordnet ist, z. B. durch eine Weiterbewegung des ersten Stempels 10 entlang der axialen Richtung 3.
Ein gegenüber einer radialen Richtung 21 innerhalb des hohlzylindrisch ausgeführten ersten Stempels 10 angeordneter dritter Bereich 22 des Blechmaterials 2 wird durch den dritten Stempel 20 entlang der axialen Richtung 3 hin zum zweiten Ende 6 umgeformt (siehe Fig. 11 ).
Der erste Stempel 10 ist als Hohlstempel ausgeführt, wobei der dritte Stempel 20 zum Ende des Schrittes c1 ) entlang der axialen Richtung 3 zumindest teilweise in einen Hohlabschnitt des ersten Stempels 10 eintritt. Der dritte Stempel 20 weist gegenüber dem Bodenbereich 5 eine konvex ausgeführte Kontaktoberfläche auf, so dass in dem Bodenbereich 5 eine von außen gesehen konkave Form gebildet wird (siehe Fig. 11 ).
Nach Schritt c) und nach Schritt c1 ) erfolgt in einem weiteren Schritt d) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs 5, wobei ein sich zumindest entlang der axialen Richtung 3 erstreckender Wandabschnitt 23 des dritten Bereichs 22 in einem vierten Bereich 24 in der radialen Richtung 21 nach außen umgeformt wird (siehe Fig. 12).
Die folgenden Fig. 10 bis 12 verdeutlichen die Problematik des Standes der Technik. Anhand der Fig. 10 bis 12 werden auch die nun erzielten Vorteile erläutert.
Fig. 10 zeigt das Werkstück unmittelbar vor Schritt c1 ) des Verfahrens in einer Seitenansicht im Schnitt und ein Diagramm (siehe auch Form des Bodenbereichs 5 des Behälters 1 in Fig. 9). Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 9 wird verwiesen.
Auf der linken Seite der Fig. 10 ist der Verlauf der Wandung des Behälters 1 ab der Mittelachse 40 dargestellt. Entlang der Wandung sind Messpunkte verteilt angeordnet.
Auf der horizontalen Achse des Diagramms sind die Messpunkte und der Abstand 33 dargestellt. Der Abstand 33 bezeichnet die Distanz eines Punktes der Oberfläche des Behälters 1 von der Mittelachse 40 entlang der Oberfläche des Behälters 1 . Auf der vertikalen Achse ist die Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 des Behälters 1 dargestellt. In dem Diagramm sind drei Verläufe 34, 35, 36 der Materialdicken 12 des Blechmaterials 2 über Abstände 33 bzw. über die Messpunkte dargestellt. Der erste Verlauf 34 verbindet die Maxima der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Der zweite Verlauf 35 verbindet die Mittelwerte der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Der dritte Verlauf 36 verbindet die Minima der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Erkennbar ist, dass die Verläufe 34, 35, 36 jeweils ein Minimum aufweisen, dass im Bereich der Messpunkte „10“ bis „12“ liegt. Diese Messpunkte „10“ und „12“ liegen in dem kreisringförmig ausgebildeten ersten Bereich 9, der der Kontaktfläche bzw. der Auftrefffläche des ersten Stempels 10 auf dem Blechmaterial 2 im Rahmen des Schrittes b) entspricht. Dabei werden Werte der Materialdicke 12 von bis zu 222 pm erreicht.
Diese geringen Werte der Materialdicke 12 können durch eine Vorbehandlung des Blechmaterials 2 gemäß Schritt a1 ) des Verfahrens angehoben werden. Ein so geschaffener zweiter Bereich 11 erstreckt sich dann über den hier dargestellten ersten Bereich 9.
Fig. 11 zeigt das Werkstück unmittelbar nach Schritt c1 ) des Verfahrens in einer Seitenansicht im Schnitt und ein Diagramm (siehe auch rechtes Bild der Fig. 6). Auf die Ausführungen zu den Fig. 1 bis 10 wird verwiesen.
Auf der linken Seite der Fig. 11 ist der Verlauf der Wandung des Behälters 1 ab der Mittelachse 40 dargestellt. Entlang der Wandung sind Messpunkte verteilt angeordnet.
Auf der horizontalen Achse des Diagramms sind die Messpunkte und der Abstand 33 dargestellt. Der Abstand 33 bezeichnet die Distanz eines Punktes der Oberfläche des Behälters 1 von der Mittelachse 40 entlang der Oberfläche des Behälters 1 . Auf der vertikalen Achse ist die Materialdicke 12 des Blechmaterials 2 des Behälters 1 dargestellt. In dem Diagramm sind drei Verläufe 34, 35, 36 der Materialdicken 12 des Blechmaterials 2 über Abstände 33 bzw. über die Messpunkte dargestellt. Der erste Verlauf 34 verbindet die Maxima der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Der zweite Verlauf 35 verbindet die Mittelwerte der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Der dritte Verlauf 36 verbindet die Minima der an einer Mehrzahl von Behältern 1 gemessenen Materialdicken 12. Erkennbar ist, dass die Verläufe 34, 35, 36 jeweils ein Minimum aufweisen, dass im Bereich der Messpunkte „10“ bis „12“ liegt.
Ein gegenüber einer radialen Richtung 21 innerhalb des hohlzylindrisch ausgeführten ersten Stempels 10 angeordneter dritter Bereich 22 des Blechmaterials 2 wird durch den dritten Stempel 20 entlang der axialen Richtung 3 hin zum zweiten Ende 6 umgeformt. Der erste Stempel 10 ist als Hohlstempel ausgeführt, wobei der dritte Stempel 20 zum Ende des Schrittes c1 ) entlang der axialen Richtung 3 zumindest teilweise in einen Hohlabschnitt des ersten Stempels 10 eintritt. Der dritte Stempel
20 weist gegenüber dem Bodenbereich 5 eine konvex ausgeführte Kontaktoberfläche auf, so dass in dem Bodenbereich 5 eine von außen gesehen konkave Form gebildet wird.
Infolge dieses, ausgehend von der Form des Behälters 1 gemäß Fig. 10, weiteren Umformens des Bodenbereichs 5 gemäß Schritt c1 ) wird der erste Bereich 9 (und bei Vorbehandlung entsprechend der zweite Bereich 11 ) in der radialen Richtung
21 nach innen verschoben, so dass nach der weiteren Umformung der erste Bereich 9 (bzw. der zweite Bereich 11 ; bzw. die Messpunkte 10, 12 der Fig. 10) entlang der radialen Richtung 21 zwischen dem ersten Stempel 9 und dem dritten Stempel 20 angeordnet ist.
Aufgrund der konvexen Form des dritten Stempels 20 ordnet sich der erste Bereich 9 (bzw. der zweite Bereich 11 ) in einem, sich im Wesentlichen entlang der axialen Richtung 3 erstreckenden, Wandabschnitt 23 des dritten Bereichs 22 an.
Die Umformung des Bodenbereichs 5 gemäß Schritt c1 ) führt zu einer weiteren Vergrößerung der Oberfläche des Blechmaterials 2 im Bodenbereich 5. Dadurch wird die Materialdicke 12 im Bodenbereich 5 weiter verringert (siehe Verläufe 34, 35, 36 der Diagramme in Fig. 10 und 11 ).
Die Verschiebung des ersten Bereichs 9 in den weiter umgeformten Bodenbereich 5 und die infolge der weiteren Umformung resultierende weitere Reduzierung der Materialdicke 12 führt dazu, dass nun (also ohne Vorbehandlung gemäß Schritt a1 )) Werte der Materialdicke 12 von bis zu 218 pm erreicht werden.
In weiteren Umformprozessen des Bodenbereichs 5 kann also diese Beschädigung des ersten Bereichs 9 in einer radialen Richtung 21 weiter nach innen verschoben werden. Dabei kann gerade dieser geschädigte Bereich 9 Gegenstand einer weiteren Umformung, hier gemäß Schritt c1 ) sein, so dass es zu einer weitergehenden Schädigung oder sogar zu einem Versagen des Materials kommen kann. Insbesondere wird die lokal reduzierte Materialdicke 12 im Rahmen der weiteren Umformung weiter reduziert, so dass eine für den vorgesehenen Einsatzfall des Behälters 1 zu geringe Materialdicke 12 resultiert.
Der sich durch eine Vorbehandlung gemäß Schritt a1 ) ergebende und sich über den ersten Bereich 9 erstreckende zweite Bereich 11 (nämlich der Bereich der Messpunkte „10“ bis „12“) wird sich, wie vorliegend beschrieben der erste Bereich 9, zwischen dem ersten Stempel 10 und dem dritten Stempel 20 anordnen.
Eine Vorbehandlung des ersten Bereichs 9 im Rahmen des Schrittes a1 ) kann dazu führen, dass eine Beschädigung infolge der Kontaktierung des ersten Stempels 10 reduziert oder verhindert werden kann und damit eine weitergehende Schädigung infolge weiterer Umformung zumindest vermindert oder vollständig unterdrückt werden kann.
Fig. 12 zeigt das Werkstück nach Schritt d) des Verfahrens in einer Seitenansicht im Schnitt. Auf die Ausführungen zu den Fig. 10 und 11 wird verwiesen. Nach Schritt c) und nach Schritt c1 ) erfolgt in einem weiteren Schritt d) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs 5, wobei ein sich zumindest entlang der axialen Richtung 3 erstreckender Wandabschnitt 23 des dritten Bereichs 22 in einem vierten Bereich 24 in der radialen Richtung 21 nach außen umgeformt wird. Diese zusätzliche Umformung wird insbesondere durchgeführt, um die Formfestigkeit des Bodenbereichs 5 gerade gegenüber hohen Überdrücken eines Getränkebehälters zu erhöhen.
Dieser vierte Bereich 24 umfasst den ersten Bereich 9 und kann gerade deswegen zu einem Materialversagen des vorgeschädigten und in der Materialdicke 12 weiter reduzierten Blechmaterials 2 führen.
Die Vorbehandlung des ersten Bereichs 9 im Rahmen des Schrittes a1 ) kann dazu führen, dass der vierte Bereich 24 nun den vorbehandelten zweiten Bereich 11 umfasst, so dass eine weitergehende Schädigung infolge weiterer Umformung zumindest vermindert oder vollständig unterdrückt werden kann.
Diese Erhöhung der Dehngrenze und/oder die durch die Umformung erreichte Verfestigung des Blechmaterials 2 infolge der Durchführung des Schrittes a1 ) führt dazu, dass das Auftreffen des ersten Stempels 10 eine nur noch geringere Verformung des ersten Bereichs 9 verursacht. Weiter wird erreicht, dass das in diesem zweiten Bereich 11 vorliegende Blechmaterial 2 aufgrund der Verfestigung in weiteren Umformungen nicht oder nur in geringerem Maße weiterverformt wird. Insbesondere erfolgt bei der Umformung benachbarter Bereiche kein Nachfließen des Blechmaterials 2 aus diesem zweiten Bereich 11 , sondern aus anderen Bereichen. Damit wird verhindert, dass in diesem zweiten Bereich 11 eine weitergehende Reduzierung der Materialdicke 12 auftritt. Bezugszeichenhste
1 Behälter
2 Blechmaterial
3 axiale Richtung
4 erstes Ende
5 Bodenbereich
6 zweites Ende
7 Umfangsrichtung
8 Wandbereich
9 erster Bereich
10 erster Stempel
11 zweiter Bereich
12 Materialdicke / Wanddicke
13 Winkelbereich
14 erster Innendurchmesser
15 erster Außendurchmesser
16 zweiter Innendurchmesser
17 zweiter Außendurchmesser
18 zweiter Stempel
19 Stempelaußendurchmesser
20 dritter Stempel
21 radiale Richtung
22 dritter Bereich
23 Wandabschnitt
24 vierter Bereich
25 Blechabschnitt
26 Fläche
27 Breite
28 Länge
29 Vorrichtung
30 Halterung 31 Einrichtung
32 Vorschubrichtung
33 Abstand
34 erster Verlauf 35 zweiter Verlauf
36 dritter Verlauf
37 Deckelbereich
38 Kernschräge
39 Volumen 40 Mittelachse
41 Niederhalter
42 Auflage

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines metallischen Behälters (1 ) aus einem Blechmaterial (2), wobei der zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung (3) erfolgtes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen hergestellte Behälter (1 ) an einem ersten Ende (4) einen das erste Ende (4) zumindest teilweise verschließenden Bodenbereich (5) und daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung (3) hin zu einem zweiten Ende (6) erstreckenden, in einer Umfangsrichtung (7) umlaufend ausgebildeten Wandbereich (8) aufweist; zumindest umfassend die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des Blechmaterials (2); b) Kontaktieren des Blechmaterials (2) in einem ringförmigen ersten Bereich (9) mit einem ersten Stempel (10) und c) nachfolgendes Tiefziehen und/oder Abstreck-Gleitziehen des Blechmaterials (2) zur Ausbildung des Bodenbereichs (5) und des Wandbereichs (8); wobei zwischen den Schritten a) und b) in einem Schritt a1 ) eine zumindest teilweise Umformung des Blechmaterials (2) in einem zweiten Bereich (11 ) erfolgt, wobei der zweite Bereich (11 ) zumindest teilweise den ersten Bereich (9) umfasst, wobei eine in diesem zweiten Bereich (11 ) vorliegende Materialdicke (12) des Blechmaterials (2) durch die Umformung reduziert wird und damit zumindest eine Dehngrenze Rp0i2 des Blechmaterials (2) erhöht wird.
2. Verfahren nach Patentanspruch 1 , wobei der zweite Bereich (11 ) ringförmig oder ringsegmentförmig ist; wobei der ringsegmentförmig umgeformte zweite Bereich (11 ) entlang der Umfangsrichtung (7) einen Winkelbereich (13) von mindestens 180 Winkelgrad umfasst.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der ringförmige erste Bereich (9) durch einen ersten Innendurchmesser (14) und einen ersten Außendurchmesser (15) begrenzt ist; wobei der zweite Bereich (11 ) durch einen zweiten Innendurchmesser (16) und einen zweiten Außendurchmesser (17) begrenzt ist; wobei der zweite Innendurchmesser (16) kleiner ist als der erste Innendurchmesser (14).
4. Verfahren nach Patentanspruch 3, wobei der zweite Außendurchmesser (17) größer ist als der erste Außendurchmesser (15).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei zwischen den Schritten a) und b) in einem Schritt a2) ein Kontaktieren des Blechmaterials (2) mit einem zweiten Stempel (18) und ein nachfolgendes Tiefziehen erfolgt; wobei der zweite Stempel (18) einen größeren Stempelaußendurchmesser (19) als der erste Stempel (10) aufweist.
6. Verfahren nach Patentanspruch 5, wobei der Schritt a2) nach dem Schritt a1 ) erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Materialdicke (12) in dem zweiten Bereich (11 ) infolge der Umformung des zweiten Bereichs (11 ) um mindestens 3 % reduziert und die Dehngrenze Rp0,2 um mindestens 5 % erhöht wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei Schritt c) zumindest teilweise mit dem ersten Stempel (10) durchgeführt wird; wobei während oder nachfolgend zu Schritt c) in einem Schritt c1 ) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs (5) durch einen dritten Stempel (20) erfolgt, wobei ein gegenüber einer radialen Richtung (21 ) innerhalb des ersten Stempels (10) angeordneter dritter Bereich (22) des Blechmaterials (2) durch den dritten Stempel (20) entlang der axialen Richtung (3) hin zum zweiten Ende (6) umgeformt wird.
9. Verfahren nach Patentanspruch 8, wobei infolge des weiteren Umformens des Bodenbereichs (5) gemäß Schritt c1 ) der zweite Bereich (11 ) in der ra- dialen Richtung (21 ) nach innen verschoben wird, so dass nach der weiteren Umformung der zweite Bereich (11 ) entlang der radialen Richtung (21 ) zwischen dem ersten Stempel (10) und dem dritten Stempel (20) angeordnet ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 8 und 9, wobei nach Schritt c) und nach Schritt c1 ) in einem weiteren Schritt d) ein weiteres Umformen des Bodenbereichs (5) erfolgt, wobei ein sich zumindest entlang der axialen Richtung (3) erstreckender Wandabschnitt (23) des dritten Bereichs (22) in einem vierten Bereich (24) in der radialen Richtung (21 ) nach außen umgeformt wird. Verfahren nach Patentanspruch 10, wobei der vierte Bereich (24) zumindest teilweise den zweiten Bereich (11 ) umfasst. Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das in Schritt a) bereitgestellte Blechmaterial (2) in einem ebenen Zustand vorliegt und zwischen den Schritten a) und b) in einem Schritt a3) ein Ausschneiden eines Blechabschnitts (25) aus dem Blechmaterial (2) erfolgt, so dass in Schritt c) der Blechabschnitt (25) tiefgezogen und/oder Abstreck-Gleitgezo- gen wird; wobei der Schritt a1 ) vor oder nach dem Schritt a3) erfolgt. Blechmaterial (2), mit einer eine ebene Fläche (26) bildenden Breite (27) und einer Länge (28) sowie einer Materialdicke (12); wobei das Blechmaterial (2) auf der ebenen Fläche (26) eine Vielzahl von ringförmigen oder ringsegmentförmigen zweiten Bereichen (11 ) umfasst, die eine gegenüber der übrigen Fläche (26) reduzierte Materialdicke (12) aufweisen. Vorrichtung (29) zur Herstellung eines metallischen Behälters (1 ) aus einem Blechmaterial (2), wobei die Vorrichtung (29) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Patentansprüche oder zusätzlich zur Herstellung des Blechmaterials (2) nach Patentanspruch 13 geeignet ausge- führt ist; wobei die Vorrichtung (29) zumindest einen ersten Stempel (10) zur Umformung des Blechmaterials (2) zumindest durch Tiefziehen und/oder Ab- streck-Gleitziehen, eine Halterung (30) zur Positionierung des Blechmaterials (2) gegenüber dem ersten Stempel (10) sowie eine Einrichtung (31 ) zur Umformung des Blechmaterials (2) in dem zweiten Bereich (11 ), also zur Reduzierung der Materialdicke (12) in dem zweiten Bereich (11 ), umfasst. Behälter (1 ), hergestellt aus einem Blechmaterial (2) zumindest durch ein entlang einer axialen Richtung (3) erfolgtes Tiefziehen und/oder Abstreck- Gleitziehen, zumindest umfassend an einem ersten Ende (4) einen das erste Ende (4) zumindest teilweise verschließenden Bodenbereich (5), daran anschließend einen sich entlang der axialen Richtung (3) hin zu einem zweiten Ende (6) erstreckenden, in einer Umfangsrichtung (7) umlaufend ausgebildeten Wandbereich (8) und einen das zweite Ende (6) zumindest teilweise verschließenden Deckelbereich (37); wobei der Behälter (1 ) zumindest teilweise durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Patentansprüche 1 bis 12, zumindest teilweise aus einem Blechmaterial (2) nach Patentanspruch 13 oder zumindest teilweise mit einer Vorrichtung nach Patentanspruch 14 hergestellt ist.
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