WO2014079906A1 - Dosenwerkzeug zum herstellen von dosenkörpern mit einer schutzeinrichtung für den abstreckstempel - Google Patents

Dosenwerkzeug zum herstellen von dosenkörpern mit einer schutzeinrichtung für den abstreckstempel Download PDF

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WO2014079906A1
WO2014079906A1 PCT/EP2013/074328 EP2013074328W WO2014079906A1 WO 2014079906 A1 WO2014079906 A1 WO 2014079906A1 EP 2013074328 W EP2013074328 W EP 2013074328W WO 2014079906 A1 WO2014079906 A1 WO 2014079906A1
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WO
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ironing
working axis
tool
tool according
elements
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Application number
PCT/EP2013/074328
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Inventor
Klaus Blei
Andreas Fricker
Original Assignee
Schuler Pressen Gmbh
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D45/06—Stripping-off devices
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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

Definitions

  • the present invention relates to a can tool for a press for producing can bodies by means of stretch-sliding or ironing.
  • one or more drawing operations be connected upstream to first a mug or cup electrodes so- ⁇ -called Cup - and optionally to be obtained by at least one white ⁇ tere drag operation a so-called "redraw"
  • an ironing punch a ironed can ⁇ blank or can body produced in that the ironing punch moves the cup or Redraw by a die tool therethrough, having one or more ironing rings.
  • the diameter of the ironing rings decreases in the direction of the working stroke of the ironing punch thereby, the wall thickness of the.
  • the doses tool comprises a die tool for a relatively movable along a working axis ⁇ From ⁇ stretching die.
  • the die tool includes at least one and preferably a plurality of ironing rings completely enclosing the working axis.
  • the at least one ironing ⁇ ring has a fixed inner diameter.
  • the at least one ironing ring is preferably mounted with movement ⁇ play radially movable to the working axis. As a result, deviations between the position of the ironing punch and the working axis can be compensated.
  • the least ⁇ least one ironing ring may alternatively be fixed concentrically to the working axis.
  • at least one of the die tool ei ⁇ ne protective device for the ironing punch may alternatively be fixed concentrically to the working axis.
  • each protective ring can be assigned to each ironing ring.
  • the at least one safety guards ⁇ direction is arranged at least one ironing ring in the direction of the working stroke of the ironing punch during ironing before or after the. It comprises a plurality of the work ⁇ axis arranged distributed elements. Each element has a radially inwardly facing the working axis, the Abstreckst Zi associated inner end. At least this inner end of each element is movably mounted. By this movable bearing, the radial distance of the inner end relative to the working axis can be changed. The distance of the inner ends from the working axis is smaller than the radius of the at least one associated ironing ring.
  • the inner ends are preferably on a ge ⁇ common circular path, but could have also different distances to the working axis.
  • the inner end bears against the peripheral wall of the can blank or can body.
  • the inner end of each element may be on the ironing punch to ⁇ if it will not move concentrically along the working axis, but its longitudinal axis is displaced radially against ⁇ about the working axis.
  • the elements are used during the return stroke to support or guide the ironing punch so that it does not come into contact with the ironing ring. As a result, the wear is minimized and it can also read ⁇ can tools or press arrangements with horizontal or obliquely aligned to the vertical working axis execute.
  • the at least one protective device is disposed within an ironing channel of the die assembly. arranged.
  • several ⁇ re safety equipment is present.
  • At least one protective device is present between two adjacent ironing rings in the ironing channel.
  • the distance between two adjacent protective devices measured in the direction of the working axis can correspond to the distance between two adjacent ironing rings.
  • the distance between two neighboring be ⁇ protection devices is preferably less than the length of the ironing punch, so that it is always guided by at least one protective device or applied.
  • the protective devices may be arranged in Abstreckkanal that all Schutzeinrichtun ⁇ gene directly with the ironing punch into contact when it has reached its reverse position after completion of the bayshu ⁇ bes and before the start of the return stroke.
  • At least the inner end of each element of the least ⁇ at least one protective device is radially movable. In one embodiment, at least the inner end of each ele ⁇ ment additionally be axially movable. The radial or axial movement can be carried out as a linear movement or as a pivoting movement.
  • the elements of a protection device are connected to each other via a retaining ring part, wherein this compound can be designed as a one-piece connection.
  • the elements and the retaining ring part consist in one embodiment of the same material and are connected to each other without seam and joint.
  • Such a protection device is particularly easy and inexpensive to manufacture, for example as punching and / or bending part of sheet metal or as a casting made of synthetic material ⁇ .
  • the elements of the protective device extend in their unloaded rest position preferably in a radial plane inwards towards the working axis. In this case, the elements may have a bending section immediately after the retaining ring part. At this bending portion of the respective element Schutzeinrich ⁇ tung is pivotable.
  • the pivot axis of the respective Biegeab ⁇ section runs tangentially to the circumferential direction about the Ar ⁇ beitsachse. In a pivoting movement about this pivot axis, the inner end of the element is moved both radially and axially with respect to the working axis.
  • the elements are arranged separately from one another in a common bearing recess of the die tool or the holding part of the protective device.
  • the holding ⁇ ring part of the protection device may consist of one or more ring parts.
  • the elements of a rigid material and by an elastic bearing means on the die tool or on the retaining ring part are slidably ⁇ assigns.
  • the elastic bearing means ei ⁇ ne spring arrangement may serve, for example, which exerts a spring force on the per ⁇ wells associated elastic element.
  • the spring force can be directed directly radially inward toward the working axis or deflected by deflection in a radial direction Rich ⁇ tion to the working axis, so that the elements are urged in the deflected state in its rest position, in which the radial distance to the working axis is smallest.
  • the displaceability of the elements in one embodiment is limited to a linear displacement in the radial direction relative to the working axis. The space requirement of this guard is therefore low.
  • the elements of a protective device may have an axially inclined contact surface at its inner end opposite the inner end. This is in particular a correspondingly inclined in the axial direction Guide surface assigned to the bearing recess.
  • the abutment ⁇ surface abuts the guide surface, so that at the same time a radial movement can take place with an axial displacement of the element.
  • the resilient means may for example, exert an axial spring force to the respective element in the ⁇ ser embodiment which is then deflected by the inclined surfaces in a radial force or movement.
  • the inclined surfaces serve as deflection surfaces.
  • the diameter of this circle is at most as large as the diameter of the ironing punch.
  • FIG. 1 shows a schematic, block diagram similar sectional view of an embodiment of the can ⁇ tool for a press
  • FIG. 2 shows a first exemplary embodiment of a protective device for the can tool according to FIG. 1 in a schematic sectional illustration
  • FIG. 3 the protective device according to FIG. 2 in a partial representation in a plan view along the working axis
  • FIG. 4 shows a second exemplary embodiment of a protective device for the can tool according to FIG. 1 in a schematic sectional representation
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of a protective device for the can tool according to FIG. 1 in a perspective partial representation
  • Figure 6 shows the embodiment of the protection device according to Figure 5 in a plan view along the working axis
  • FIG. 7 shows the exemplary embodiment of the protective device according to FIGS. 5 and 6 in a longitudinal section along the working axis according to section line AA in FIG. 6.
  • a can tool is very schematically 9 illustrates for a press ⁇ light in the manner of a block diagram.
  • the can tool 9 is used for drawing and stretching a sheet metal blank 11 to a can body.
  • the can body has a cylindrical can wall 12a and a can bottom 12b or can lid adjoining it without a seam and joint.
  • a sheet metal blank 11 and as from ⁇ gear workpiece serves, for example according to a circular blank, as ⁇ gur 1 illustrated in Fi.
  • the sheet metal blank 11 or the round blank is first formed in a single pass through the press first by an example ⁇ in accordance with multi-stage drawing operation in a cup or cup and then in at least one other Zie ⁇ hoperation in a redraw 12 ( Figure 2).
  • the redraw 12 is then reshaped by stretching into the can body.
  • the doses tool 9 ist in the described embodiment, a plurality provided via an unspecified Darge ⁇ drive of the press in the direction of a working axis L movable tools on.
  • an ironing punch 15 is movably arranged along the working axis L.
  • a hollow cylindrical drawing punch 16 is movably arranged.
  • an annular hold-down 17 is movably arranged along the working axis L.
  • the doses tool further 9ver Stahlhegt at a ⁇ game according immovably mounted on the press frame Matri ⁇ zenwerkmaschinemaschine 20.
  • the die tool 20 comprises a ringför ⁇ -shaped supporting surface 21 for the sheet metal blank 11.
  • the first drawing die 22a limits the bearing surface 21st
  • a second section 24 of the Umformkanals 23 connects, wherein the diameter of ⁇ the second portion is smaller, so that in the transition between the two sections 22, 24, an annular step 25 is formed with the second drawing die 22b.
  • This annular step 25 serves as a stop for the drawing punch 16.
  • the two sections 22, 24 of the Umformkanals 23 are arranged coaxially to the working axis L.
  • an ironing channel 26 is formed following the second drawing die 22b. Following the at least one and the two drawing operations in accordance with the game ⁇ Redraw is ironed by continued movement of the ironing punch 15 in the ironing ⁇ channel 26 12th
  • the Ab ⁇ scraper ring 27 has the task of the formed can body by the ironing by the ironing punch 15vonstrei ⁇ fen, during the ironing punch 15 moves back after completion of the working stroke A by executing a return stroke R in its initial position.
  • the can tool 9 also has a dome 28.
  • the dome 28 cooperates with the end face of the ironing punch 15 to give the can bottom 12b a desired shape.
  • the dome 28 or another suitable forming tool can also be assigned the upper area-for example, the valve area of an aerosol can-and be deformed.
  • Abstreckkanal 26 of the die tool 20 we ⁇ least one ironing 29 is arranged.
  • a plurality of Abstreckrin ⁇ ge 29 are present, with their number and distance may vary.
  • three ironing rings 29 are shown.
  • the ironing rings 29 enclose the work ⁇ axis L completely annular.
  • the inner diameter of the ironing rings decreases in the direction of the working stroke A.
  • Characterized the wall thickness of the can wall is gradually redu ⁇ sheet 12a during the working stroke A through the Abstreckkanal 26 and the height of the can wall 12a increases due to the thereby caused the material flow.
  • the press with the can tool 9 works as follows:
  • a circular blank or a metal blank 11 is positioned on the on ⁇ bearing surface 21 of the first drawing die 22a of the Matrizenwerk ⁇ zeugs 20 coaxially to the working axis L.
  • About the hold-down 17 of the sheet metal blank 11 is held with a clamping force on the support surface 21.
  • the drawing punch is the Mat ⁇ rizentechnikmaschines 20 16 moves into the first section 22 into it, whereby the plate-shaped sheet metal blank 11 into a well - so-called "cup.”
  • - is reshaped
  • the bottom of this cup is the Ziehstem ⁇ pel 16 against the annular step 25 of the die tool 20 ge ⁇ spans.
  • the cup is first pulled through the second drawing die 22b and formed into the redraw 12. Then the Ab ⁇ straightening ram 15 moves the Redraw 12 further into the Abstreckkanal 26 and completely therethrough. In this case, the redraw 12 is stretched and the wall thickness of the can wall 12a is gradually reduced at each ironing ring 29. Between the end face of the ironing punch 15 and the dome 28th Finally, the shape of the can bottom 12 b is transformed, in particular concavely arched towards the inside of the can. Alterna tively can ⁇ thereto as explained above, the upper region of the can body in the direction of the working stroke to be disposed below and are reshaped. During the subsequent return stroke R of the ironing punch 15, the ironed-on can body is stripped off the ironing die 15 via the scraping ring 27.
  • the die tool 20 has at least one and, according to the example, several protective devices 32.
  • the at least one protective device 32 serves to support or guide the ironing punch 15 within the ironing channel 26, so that contact of the ironing punch 15 with the at least one ironing ring 29 is avoided or the contact force is at least reduced.
  • each Abtrickring 29 a protective device 32 is assigned.
  • the protective device 32 is located in the direction of the working stroke A of the ironing punch 15 behind the saw to ⁇ parent ironing ring 29.
  • the ironing ring 29 and the associated protection device 32 together form so to speak a ring pair 33rd
  • the protective device 32 has a plurality of order the working axis L in particular regularly distributed ⁇ arranged elements 34.
  • the respective radially inner end 35 of each element 34 is assigned to the ironing punch 15.
  • a during the working of the ironing punch the inner ends 35 are initially of the protective device 32 against the can wall 12 before they reach directly with the ironing punch 15 in Kon ⁇ clock.
  • the inner ends 35 are 15 in contact with the peripheral surface of the ironing punch This transverse deviations can be the longitudinal axis of the ironing punch 15 with respect to the Ar ⁇ L beitsachse 9redufug of doses tool or Eliminations ⁇ ren.
  • FIGS . 2 and 3 A first exemplary embodiment of the protective device 32 is shown in FIGS . 2 and 3.
  • the protective device 32 is formed by a single component without seams and joints.
  • the protective device 32 may thus be made in one piece as a stamped bent part made of metal or as a cast part from plastic ⁇ forth.
  • the elements 34 are connected to one another via a common retaining ring part 39 of the protective device 32.
  • the retaining ring 39 surrounds the elements 34 in their non-deflected rest position coaxially.
  • Each element 34 protrudes from the retaining ring portion 39 radially inwardly toward axis L to work ⁇ .
  • the thickness of a holding element 34 is reduced in a section between the retaining ring part 39 and the radially in ⁇ neren end 35, whereby there is a bending portion 40 is formed.
  • the bending section 40 includes, for example, according to ⁇ directly to the retaining ring 39, which may have a rectangular cross-section.
  • each element 34 has a pivot axis which runs tangentially to the circumferential direction U about the work ⁇ axis L.
  • the inner end 35 is pivotable. In the rest position, in the undeflected state, lie all the inner ends 35 of the Ele- elements 34 of a common protection device 32 on a common circle with a radius ri.
  • This radius ri is greater than the radius of the ironing punch 15.
  • the ironing punch 15 when its longitudinal axis moves along the working axis L, perform its return stroke R without contact with the protective device 32.
  • the radius ri is smaller than the radius of the protective device 32 respectively associated ironing ring 29 in order to avoid the contact zwi ⁇ tween the ironing punch 15 and the ironing ring 29, the ironing punch 15 can move radially to the working axis L.
  • the elements are pivoted 34 in their bending region 40 during the working stroke A, so that their respective inner end 35, both axially, parallel to the Ar ⁇ beitsachse L, and radially from the Working axis L moved away.
  • the elements 34 spring back, so that their inner ends abut 35 directly on the ironing punch 15, and this in a desired position concentric to the working axis L drü ⁇ CKEN.
  • the protective device 32 is arranged on the die tool 20 in an annular receptacle 41.
  • the receptacle 41 is extended so as not to hinder the pivotal movement of the elements 34.
  • the ironing rings 29 can be mounted in the radial direction with respect to the working axis L with movement play in the die tool 20.
  • the ironing ring 29 is centered at the working stroke A of the ironing punch 15 with respect to the ironing punch 15 or the can body, so that a uniform wall ⁇ strength of the can wall 12a is achieved, even if certain deviations between the longitudinal axis of Abstreckst Zis 15 and the working axis L of the can tool 9 should occur.
  • the protective device 32 is designed in several parts.
  • the elements 34 of the protective device 32 are each designed as sepa ⁇ rate components and thus in contrast to the ers ⁇ th embodiment according to Figure 2 and 3 releasably mitei ⁇ connected to each other.
  • the Ele ⁇ elements 34 have an approximately cuboid shape. Each element 34 is mounted in a bearing recess 42. The elements 34 may be arranged separately from each other in a common bearing recess 42 or in a respective associated bearing recess 42. In the embodiment illustrated in FIG. 4, the at least one bearing recess 42 is arranged on the die tool 20. In a modification, the bearing recess 42 could also be provided on a separate holding part 39 of the protective device 32, which is then inserted into an annular receptacle 41 on the die tool 20.
  • the elements 34 are designed inelastic rigid and do not deform during operation of the press or the can tool 9.
  • the bearing means is arranged completely within the bearing recess 42 and can, for example, engage in a depression on the associated element 34 and / or within the bearing recess 42 on the die tool 20.
  • the elastic bearing means 43 generates a biasing force on the respectively associated element 34, when this is outside its rest position.
  • the biasing force is directed not only axially but also radially inwards to the working axis L out.
  • the elements 34 are pressed by the respectively zugeord ⁇ designated elastic bearing means 43 in its undeflected rest position, which is illustrated in Figure 4.
  • the elastic support means 43 formed by the Federanord ⁇ voltage 44 produces a spring ⁇ force, which is for example in accordance with obliquely court ⁇ tet to the working axis L.
  • a deflection ⁇ means 45 is provided, for example.
  • the deflection means 45 is beispielsge ⁇ formed by an inclined surface arrangement which is inclined to the working axis L obliquely.
  • For the inclined surface arrangement is part of a relative to the working axis L inclined in the axial direction of contact surface 46 at the inner end 35 entge ⁇ gen opposite outer end 47 of the element 34.
  • the system ⁇ surface 46 lies against a correspondingly relative to the working ⁇ axis L sloping guide surface 48 of the La ⁇ geraus strictlyung 42 at.
  • the inclination of the contact surface 46 and the guide surface 48 is such that its distance to the Ar ⁇ beitsachse L increases in the direction of the working stroke A.
  • the distance of the inner end 35 of the working axis L increase when the element 34 in Direction of the working stroke A along the working axis L in the bearing recess 42 against the force of the elastic bearing means 43 moves.
  • Parallel to the working axis L seen the bearing recess 42 is larger than the stored in element 34 so that a free space 34 in the bearing recess 42 is provided for the axial displacement of the elemene ⁇ tes.
  • the element 34 is biased to its initial position in which the distance between the inner end 35 and the working axis L is minimal and corresponds to the radius ri.
  • the element 34 is axially parallel to Ar ⁇ beitsachse L and radially to the working axis L slidably mounted in the bearing recess 42.
  • the inclination of the springs of the spring assembly 44 and thus the respective direction of the spring force corresponds in the embodiment parallel to the inclination of each of the spring associated inclined surface arrangement 46, 48.
  • the spring force could also be aligned at a different inclination angle o- and parallel to the working axis L.
  • a third,sbei ⁇ game of the protective device 32 is shown.
  • the bearing recesses 42 are not present in the matrix tool 20 but on the retaining ring part 39 of the protective device 32.
  • the retaining ring 39 is in contrast to the first embodiment ⁇ example according to Figures 2 and 3 is not integrally connected to the elements 34, but has for storage at least one bearing recess 42 for several or all ele ⁇ ments 34 or each bearing recess 42 for each of Elements 34 on.
  • the retaining ring 39 is made of several parts. It has an outer ring part 52 and an inner ring part 53. The two ring parts 52, 53 can at junction of ⁇ le- len outside the bearing recesses 42 may be interconnected.
  • a recess or recess 54 is provided on the retaining ring member 39 and, for example, between the outer ring member 52 and the inner ring member 53 in the region of the bearing recess 42.
  • this recess 54 protrudes a projection 55 of the element 34 into it.
  • the dimension of the projection 55 is smaller than that of the Ausspa ⁇ tion 54, so that the projection 55 in the radial direction movement within the recess 54 has.
  • the existing in the bearing recess 42 elastic bearing element 43 which is also formed in the third,sbei ⁇ game by a spring assembly 44 or a spring assembly 44, acts on the associated element 34 in the radial direction relative to the working axis L.
  • This is in the element 34 for example, a cylindrical Receiving space 56 for the elastic bearing means 43 IN ANY ⁇ that is open at the outer end 47 of the element 34, so that the elastic bearing means 43 are supported in the receiving space 56 on the element 34 and the other end on the retaining ring member 39 and the outer ring member 52 can.
  • the radial biasing force generated by the elastic bearing means 43 pushes the projection 55 radially inwardly until it abuts on the retaining ring member 39 and, according to the example on the inner ring member 53 ⁇ bordering the recess 54.
  • the recess 54 and the projection 55 thus define the non-deflected rest position of the respective element 34.
  • the inner ends 35 are, as in the other embodiments, in the rest position of the elements 34 on a common circle with the radius ri.
  • the Surfaces of the inner ends 35 of the elements 34 in the circumferential direction U curved, the curvature in particular to the curvature of the lateral surface of the ironing punch 15 angeord ⁇ net is.
  • This shape of the surfaces of the inner ends 35 may also be provided in the second embodiment of the protective device 32 of Figure 4.
  • the elements 34 in the third adoptedsbei ⁇ game according to the figures 5 to 7 are mounted movable only in the radial direction.
  • the otherstrasbei play ⁇ were at least the inner ends 35 radially and axially movable.
  • the protective device 32 according to the third embodiment of Figures 5 to 7 can be pre-assembled as Bauein ⁇ unit and inserted into a receptacle 41 on Matrizenwerk ⁇ tool 20.
  • the elements 34 in the third embodiment perform only small movements in the radial direction, wherein the distance covered Di ⁇ ckendifferenz d between the inner diameter of the adjacent ironing ring 29 and thus the outer diameter of the can wall 12a on the one hand and the outer diameter of the Ab ⁇ stretching punch 15 on the other hand corresponds.
  • the bearing recesses 42 provided in the retaining ring part 39 for the elements 34 are separated from one another by intermediate walls 57 in the circumferential direction U.
  • intermediate walls 57 in the circumferential direction U.
  • an outer portion of the intermediate wall 57 on the outer ring ⁇ part 52 and an inner portion of the intermediate wall 57 on the inner ring member 53 is present.
  • the intermediate wall 57 tapers radially to the working axis L out.
  • Similar partition walls can be present also in the embodiment 41 of Figure 4 between adjacent recordings when a separate receptacle is seen ⁇ for each element of the 34th
  • the elements 34 protrude with their free ends 35 into the ironing channel 26 of the die tool 20.
  • the protective devices may be arranged in Abstreckkanal 26 32 in all exporting ⁇ approximate shape that all safety devices 32 are directly connected with the ironing punch 15 into contact when it has reached its reverse position after completion of the bayshu ⁇ esp A and before the start of the return stroke R.
  • the invention relates to a can tool 9 for producing can bodies by an ironing process.
  • the can tool 9 a along the working axis L relative to a die tool 20 movable Abstreckstempel 15 which executes a working stroke A for ironing and then after producing the vice ⁇ formed can body a return stroke R in the opposite direction.
  • the die tool 20 has, coaxially with the working axis L, an ironing channel 26 with at least one ironing ring 29. In the direction of the working stroke A behind the at least one ironing ring 29 is a
  • the protective device 32 serves to avoid or minimize the contact between the ironing punch 15 and the ironing ring 29 during the return stroke R.
  • the protective device 32 in the ironing 26 hineinra ⁇ ing elements 34 which are arranged distributed in the circumferential direction U about the longitudinal axis L.
  • the inner end 35 of each element 34 is at least radially movable away from the working axis L and movable toward the working axis L in a range of movement.
  • each element 34 may abut the ironing punch 15 to position or center it within the ironing channel 26 thereby providing a frictional or sliding contact with the at least one Ironing ring 29 to avoid. If the elements 34 and the inner ends thereof deflected out of its non-actuated rest position 35, the protective ⁇ means generates 32 and an elastic bearing means 43 a biasing force that pushes back the elements 34 and the inner ends 35 in its undeflected rest position.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Dosenwerkzeug (9) für eine Presse zum Herstellen von Dosenkörpern durch einen Abstreckziehvorgang. Hierfür weist das Dosenwerkzeug (9) einen entlang an der Arbeitsachse (L) gegenüber einem Matrizenwerkzeug (20) bewegbaren Abstreckstempel (15) auf, der zum Abstreckziehen einen Arbeitshub (A) und anschließend nach dem Umformen des Dosenkörpers einen Rückhub (R) in entgegengesetzte Richtung ausführt. Das Matrizenwerkzeug (20) weist koaxial zur Längachse (L) einen Abstreckkanal (26) mit wenigstens einem Abstreckring (29) auf. In Richtung des Arbeitshubes (A) vor oder hinter dem wenigstens einen Abstreckring (29) ist eine Schutzeinrichtung (32) im Abstreckkanal (26) angeordnet. Die Schutzeinrichtung (32) dient dazu, den Kontakt zwischen dem Abstreckstempel (15) und dem Abstreckring (29) während des Rückhubes (R) zu vermeiden oder zu minimieren. Hierfür weist die Schutzeinrichtung (32) in den Abstreckkanal (26) hineinragende Elemente (34) auf, die in Umfangsrichtung (U) um die Längsache (L) verteilt angeordnet sind. Das innere Ende (35) jedes Elements (34) ist zumindest radial von der Arbeitsachse (L) weg und zur Arbeitsachse (L) hin in einem Bewegungsbereich bewegbar. Bei einer Bewegung des Abstreckstempels (15) radial zur Arbeitsachse (L) während des Rückhubs (R) kann das innere Ende (35) jedes Elements (34) am Abstreckstempel (15) anliegen, um diesen innerhalb des Abstreckkanals (26) zu positionieren bzw. zu zentrieren und dadurch einen Reib- oder Schleifkontakt mit dem wenigstens einen Abstreckring (29) zu vermeiden.

Description

Dosenwerkzeug zum Herstellen von Dosenkörpern mit einer
Schutzeinrichtung für den Abstreckstempel
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Dosenwerkzeug für eine Presse zum Herstellen von Dosenkörpern durch Ab- streckgleit ziehen oder Abstreckziehen. Vor dem Abstreckziehen können unmittelbar ein oder mehrere Ziehvorgänge vorgeschaltet sein, um zunächst einen Becher oder Napf- soge¬ nannter Cup - und gegebenenfalls durch wenigstens eine wei¬ tere Ziehoperation einen sogenannten „Redraw" zu erhalten. Beim Abstreckziehen wird aus dem Redraw während eines Arbeitshubes eines Abstreckstempels ein abgestreckter Dosen¬ rohling oder Dosenkörper dadurch hergestellt, dass der Abstreckstempel den Becher oder Redraw durch ein Matrizenwerkzeug hindurch bewegt, das einen oder mehrere Abstreckringe aufweist. Der Durchmesser der Abstreckringe nimmt in Richtung des Arbeitshubes des Abstreckstempels ab. Dadurch wird die Wandstärke des Bechers oder Redraws während des Abstreckziehens nach und nach reduziert. Nachdem der fertig abgestreckte Dosenkörper aus dem Matrizenwerkzeug herausbe¬ wegt wurde, wird dieser mit Hilfe eines Abstreifringes vom Abstreckstempel abgestreift, während dieser seinen Rückhub durch das Matrizenwerkzeug in seine Ausgangslage durch¬ führt .
Derartige Dosenwerkzeuge für Pressen mit Abstreifrin¬ gen sind bekannt, beispielsweise aus DE 23 35 686 AI. Es hat sich allerdings herausgestellt, dass abhängig von der Ausführung der Presse durch die Abstreifringe Verschleißerscheinungen oder Beschädigungen am Abstreckstempel auftreten können. Zum Kontakt zwischen dem Stempel und dem Matri- zenwerkzeug kann es kommen,
■ wenn ein Fluchtungsfehler zwischen dem Matrizenwerkzeug und dem Stempel besteht oder
■ wenn der Stempel dynamischen Schwingungen unterworfen ist und sich aufschwingt oder
■ wenn Biegeeffekte durch äußere Einflüsse auf den Stempel einwirken, beispielsweise die Schwer¬ kraft, wenn der Stempel nicht vertikal bewegt wird, sondern zum Beispiel horizontal.
Gelangt der Abstreckstempel mit den Abstreckringen in Kontakt können sowohl der Abstreckstempel, als auch die Ab¬ streckringe verschleißen.
Es kann daher als Aufgabe der Erfindung betrachtet werden, ein Dosenwerkzeug für eine Presse zu schaffen, bei der der Verschleiß des Abstreckstempels und/oder der Ab¬ streckringe im Matrizenwerkzeug verringert ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Dosenwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Das Dosenwerkzeug weist einen entlang einer Arbeit¬ sachse relativ zu einem Matrizenwerkzeug bewegbaren Ab¬ streckstempel auf. Zu dem Matrizenwerkzeug gehört zumindest ein und vorzugsweise mehrere die Arbeitsachse vollständig umschließende Abstreckringe. Der wenigstens eine Abstreck¬ ring hat einen unveränderlichen Innendurchmesser. Der wenigstens eine Abstreckring ist vorzugsweise mit Bewegungs¬ spiel radial zur Arbeitsachse bewegbar gelagert. Dadurch können Abweichungen zwischen der Position des Abstreckstempels und der Arbeitsachse ausgeglichen werden. Der wenigs¬ tens eine Abstreckring kann alternativ dazu konzentrisch zur Arbeitsachse fixiert sein. Zu dem Matrizenwerkzeug gehört außerdem wenigstens ei¬ ne Schutzeinrichtung für den Abstreckstempel. Bei einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Schutzeinrichtungen vorge¬ sehen. Insbesondere kann jedem Abstreckring eine Schutzeinrichtung zugeordnet sein. Die wenigstens eine Schutzein¬ richtung ist in Richtung des Arbeitshubes des Abstreckstempels beim Abstrecken vor oder hinter dem wenigstens einen Abstreckring angeordnet. Sie weist mehrere um die Arbeit¬ sachse verteilt angeordnete Elemente auf. Jedes Element hat ein radial nach innen zur Arbeitsachse hin weisendes, dem Abstreckstempel zugeordnetes inneres Ende. Zumindest dieses innere Ende jedes Elements ist bewegbar gelagert. Durch diese bewegbare Lagerung kann der Radialabstand des inneren Endes gegenüber der Arbeitsachse verändert werden. Der Ab¬ stand der inneren Enden von der Arbeitsachse ist kleiner als der Radius des wenigstens einen zugeordneten Abstreckrings. Die inneren Enden liegen vorzugsweise auf einer ge¬ meinsamen Kreisbahn, könnten aber auch unterschiedliche Abstände zur Arbeitsachse aufweisen. Während des Arbeitshubes liegt das innere Ende an der Umfangswand des Dosenrohlings bzw. Dosenkörpers an. Beim Rückhub des Abstreckstempels kann das innere Ende jedes Elements am Abstreckstempel an¬ liegen, wenn sich dieser nicht konzentrisch entlang der Arbeitsachse bewegt, sondern seine Längsachse radial gegen¬ über der Arbeitsachse verschoben ist. Die Elemente dienen beim Rückhub dazu, den Abstreckstempel abzustützen bzw. zu führen, so dass er nicht in Kontakt mit dem Abstreckring gelangt. Dadurch wird der Verschleiß minimiert und es las¬ sen sich auch Dosenwerkzeuge bzw. Pressenanordnungen mit horizontaler oder schräg zur Vertikalen ausgerichteter Arbeitsachse ausführen.
Vorteilhafterweise ist die wenigstens eine Schutzein¬ richtung innerhalb eines Abstreckkanals des Matrizenwerk- zeugs angeordnet. Bei einem Ausführungsbeispiel sind mehre¬ re Schutzeinrichtungen vorhanden. Zumindest eine Schutzeinrichtung ist dabei zwischen zwei benachbarten Abstreckringen im Abstreckkanal vorhanden. Der Abstand zwischen zwei benachbarten Schutzeinrichtungen in Richtung der Arbeitsachse gemessen kann dabei dem Abstand zweier benachbarter Abstreckringe entsprechen. Der Abstand zwischen zwei be¬ nachbarten Schutzeinrichtungen ist vorzugsweise kleiner als die Länge des Abstreckstempels, so dass dieser stets durch zumindest eine Schutzeinrichtung geführt bzw. beaufschlagt ist. Insbesondere können die Schutzeinrichtungen derart im Abstreckkanal angeordnet sein, dass alle Schutzeinrichtun¬ gen unmittelbar mit dem Abstreckstempel in Kontakt sind, wenn dieser seine Umkehrlage nach Vollendung des Arbeitshu¬ bes und vor Beginn des Rückhubes erreicht hat.
Zumindest das innere Ende jedes Elements der wenigs¬ tens einen Schutzeinrichtung ist radial bewegbar. Bei einer Ausführungsform kann zumindest das innere Ende jedes Ele¬ ments zusätzlich auch axial bewegbar sein. Die radiale, bzw. axiale Bewegung kann als lineare Bewegung oder als Schwenkbewegung ausgeführt sein.
Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Elemente einer Schutzeinrichtung über einen Halteringteil miteinander verbunden, wobei dieser Verbindung als einstückige Verbindung ausgeführt sein kann. Die Elemente und der Halteringteil bestehen bei einer Ausführung aus demselben Material und sind ohne Naht- und Fügestelle miteinander verbunden. Eine solche Schutzeinrichtung lässt sich besonders einfach und kostengünstig herstellen, beispielsweise als Stanz- und/oder Biegeteil aus Blech oder als Gussteil aus Kunst¬ stoff. Die Elemente der Schutzeinrichtung erstrecken sich in ihrer unbeaufschlagten Ruhestellung vorzugsweise in einer Radialebene nach innen zur Arbeitsachse hin. Dabei können die Elemente unmittelbar im Anschluss an den Halteringteil einen Biegeabschnitt aufweisen. An diesem Biegeabschnitt ist das jeweilige Element der Schutzeinrich¬ tung schwenkbar. Die Schwenkachse des jeweiligen Biegeab¬ schnitts verläuft tangential zur Umfangsrichtung um die Ar¬ beitsachse. Bei einer Schwenkbewegung um diese Schwenkachse wird das innere Ende des Elements sowohl radial als auch axial gegenüber der Arbeitsachse bewegt.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Schutzeinrichtung sind die Elemente separat voneinander in einer gemeinsamen Lageraussparung des Matrizenwerkzeugs oder des Hal- teringteils der Schutzeinrichtung angeordnet. Der Halte¬ ringteil der Schutzeinrichtung kann aus einem oder mehreren Ringteilen bestehen. Dabei sind die Elemente aus einem starren Material und durch ein elastisches Lagermittel am Matrizenwerkzeug bzw. am Halteringteil verschiebbar ange¬ ordnet. Als elastisches Lagermittel kann beispielsweise ei¬ ne Federanordnung dienen, die eine Federkraft auf das je¬ weils zugeordnete elastische Element ausübt. Die Federkraft kann unmittelbar radial nach innen zur Arbeitsachse hin gerichtet sein oder durch Umlenkmittel in eine radiale Rich¬ tung zur Arbeitsachse hin umgelenkt werden, so dass die Elemente in ausgelenktem Zustand in ihre Ruhelage gedrängt werden, in der der Radialabstand zur Arbeitsachse am kleinsten ist. Vorzugsweise ist die Verschiebbarkeit der Elemente bei einer Ausführung auf eine lineare Verschiebung in Radialrichtung gegenüber der Arbeitsachse begrenzt. Der Platzbedarf dieser Schutzeinrichtung ist mithin gering.
Die Elemente einer Schutzeinrichtung können an ihrem dem inneren Ende entgegengesetzten äußeren Ende eine in Axialrichtung geneigte Anlagefläche aufweisen. Diese ist insbesondere einer in Axialrichtung entsprechend geneigten Führungsfläche der Lageraussparung zugeordnet. Die Anlage¬ fläche liegt an der Führungsfläche an, so dass bei einer axialen Verschiebung des Elements gleichzeitig eine radiale Bewegung erfolgen kann. Das elastische Mittel kann bei die¬ ser Ausführung beispielsweise eine axiale Federkraft auf das jeweilige Element ausüben, die dann durch die geneigten Flächen in eine radiale Kraft bzw. Bewegung umgelenkt wird. Die geneigten Flächen dienen mithin als Umlenkflächen.
Vorzugsweise befinden sich die inneren Enden der Elemente einer Schutzeinrichtung in ihrer nicht ausgelenkten Ruhelage auf einem gemeinsamen Kreis, der konzentrisch zur Arbeitsachse angeordnet ist. Der Durchmesser dieses Kreises ist maximal so groß wie der Durchmesser des Abstreckstempels.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen sowie der Beschreibung. Die Beschreibung beschränkt sich auf wesentliche Merkmale der Erfindung. Die Zeichnung ist ergänzend heranzuziehen. Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnliche Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels des Dosen¬ werkzeugs für eine Presse,
Figur 2 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schutz¬ einrichtung für das Dosenwerkzeug nach Figur 1 in einer schematischen Schnittdarstellung,
Figur 3 die Schutzeinrichtung nach Figur 2 in einer Teildarstellung in Draufsicht entlang der Arbeitsachse, Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schutz¬ einrichtung für das Dosenwerkzeug nach Figur 1 in schemati- scher Schnittdarstellung,
Figur 5 ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schutz¬ einrichtung für das Dosenwerkzeug nach Figur 1 in perspektivischer Teildarstellung,
Figur 6 das Ausführungsbeispiel der Schutzeinrichtung nach Figur 5 in einer Draufsicht entlang der Arbeitsachse und
Figur 7 das Ausführungsbeispiel der Schutzeinrichtung nach Figuren 5 und 6 in einem Längsschnitt entlang der Arbeitsachse gemäß Schnittlinie A-A in Figur 6.
In Figur 1 ist nach Art eines Blockschaltbildes sehr schematisch ein Dosenwerkzeug 9 für eine Presse veranschau¬ licht. Das Dosenwerkzeug 9 dient zum Ziehen und Abstrecken eines Blechrohlings 11 zu einem Dosenkörper. Der Dosenkörper weist eine zylinderförmige Dosenwand 12a und einen sich ohne Naht- und Fügestelle daran anschließenden Dosenboden 12b oder Dosendeckel auf. Als Blechrohling 11 bzw. als Aus¬ gangswerkstück dient beispielsgemäß eine Ronde, wie in Fi¬ gur 1 veranschaulicht.
Der Blechrohling 11 bzw. die Ronde wird in einem Arbeitsgang durch die Presse zunächst durch einen beispiels¬ gemäß mehrstufigen Ziehvorgang zunächst in einen Becher o- der Napf und anschließend in wenigstens einer weiteren Zie¬ hoperation in einen Redraw 12 (Figur 2) umgeformt. Der Redraw 12 wird anschließend durch Abstrecken in den Dosenkörper umgeformt.
Das Dosenwerkzeug 9weist bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel mehrere über einen nicht näher darge¬ stellten Antrieb der Presse in Richtung einer Arbeitsachse L bewegbare Werkzeuge auf. Beispielsgemäß ist entlang der Arbeitsachse L ein Abstreckstempel 15 bewegbar angeordnet. Koaxial zum Abstreckstempel 15 ist ein hohlzylindrischer Ziehstempel 16 bewegbar angeordnet. Koaxial zum Ziehstempel 16 ist entlang der Arbeitsachse L bewegbar ein ringförmiger Niederhalter 17 angeordnet.
Das Dosenwerkzeug 9verfügt außerdem über ein bei¬ spielsgemäß unbeweglich am Pressengestell gelagertes Matri¬ zenwerkzeug 20. Das Matrizenwerkzeug 20 weist eine ringför¬ mige Auflagefläche 21 für den Blechrohling 11 auf. Die Auf¬ lagefläche 21 umgibt einen zylindrischen ersten Abschnitt 22 eines Umformkanals 23, in dem eine oder mehrere Ziehmat¬ rizen 22a, 22b angeordnet sind. Die erste Ziehmatrize 22a begrenzt die Auflagefläche 21.
An diesen ersten Abschnitt 22 schließt sich ein zweiter Abschnitt 24 des Umformkanals 23 an, wobei der Durch¬ messer des zweiten Abschnitts kleiner ist, so dass im Übergang zwischen den beiden Abschnitten 22, 24 eine Ringstufe 25 mit der zweiten Ziehmatrize 22b gebildet ist. Diese Ringstufe 25 dient als Anschlag für den Ziehstempel 16. Die beiden Abschnitte 22, 24 des Umformkanals 23 sind koaxial zur Arbeitsachse L angeordnet.
Im zweiten Abschnitt 24 des Umformkanals 23 ist im An- schluss an die zweite Ziehmatrize 22b ein Abstreckkanal 26 gebildet. Im Anschluss an den wenigstens einen und die bei¬ spielsgemäß zwei Ziehvorgänge wird der Redraw 12 durch eine fortgesetzte Bewegung des Abstreckstempels 15 im Abstreck¬ kanal 26 abgestreckt.
An dem der Auflagefläche 21 entgegengesetzten Ende des Umformkanals 23 bzw. des Abstreckkanals 26 ist ein Ab¬ streifring 27 koaxial zur Arbeitsachse L befestigt. Der Ab¬ streifring 27 hat die Aufgabe, den umgeformten Dosenkörper nach dem Abstreckziehen vom Abstreckstempel 15 abzustrei¬ fen, während sich der Abstreckstempel 15 nach Abschluss des Arbeitshubes A durch Ausführung eines Rückhubes R in seine Ausgangslage zurückbewegt.
Beispielsgemäß weist das Dosenwerkzeug 9 auch einen Domer 28 auf. Der Domer 28 arbeitet mit der Stirnfläche des Abstreckstempels 15 zusammen, um dem Dosenboden 12b eine gewünschte Form zu geben. Anstelle des Dosenbodens 12b kann dem Domer 28 oder einem anderen geeigneten Umformwerkzeug auch der obere Bereich - beispielsweise der Ventilbereich einer Aerosoldose - zugeordnet sein und umgeformt werden. Im Abstreckkanal 26 des Matrizenwerkzeugs 20 ist we¬ nigstens ein Abstreckring 29 angeordnet. Bei dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind mehrere Abstreckrin¬ ge 29 vorhanden, wobei deren Anzahl und Abstand variieren kann. Lediglich beispielhaft sind drei Abstreckringe 29 dargestellt. Die Abstreckringe 29 umschließen die Arbeit¬ sachse L vollständig ringförmig. Der Innendurchmesser der Abstreckringe nimmt in Richtung des Arbeitshubs A ab.
Dadurch wird die Wandstärke der Dosenwand 12a während des Arbeitshubes A durch den Abstreckkanal 26 stufenweise redu¬ ziert und die Höhe der Dosenwand 12a nimmt aufgrund des dadurch verursachten Materialflusses zu.
Die Presse mit dem Dosenwerkzeug 9 arbeitet wie folgt:
Eine Ronde bzw. ein Blechrohling 11 wird auf die Auf¬ lagefläche 21 der ersten Ziehmatrize 22a des Matrizenwerk¬ zeugs 20 koaxial zur Arbeitsachse L positioniert. Über den Niederhalter 17 wird der Blechrohling 11 mit einer Ein- spannkraft an der Auflagefläche 21 gehalten. Anschließend wird der Ziehstempel 16 in den ersten Abschnitt 22 des Mat¬ rizenwerkzeugs 20 hinein bewegt, wodurch der plattenförmige Blechrohling 11 in einen Napf - sogenannter „Cup" - umgeformt wird. Der Boden dieses Napfes wird über den Ziehstem¬ pel 16 gegen die Ringstufe 25 des Matrizenwerkzeugs 20 ge¬ spannt .
Durch einen Arbeitshub A des Abstreckstempels 15 wird der Napf zunächst durch die zweite Ziehmatrize 22b gezogen und in den Redraw 12 umgeformt. Anschließend bewegt der Ab¬ streckstempel 15 den Redraw 12 weiter in den Abstreckkanal 26 und vollständig durch diesen hindurch. Dabei wird der Redraw 12 abgestreckt und die Wandstärke der Dosenwand 12a stufenweise an jedem Abstreckring 29 verringert. Zwischen der Stirnfläche des Abstreckstempels 15 und dem Domer 28 wird schließlich die Form des Dosenbodens 12b umgeformt, insbesondere konkav zum Doseninneren hin gewölbt. Alterna¬ tiv dazu kann wie oben erläutert auch der obere Bereich des Dosenkörpers in Richtung des Arbeitshubes unten angeordnet sein und umgeformt werden. Beim anschließenden Rückhub R des Abstreckstempels 15 wird der abgestreckte Dosenkörper über den Abstreifring 27 vom Abstreckstempel 15 abgestreift .
Somit ist während des Rückhubs R des Abstreckstempels 15 durch den Abstreckkanal 26 kein Dosenkörper am Abstreckstempel 15 vorhanden. Um den Abstreckstempel 15 vor Verschleiß oder Beschädigungen zu schützen weist das Matrizenwerkzeug 20 wenigstens eine und beispielsgemäß mehrere Schutzeinrichtungen 32 auf. Die wenigstens eine Schutzeinrichtung 32 dient dazu, den Abstreckstempel 15 innerhalb des Abstreckkanals 26 abzustützen bzw. zu führen, so dass der Kontakt des Abstreckstempels 15 mit den wenigstens ei¬ nen Abstreckring 29 vermieden oder die Kontaktkraft zumindest reduziert wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbei¬ spiel sind mehrere Schutzeinrichtungen 32 innerhalb des Ab¬ streckkanals 26 vorhanden. Der Abstand zwischen zwei be¬ nachbarten Schutzeinrichtungen 32 gemessen in Richtung der Arbeitsachse L ist kleiner als die Länge des Abstreckstem¬ pels 15, so dass dieser bei seinem Rückhub R stets durch wenigstens eine Schutzeinrichtung 32 geführt bzw. gestützt wird. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist jedem Abstrickring 29 eine Schutzeinrichtung 32 zugeordnet. Die Schutzeinrichtung 32 befindet sich in Richtung des Arbeitshubes A des Abstreckstempels 15 gesehen hinter den zu¬ geordneten Abstreckring 29. Der Abstreckring 29 und die zugeordnete Schutzeinrichtung 32 bilden gemeinsam sozusagen ein Ringpaar 33.
Die Schutzeinrichtung 32 weist eine Mehrzahl von um die Arbeitsachse L insbesondere regelmäßig verteilt ange¬ ordnete Elemente 34 auf. Das jeweils radial innere Ende 35 jedes Elements 34 ist dem Abstreckstempel 15 zugeordnet. Beim Arbeitshub A des Abstreckstempels liegen die inneren Enden 35 der Schutzeinrichtung 32 zunächst an der Dosenwand 12a an, bevor sie direkt mit dem Abstreckstempel 15 in Kon¬ takt gelangen. Beim Rückhub R des Abstreckstempels 15 sind die inneren Enden 35 in Kontakt mit der Umfangsfläche des Abstreckstempels 15. Dadurch lassen sich Querabweichungen der Längsachse des Abstreckstempels 15 gegenüber der Ar¬ beitsachse L des Dosenwerkzeugs 9reduzieren oder eliminie¬ ren .
Ein erstes Ausführungsbeispiel an der Schutzeinrich¬ tung 32 ist in den Figuren 2 und 3 dargestellt. Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel ist die Schutzeinrichtung 32 von einem einzigen Bauteil ohne Naht- und Fügestellen gebildet. Die Schutzeinrichtung 32 kann somit einstückig als Stanz- Biegeteil aus Metall oder als Gussteil aus Kunststoff her¬ gestellt sein. Die Elemente 34 sind über einen gemeinsamen Halteringteil 39 der Schutzeinrichtung 32 miteinander verbunden. Der Halteringteil 39 um schließt die Elemente 34 in deren nicht ausgelenkter Ruhelage koaxial. Jedes Element 34 ragt vom Halteringteil 39 aus radial nach innen zur Arbeit¬ sachse L hin. Die Dicke eines Halteelements 34 ist in einem Abschnitt zwischen dem Halteringteil 39 und dem radial in¬ neren ende 35 reduziert, wodurch dort eine Biegeabschnitt 40 gebildet ist. Der Biegeabschnitt 40 schließt beispiels¬ gemäß unmittelbar an den Halteringteil 39 an, der einen rechteckförmigen Querschnitt aufweisen kann. In diesem Biegeabschnitt 40 weist jedes Element 34 eine Schwenkachse auf, die tangential zur Umfangsrichtung U um die Arbeit¬ sachse L verläuft. Um diese Schwenkachse im Biegebereich 40 ist das innere Ende 35 schwenkbar. In Ruhelage, in nicht ausgelenktem Zustand, liegen alle inneren Enden 35 der Ele- mente 34 einer gemeinsamen Schutzeinrichtung 32 auf einem gemeinsamen Kreis mit einem Radius ri. Dieser Radius ri ist größer als der Radius des Abstreckstempels 15. Dadurch kann sich der Abstreckstempel 15, wenn sich seine Längsachse entlang der Arbeitsachse L bewegt, ohne Kontakt mit der Schutzeinrichtung 32 seinen Rückhub R ausführen. Der Radius ri ist kleiner als der Radius des der Schutzeinrichtung 32 jeweils zugeordneten Abstreckrings 29, um den Kontakt zwi¬ schen dem Abstreckstempel 15 und dem Abstreckring 29 vermeiden zu können, sollte der Abstreckstempel 15 sich radial zur Arbeitsachse L bewegen.
Da während des Arbeitshubes A der Redraw 12 auf dem Abstreckstempel 15 sitzt, werden die Elemente 34 in ihrem Biegebereich 40 beim Arbeitshub A geschwenkt, so dass ihr jeweils inneres Ende 35 sich sowohl axial, parallel zur Ar¬ beitsachse L, als auch radial von der Arbeitsachse L weg bewegt. Vor dem Rückhub R des Abstreckstempels 15 federn die Elemente 34 zurück, so dass ihre inneren Enden 35 unmittelbar am Abstreckstempel 15 anliegen und diesen in eine gewünschte Position konzentrisch zur Arbeitsachse L drü¬ cken .
Die Schutzeinrichtung 32 ist am Matrizenwerkzeug 20 in einer ringförmigen Aufnahme 41 angeordnet. In Richtung des Arbeitshubes A unterhalb des Biegeabschnitts 40 und unter¬ halb des freien Endes 35 jedes Elements 34 ist die Aufnahme 41 erweitert, um die Schwenkbewegung der Elemente 34 nicht zu behindern.
Wie aus Figur 2 zu erkennen ist, können die Abstreckringe 29 in Radialrichtung gegenüber der Arbeitsachse L mit Bewegungsspiel im Matrizenwerkzeug 20 gelagert sein.
Dadurch zentriert sich der Abstreckring 29 beim Arbeitshubes A des Abstreckstempels 15 gegenüber dem Abstreckstempel 15 bzw. dem Dosenkörper, so dass eine gleichmäßige Wand¬ stärke der Dosenwand 12a erreicht wird, selbst wenn gewisse Abweichungen zwischen der Längsachse des Abstreckstempels 15 und der Arbeitsachse L des Dosenwerkzeugs 9 auftreten sollten .
Bei den Ausführungsbeispielen gemäß der Figuren 4 bis 7 ist die Schutzeinrichtung 32 mehrteilig ausgeführt. Die Elemente 34 der Schutzeinrichtung 32 sind jeweils als sepa¬ rate Bauteile ausgeführt und somit im Unterschied zum ers¬ ten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 und 3 lösbar mitei¬ nander verbunden.
Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 haben die Ele¬ mente 34 eine in etwa quaderförmige Gestalt. Jedes Element 34 ist in einer Lageraussparung 42 gelagert. Die Elemente 34 können in einer gemeinsamen Lageraussparung 42 oder in einer jeweils zugeordneten Lageraussparung 42 getrennt voneinander angeordnet sein. Bei dem in Figur 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die wenigstens eine Lageraussparung 42 am Matrizenwerkzeug 20 angeordnet. Die Lageraussparung 42 könnte auch in Abwandlung hierzu an einem separaten Hal- teringteil 39 der Schutzeinrichtung 32 vorgesehen sein, der dann in eine ringförmige Aufnahme 41 am Matrizenwerkzeug 20 eingesetzt wird. Die Elemente 34 sind unelastisch starr ausgeführt und verformen sich beim Betrieb der Presse bzw. des Dosenwerkzeugs 9 nicht. Wie bei den anderen Ausfüh¬ rungsbeispielen auch, befinden sich die inneren Enden 35 der Elemente 34 auf einem Kreis mit dem Radius ri, der grö¬ ßer ist als der Radius des Abstreckstempels 15 und kleiner als der Radius des jeweisl zugeordneten Abstreckrings 29. Dadurch ist sichergestellt, dass die Elemente 34 beim Rück¬ hub R den Kontakt zwischen dem Abstreckstempel 15 und dem Abstreckring 29 verhindern können. Die Elemente 34 sind bei dem zweiten Ausführungsbei¬ spiel nach Figur 4 durch ein elastisches Lagermittel 43, bspw. eine Federanordnung 44, radial zur Arbeitsachse L und gleichzeitigaxial parallel zur Arbeitsachse L verschiebbar in der Lagerausnehmung 42 gelagert. Das Lagermittel ist beispielsgemäß vollständig innerhalb der Lagerausnehmung 42 angeordnet und kann beispielsweise in eine Vertiefung am zugeordneten Element 34 und/oder innerhalb der Lagerausnehmung 42 am Matrizenwerkzeug 20 eingreifen. Das elastische Lagermittel 43 erzeugt eine Vorspannkraft auf das jeweils zugeordnete Element 34, wenn sich dieses außerhalb seiner Ruhelage befindet. Die Vorspannkraft ist nicht nur axial sondern auch radial nach innen zur Arbeitsachse L hin gerichtet. Die Elemente 34 werden durch das jeweils zugeord¬ nete elastische Lagermittel 43 in ihre nicht ausgelenkte Ruhelage gedrückt, die in Figur 4 veranschaulicht ist.
Wie veranschaulicht, erzeugt das von der Federanord¬ nung 44 gebildete elastische Lagermittel 43 eine Feder¬ kraft, die beispielsgemäß schräg zur Arbeitsachse L gerich¬ tet ist. Um eine Vorspannung des Elements 34 radial zur Ar¬ beitsachse L zu erreichen, ist beispielsgemäß ein Umlenk¬ mittel 45 vorgesehen. Das Umlenkmittel 45 ist beispielsge¬ mäß durch eine Schrägflächenanordnung gebildet, die schräg zur Arbeitsachse L geneigt ist. Zur Schrägflächenanordnung gehört eine gegenüber der Arbeitsachse L in Axialrichtung geneigte Anlagefläche 46 an dem dem inneren Ende 35 entge¬ gen gesetzten äußeren Ende 47 des Elementes 34. Die Anlage¬ fläche 46 liegt an einer entsprechend gegenüber der Arbeit¬ sachse L geneigt verlaufenden Führungsfläche 48 der La¬ gerausnehmung 42 an. Die Neigung der Anlagefläche 46 und der Führungsfläche 48 ist derart, dass ihr Abstand zur Ar¬ beitsachse L in Richtung des Arbeitshubes A zunimmt.
Dadurch kann sich der Abstand des inneren Endes 35 von der Arbeitsachse L vergrößern, wenn sich das Element 34 in Richtung des Arbeitshubes A entlang der Arbeitsachse L in der Lagerausnehmung 42 entgegen der Kraft des elastischen Lagermittels 43 bewegt. Parallel zur Arbeitsachse L gesehen ist die Lagerausnehmung 42 größer als das darin gelagerte Element 34, so dass für die axiale Verschiebung des Elemen¬ tes 34 ein Freiraum in der Lagerausnehmung 42 vorhanden ist. Durch das elastische Lagermittel 43 wird das Element 34 in seine Ausgangslage vorgespannt, in der der Abstand zwischen dem inneren Ende 35 und der Arbeitsachse L minimal ist und dem Radius ri entspricht. Bei diesem Ausführungs¬ beispiel ist somit das Element 34 axial parallel zur Ar¬ beitsachse L sowie radial zur Arbeitsachse L verschiebbar in der Lagerausnehmung 42 gelagert.
Die Neigung der Federn der Federanordnung 44 und mithin die jeweilige Richtung der Federkraft entspricht beim Ausführungsbeispiel parallel zu der Neigung der jeweils der Feder zugeordneten Schrägflächenanordnung 46, 48. Die Federkraft könnte auch unter einem anderen Neigungswinkel o- der auch parallel zur Arbeitsachse L ausgerichtet sein.
In den Figuren 5 bis 7 ist ein drittes Ausführungsbei¬ spiel der Schutzeinrichtung 32 dargestellt. Im Unterschied zum zweiten Ausführungsbeispiel nach Figur 4 sind die La- gerausnehmungen 42 nicht im Matrizenwerkzeug 20, sondern am Halteringteil 39 der Schutzeinrichtung 32 vorhanden. Der Halteringteil 39 ist im Unterschied zum ersten Ausführungs¬ beispiel gemäß der Figuren 2 und 3 nicht einstückig mit den Elementen 34 verbunden, sondern weist zu deren Lagerung wenigstens eine Lageraussparung 42 für mehrere oder alle Ele¬ mente 34 oder jeweils eine Lageraussparung 42 für jedes der Elemente 34 auf. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbei¬ spiel ist der Halteringteil 39 mehrteilig ausgeführt. Er weist ein äußeres Ringteil 52 und ein inneres Ringteil 53 auf. Die beiden Ringteile 52, 53 können an Verbindungsstel¬ le- len außerhalb der Lageraussparungen 42 miteinander verbunden sein.
Beim dritten Ausführungsbeispiel der Schutzeinrichtung 32 ist am Halteringteil 39 und beispielsgemäß zwischen dem äußeren Ringteil 52 und dem inneren Ringteil 53 im Bereich der Lageraussparung 42 eine Vertiefung oder Aussparung 54 vorhanden. In diese Aussparung 54 ragt ein Vorsprung 55 des Elements 34 hinein. Radial zur Arbeitsachse L gemessen ist die Abmessung des Vorsprungs 55 kleiner als die der Ausspa¬ rung 54, so dass der Vorsprung 55 in Radialrichtung Bewegungsspiel innerhalb der Aussparung 54 hat.
Das in der Lageraussparung 42 vorhandene elastische Lagerelement 43, das auch bei dem dritten Ausführungsbei¬ spiel durch eine Federanordnung 44 gebildet ist oder eine Federanordnung 44 aufweist, beaufschlagt das zugeordnete Element 34 in Radialrichtung gegenüber der Arbeitsachse L. Hierfür ist im Element 34 ein beispielsweise zylindrischer Aufnahmeraum 56 für das elastische Lagermittel 43 vorhan¬ den, der am äußeren Ende 47 des Elements 34 offen ist, so dass sich das elastische Lagermittel 43 im Aufnahmeraum 56 am Element 34 und mit dem anderen Ende am Halteringteil 39 bzw. dem äußeren Ringteil 52 abstützen kann. Die durch das elastische Lagermittel 43 erzeugte radiale Vorspannkraft drückt den Vorsprung 55 radial nach innen, bis er am Halteringteil 39 und beispielsgemäß am inneren Ringteil 53 an¬ grenzend an die Aussparung 54 anliegt. Die Aussparung 54 und der Vorsprung 55 definieren somit die nicht ausgelenkte Ruhelage des jeweiligen Elements 34. Die inneren Enden 35 liegen wie bei den anderen Ausführungsbeispielen auch in der Ruhelage der Elemente 34 auf einem gemeinsamen Kreis mit dem Radius ri.
Wie insbesondere in Figur 6 zu erkennen ist, sind die Flächen der inneren Enden 35 der Elemente 34 in Umfangs- richtung U gekrümmt, wobei die Krümmung insbesondere an die Krümmung der Mantelfläche des Abstreckstempels 15 angeord¬ net ist. Diese Form der Flächen der inneren Enden 35 kann auch bei der zweiten Ausführungsform der Schutzeinrichtung 32 nach Figur 4 vorgesehen sein.
Im Unterschied zu den ersten beiden Ausführungsbei¬ spielen sind die Elemente 34 beim dritten Ausführungsbei¬ spiel gemäß der Figuren 5 bis 7 ausschließlich in Radialrichtung bewegbar gelagert. Bei den anderen Ausführungsbei¬ spielen waren zumindest die inneren Enden 35 radial und axial bewegbar. Die Schutzeinrichtung 32 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel nach Figuren 5 bis 7 kann als Bauein¬ heit vormontiert und in eine Aufnahme 41 am Matrizenwerk¬ zeug 20 eingesetzt werden. Die Elemente 34 beim dritten Ausführungsbeispiel führen lediglich kleine Bewegungen in Radialrichtung aus, wobei der zurückgelegte Weg der Di¬ ckendifferenz d zwischen dem Innendurchmesser des benachbarten Abstreckrings 29 und mithin dem Außendurchmesser der Dosenwand 12a einerseits und dem Außendurchmesser des Ab¬ streckstempels 15 andererseits entspricht.
Die im Halteringteil 39 vorhandenen Lageraussparungen 42 für die Elemente 34 sind durch Zwischenwände 57 in Um- fangsrichtung U voneinander getrennt. Beim Ausführungsbeispiel ist ein äußerer Abschnitt der Zwischenwand 57 am äu¬ ßeren Ringteil 52 und ein innerer Abschnitt der Zwischenwand 57 am inneren Ringteil 53 vorhanden. Die Zwischenwand 57 verjüngt sich radial gesehen zur Arbeitsachse L hin. Ähnliche Zwischenwände können auch beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 zwischen benachbarten Aufnahmen 41 vorhanden sein, wenn für jedes Element 34 eine separate Aufnahme vor¬ gesehen ist. Die Elemente 34 ragen bei allen Ausführungsformen mit ihren freien Enden 35 in den Abstreckkanal 26 des Matrizenwerkzeugs 20 hin. Insbesondere können bei allen Ausfüh¬ rungsformen die Schutzeinrichtungen 32 derart im Abstreckkanal 26 angeordnet sein, dass alle Schutzeinrichtungen 32 unmittelbar mit dem Abstreckstempel 15 in Kontakt sind, wenn dieser seine Umkehrlage nach Vollendung des Arbeitshu¬ bes A und vor Beginn des Rückhubes R erreicht hat.
Die Erfindung betrifft ein Dosenwerkzeug 9 zum Her¬ stellen von Dosenkörpern durch einen Abstreckziehvorgang . Hierfür weist das Dosenwerkzeug 9 einen entlang an der Arbeitsachse L gegenüber einem Matrizenwerkzeug 20 bewegbaren Abstreckstempel 15 auf, der zum Abstreckziehen einen Arbeitshub A und anschließend nach dem Herstellen des umge¬ formten Dosenkörpers einen Rückhub R in entgegengesetzte Richtung ausführt. Das Matrizenwerkzeug 20 weist koaxial zur Arbeitsachse L einen Abstreckkanal 26 mit wenigstens einem Abstreckring 29 auf. In Richtung des Arbeitshubes A hinter dem wenigstens einen Abstreckring 29 ist eine
Schutzeinrichtung 32 im Abstreckkanal 26 angeordnet. Die Schutzeinrichtung 32 dient dazu, den Kontakt zwischen dem Abstreckstempel 15 und dem Abstreckring 29 während des Rückhubes R zu vermeiden oder zu minimieren. Hierfür weist die Schutzeinrichtung 32 in den Abstreckkanal 26 hineinra¬ gende Elemente 34 auf, die in Umfangsrichtung U um die Längsache L verteilt angeordnet sind. Das innere Ende 35 jedes Elements 34 ist zumindest radial von der Arbeitsachse L weg und zur Arbeitsachse L hin in einem Bewegungsbereich bewegbar. Bei einer Bewegung des Abstreckstempels 15 radial zur Arbeitsachse L während des Rückhubs R kann das innere Ende 35 jedes Elements 34 am Abstreckstempel 15 anliegen, um diesen innerhalb des Abstreckkanals 26 zu positionieren bzw. zu zentrieren und dadurch einen Reib- oder Schleifkontakt mit dem wenigstens einen Abstreckring 29 zu vermeiden. Werden die Elemente 34 bzw. deren inneren Enden 35 aus ihrer unbetätigten Ruhelage ausgelenkt, erzeugt die Schutz¬ einrichtung 32 bzw. ein elastisches Lagermittel 43 eine Vorspannkraft, die die Elemente 34 bzw. die inneren Enden 35 in ihre nicht ausgelenkte Ruhelage zurückdrängt.
Bezugs zeichenliste :
9 Dosenwerkzeug
11 Blechrohling
12 Napf oder Redraw
12a Dosenwand
12b Dosenboden
15 Abstreckstempel
16 Ziehstempel
17 Niederhalter
20 Matrizenwerkzeug
21 Auflagefläche
22 erste Abschnitt des Umformkanals 22a erste Ziehmatrize
22b zweite Ziehmatrize
23 Umformkanal
24 zweiter Abschnitt des Umformkanals
25 Ringstufe
26 Abstreckkanal
27 Abstreifring
28 Domer
29 Abstreckring
32 Schutzeinrichtung
33 Abstreckmodul
34 Element
35 inneres Ende des Elements
39 Halteringteil
40 Biegeabschnitt
41 Aufnahme
42 Lageraussparung 43 elastisches Lagermittel
44 Federanordnung
45 Umlenkmittel
46 Anlagefläche
47 äußeres Ende des Elements
48 Führungsfläche
52 äußeres Ringteil
53 inneres Ringteil
54 Aussparung
55 Vorsprung
56 Aufnahmeraum
57 Zwischenwand
A Arbeitshub
d Dickendifferenz
L Arbeitsachse
R Rückhub
ri Radius

Claims

Patentansprüche :
1. Dosenwerkzeug (9) für eine Presse zum Herstellen von Dosenkörpern durch Abstreckziehen, mit einem entlang einer Arbeitsachse (L) relativ zu einem Matrizenwerkzeug (20) bewegbaren Abstreckstempel (15) , wobei das Matrizenwerkzeug (20) wenigstens einen die Arbeitsachse (L) umschließenden Abstreckring (29) aufweist, wobei das Matrizenwerkzeug (20) wenigstens eine Schutz¬ einrichtung (32) für den Abstreckstempel (15) aufweist, die in Richtung des Arbeitshubes (A) des Abstreckstempels (15) gesehen vor oder hinter dem wenigstens einen Abstreckring (29) angeordnet ist und mehrere um die Ar¬ beitsachse (L) verteilt angeordnete Elemente (34) auf¬ weist, die jeweils ein radial nach innen weisendes, dem Abstreckstempel (15) zugeordnetes inneres Ende (35) aufweisen, wobei zumindest dieses innere Ende (35) je¬ des Elements (34) bewegbar gelagert ist, so dass der Radialabstand des inneren Endes (35) jedes Elements (34) gegenüber der Arbeitsachse (L) veränderbar ist, und wobei das innere Ende (35) jedes Elements (34) ei¬ nen Abstand (ri) zur Arbeitsachse (L) aufweist, der kleiner ist als der Radius des wenigstens einen Ab¬ streckrings (29) .
2. Dosenwerkzeug nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schutzeinrichtun¬ gen (32) vorhanden sind und wenigstens eine Schutzein- richtung (32) zwischen zwei Abstreckringen (29) angeordnet ist.
3. Dosenwerkzeug nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der axiale Abstand zwi¬ schen zwei benachbarten Schutzeinrichtungen (32) kleiner ist als die Länge des Abstreckstempels (15) .
4. Dosenwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (34) der Schutzeinrichtung (32) über einen Halteringteil (39) miteinander verbunden sind.
5. Dosenwerkzeug nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass sich die Elemente (34) der Schutzeinrichtung (32) ausgehend vom Halteringteil (39) in einer Radialebene nach innen zur Arbeitsachse (L) hin erstrecken.
6. Dosenwerkzeug nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (34) zwischen dem inneren Ende (35) und dem Halteringteil (39) einen Biegeabschnitt (40) aufweisen, über den das innere Ende (35) um eine tangential zur Umfangsrichtung (U) um die Arbeitsachse (L) verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist .
7. Dosenwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (34) der Schutzeinrichtung (32) separat in einer gemeinsamen Lageraussparung (42) oder in jeweils einer Lageraussparung (42) des Matrizenwerkzeugs (20) und/oder eines Halteringteils (39) der Schutzeinrichtung (32) angeord¬ net sind.
8. Dosenwerkzeug nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (34) starr sind und durch ein elastisches Lagermittel (43) am Mat¬ rizenwerkzeug (20) und/oder am Halteringteil (39) ver¬ schiebbar angeordnet sind.
9. Dosenwerkzeug nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Lagermittel (43) eine radial nach innen zur Arbeitsachse (L) hin gerichtete Vorspannkraft auf das zugeordnete Element (34) erzeugt.
10. Dosenwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elemente (34) an ihrem dem inneren Ende (35) entgegengesetzten äußeren Ende (47) eine in Axialrichtung geneigte Anlagefläche (46) aufweisen .
11. Dosenwerkzeug nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Lageraussparung (42) radial innen zur Arbeitsachse (L) hin offen ist und ra¬ dial außen eine in Axialrichtung geneigte Führungsflä¬ che (48) aufweist.
12. Dosenwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstreckringe (29) vorhanden sind und benachbart zu jedem Abstreckring (29) eine Schutzeinrichtung (32) angeordnet ist.
13. Dosenwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ende des Matri¬ zenwerkzeugs (20) ein Abstreifring (28) zum Abstreifen des umgeformten Dosenkörpers vom Abstreckstempel (15) vorhanden ist.
14. Dosenwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Enden (35) der Elemente (34) der Schutzeinrichtung (32) einenAbstand (ri) zur Arbeitsachse (L) aufweisen, dergrößer ist als der Radius des Abstreckstempels (15) .
15. Dosenwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsachse (L) hori¬ zontal oder unter einem spitzen Winkel geneigt zur Horizontalen angeordnet ist.
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