DE1704313A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen hohler Erzeugnisse - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Formen hohler ErzeugnisseInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen
zum Formen hohler Erzeugnisse durch eine Kaltverformung eines Flachmaterialzuschnitts aus einem sich bei der Kaltverformung
verfestigenden Material sowie auf mit Hilfe des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung hergestellte
Erzeugnisse.
Die Erfindung läßt sich bei verschiedenen Kunststoffen und Metallen anwenden, doch ist eine Anwendbarkeit insbesondere
bei Kunststoffen derjenigen Art gegeben, welche bei einer Kaltverformung eine Erhöhung ihrer Festigkeit erfahren. Der
Ausdruck "Kaltverformung" bezeichnet hier die Verarbeitung eines Materials, das sich in seiner festen Phase und auf einer Temperatur
unterhalb seines Schmelzpunktes befindet. Daher könnte man anstelle des Ausdrucks "Kaltverformung" bzw. "Kaltverarbeitung11
auch den Ausdruck "Verarbeitung bzw. Verformung im festen Zustand" anwenden; da jedoch die erzielten Wirkungen denjenigen
ähneln, welche bei der Kaltverformung verschiedener Metalle
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erzielt werden, und da der Ausdruck "Kaltverformung" bei allen
derartigen Erscheinungen einer Verfestigung im festen Zustand angewendet wird, wird dieser Ausdruck im folgenden benutzt, wozu
jedoch bemerkt sei, daß sich bei bestimmten Kunststoffen die Festigkeit verbessert, wenn das betreffende Material bei einer
relativ hohen Temperatur verarbeitet wird, z.B. bei einer 100° C erheblich überschreitenden Temperatur.
Die bis jetzt bekannten Kaltverformungsverfahren zum Herstellen hohler Erzeugnisse befriedigen die gestellten Ansprüche
nicht in jeder Beziehung, und daher haben sie sich im Vergleich zu den bekannten Warmverformungsverfahren, z.B. dem Blasen und
dem Spritzen, nicht als vorteilhaft erwiesen. Eine Schwierigkeit ergibt sich daraus, daß eine sehr starke Kraft aufgebracht
werden muß, um auch nur Gegenstände von relativ kleinen Abmessungen, z.B. Behälter für Motorenöl, zu formen. Zum Formen größerer
Gegenstände, z.B. von Eimern, würde man schwere und kostspielige Pressen benötigen, so daß sich ein solches Herstellungsverfahren
als unzweckmäßig erweisen würde· Außerdem zeigt es sich bei kaltgeformten Behältern, daß die ί/andstärke der Seitenwand
über die Höhe des Behälters innerhalb zu großer Grenzen variiert. Der obere 'feil der Seitenwand wird dicker, als es erforderlich
ist, wenn vermieden werden soll, daß nahe dem unteren Rand zu dünne Stellen auftreten.
Eine Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, ein Kaltverformungsverfahren zum Herstellen hohler Erzeugnisse zu
schaffen, das im Vergleich zu bekannten Verfahren eine Verbesserung darstellt.
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Das erfindungsgemäße verfahren zum Formen von hohlen Erzeugnissen
im Wege der Kaltverformung umfaßt Maßnahmen, um den mittleren Teil eines Flachmaterialzuschnitts bzw. eines
Rohteils aus einem sich bei der Kaltverformung verfestigenden Material mit Hilfe eines zum Formen des Materials dienenden
Kolbens oder dergleichen unter Kraftaufwand durch einen ringförmigen Rauij zwischen dem Kolben und einer Matrize zu drücken,
während der äußere Rand des Rohteils festgehalten wird; hierbei wird der mittlere Teil des Rohteils durch den Kolben mitgenommen
und das Material des mittleren Teils wird unter Aufbringung von Zugkräften aus dem Raum auf der Unterseite des sich
vorschiebenden Kolbens abgegeben, wobei das die Seitenwand des Brzeugnisses bildende Material nicht durch das Aufbringen von
Druck zum Fließen gebracht wird.
Zu den Kunststoffen, die gemäß der Erfindung verarbeitet werden können, gehören halogenisierte Kohlenwasserstoffpolymerisate,
Fluorkohlenstoffpolymerisate, Polyamide, Polyester, Polystyrole, Polyolefine und Polypropylene. Insbesondere die
Polypropylene erfahren eine bemerkenswerte Verbesserung ihrer Festigkeit, wenn sie im festen Zustand verformt werden, und zwar
entweder in Richtung einer Achse oder einer anderen Achse oder in Richtung von zwei Achsen. Die Erfindung sieht eine Erhöhung
der Festigkeit in Richtung einer oder mehrerer Achsen vor, was sich jeweils danach richtet, welches Verfahren zur Herstellung
des Erzeugnisses zu bevorzugen ist.
Das hohle Erzeugnis kann aus einem flachen Rohteil oder
Zuschnitt in einem einzigen kontinuierlichen Arbeitsgang hergestellt werden.
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Das Rohteil kann als Flachmaterialstück, Platte, Knüppel oder Scheibe bezeichnet werden. Bei der einfachsten Anwendungsform
der Erfindung wird der äußere Rand eines Rohteils an seinem Umfang durch einen ringförmigen Rohteilhaltekolben oder dergleichen
festgehalten, und der dicke innere Teil wird durch einen zentral angeordneten, zum Formen dienenden Kolben in die Länge
gezogen, wobei sich das Material durch einen ringförmigen Spalt bewegt, der eine radiale Abmessung hat, welche kleiner ist als
die Dicke des Rohteils, so daß ein hohles Erzeugnis entsteht, bei dem der obere Flansch eine geringere Dicke aufweist, und
bei dem eine Seitenwand vorhanden istk die dadurch im festen Zustand verformt worden ist, daß das Material vor dem zum Formen
dienenden Kolben gereckt wurde.
Der Boden kann zusätzlich verarbeitet und geformt werden, und zwar zwischen dem zum Formen dienenden Kolben und einem
damit zusammenarbeitenden Reaktionsglied, wobei sich dieser Vorgang am Ende des Hubes zum Formen des Körpers des Erzeugnisses
abspielt; hierbei richtet sich die Dicke des Bodens nach der länge des zum Formen der Seitenwand dienenden Hubes im
Verhältnis zur ursprünglichen Dicke des Rohteils, nach den Abmessungen der ringförmigen Matrizenöffnung und anderen Faktoren,
z.B. der Reibung zwischen dem Material und den Teilen der
Matrize·
Das Rohteil kann zu einem am unteren Ende geschlossenen Behälter mit einem das obere Ende verstärkenden verdickten
Rand verarbeitet werden. Alternativ kann der rohrförmige Teil des geformten Erzeugnisses von dem Rand und dem Boden abgeschnitten
und als Rohr verwendet werdenj dies gilt insbesondere
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für den Fall, daß das Material bis auf eine erhebliche Länge
ausgezogen bzw. gereckt worden ist, wie es gemäß der Erfindung möglich ist.
Bei einer bevorzugten Arbeitsweise wird der Hand zusammengedruckt,
um den Rand dünner zu machen und einen Teil des in ihm enthaltenen Materialvorrats in den inneren 'i'eil des Rohteils
hineinzudrücken, so daß der Rand und die ihm benachbarten Teile des Erzeugnisses die Eigenschaften eines kaltverformten bzw.
kaltverfestigten Materials erhalten.
V/enn der Rand nicht nur zusammengedrückt wird, sondern wenn das Material des Randes auch veranlaßt wird, in einer Umfangsrichtung
oder einer tangentialen Richtung zu fließen, wird das Material in Richtung zweier Achsen orientiert und verfestigt,
so daß die richtungsabhängige Schwächung vermieden wird, die für eine Orientierung des Materials in Richtung nur einer Achse
kennzeichnend ist.
Nachdem das Erzeugnis durch den Ziehvorgang geformt worden ist, kann der rohrförmige Abschnitt erweitert und geformt
werden, so daß er in der Umfangsriehtung eine höhere Festigkeit erhält; zu diesem Zweck wird ein zweiter Arbeitsschritt durchgeführt,
während sich das Material im wesentlichen noch auf der gleichen verarbeitungstemperatur befindet.
Die Erfindung ermöglicht die schnelle Durchführung eines Arbeitsspiels, wobei das geformte Erzeugnis gegenüber den Teilen
der verwendeten Maschine auf eine zweckmäßige Weise abgegeben wird.
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Das Erzeugnis kann als das aus Schichten aufgebautes oder mit mehreren Wänden versehenes Erzeugnis hergestellt werden,
das Schichten aufweist, die aus dem gleichen Material oder aus verschiedenen Materialien bestehen.
Bei dem Erzeugnis kann es sich um einen Behälter handeln, der einen Hand besitzt, welcher an seiner Außenfläche mit vorbestimmten
Unregelmäßigkeiten versehen ist, z.B. mit Vorsprüngen, Vertiefungen oder dergleichen, die das Anbringen von Schraub-
^ oder Schnappverschlüssen, Bügeln oder dergleichen ermöglichen.
Die Erfindung wird im folgenden an Handiischematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Pig. 1 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Presse, wobei die Teile in ihrer
zurückgezogenen Stellung dargestellt sind, und wobei der Presse gerade ein Flachmatörialstück oder Rohling zugeführt wird.
Fig. 2 ähnelt Fig. 1, doch ist ein ringförmiger Kolben
zum festhalten des Hohteils zur Anlage am Rand des liohteils gebracht
worden, um einen Teil des Materials des Randes nach innen zu drücken.
Fig. 3 ähnelt Fig. 1, zeigt jedoch einen zum Formen dienenden
Kolben, der nach unten bewegt worden ist, um aus dem Rohteil ein becherförmiges Erzeugnis herzustellen*
Fig. 4 ähnelt Fig. 1, zeigt jedoch die Presse im geöffneten
Zuatand und beim Auswerfen des Erzeugnissea.
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Pig. 5 zeigt in einem senkrechten Schnitt eine Maschine zum Herstellen von kaltverformten und nachträglieh erweiterten
Erzeugnissen.
Fig. 6 ähnelt Fig. 5» zeigt jedoch Vorrichtungen, mittels
deren das Material des oberen Flansches oder -Randes in zwei Richtungen orientiert werden kann.
In Fig. 1 bis 4 erkennt man eine zum Formen eines Erzeugnisses
dienende fresse mit einem Matrizenaggregat 10, das eine zum Formen dienende Kammer 11 und einen ringförmigen Sitz 12
für ein einer Platte ähnelndes Rohteil W aufweist. Ein ringförmiger
Kolben 13 zum Einspannen des Randes des Rohteils ist auf Führungsstangen 14 so gelagert, daß er in den erweiterten oberen
Teil der Kammer 11 eintreten kann, um den ringförmigen Rand des Rohteils W gegenüber dem ringförmigen Sitz 12 zu verspannen.
Ein Kolben 15 zum Formen des Materials ist so angeordnet, daß er sich durch die zylindrische öffnung 16 des Einspannkolbens
13 hindurch bewegen kann, um den inneren Teil des Rohteils V/ innerhalb des ringförmigen eingespannten Randabschnitts zu erfassen;
gemäß Fig. 2 ist ein ringförmiger Spalt 17 zwischen dem inneren Rand des Sitzes 12 und dem äußeren Rand des unteren
Endes des Kolbens 15 vorhanden· Sie radiale Abmessung des
Ringspaltes 17 ist erheblich kleiner als die ursprüngliche Dicke des Rohteils und entspricht annähernd der Dicke des dicksten
Teils der Seitenwand Cw des gemäß Fig. 4 herzustellenden Behälters C. Daher bildet im wesentlichen der ganze innere Haupt
körper des Rohteils unter dem unteren Ende des Kolbens 15 einen Materialvorrat, der aus dem Raum unter dem unteren Ende des
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Kolbens 15 herausgezogen werden kann, um die Seitenwand des Behälters zu bilden, wenn der zum Formen dienende Kolben 15
in die Kammer 11 hinein vorgeschoben wird.
Ein Auswerferkolben 20 ist in der Matrizenkammer 11 verschiebbar
gelagert und kann nach oben bewegt werden, um mit der Unterseite des Rohteils zusammenzuarbeiten, wenn der Arbeitsgang
zum Formen des Erzeugnisses beginnt und anschließend durchgeführt wird, -^er nach oben wirkende Druck des Auswerferkolbens
ist relativ gering, so daß im wesentlichen keine Kompressionswirkung gegenüber dem freien Auswärtsfließen des Rohteilmaterials
aus dem Raum unter dem Kolben 15 ausgeübt wird, und daß das Material unter dem Kolben 15 lediglich so gekrümmt oder durchgebogen
wird, daß eine konkafce Form entsteht. V/enn das Erzeugnis vollständig geformt worden ist, arbeitet die Unterseite des
Endes des Auswerferkolbens 20, nachdem es bei einem nur geringen Widerstand durch den zum Formen dienenden Kolben nach unten gedrückt
worden ist, mit einem ringförmigen Sitz oder Anschlag 21 (Mg. 3) zusammen, so· daß der Boden Cb des Erzeugnisses durch
das Aufbringen von Druck mit Hilfe des Kolbens 15 geformt wird.
Gegebenenfalls kann der Auswerferkolben 20 im unteren Teil der Matrizenkammer 11 verbleiben, während der Kolben 15
seinen Abwärtshub ausführt. Diese Anordnung wird insbesondere dann getroffen, wenn das zu formende Erzeugnis einen flachen
Boden erhalten soll. Wenn zusätzlich eine geteilte Matrize mit in seitlicher Richtung voneinander trennbaren teilen benutzt
wird, kann der Auswerferkolben sogar vollständig fortgelassen werden.
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Der Einspannkolben oder Niederhalter 13 erfaßt den äußeren
Rand des Rohteils W mit einem ausreichenden axialen Druck, so daß der Sand gegen das Herausziehen festgehalten wird, während
das Erzeugnis geformt wird; jedoch kann der Rand des Rohteils gegebenenfalls so festgehalten werden, daß er eine andere Dicke
erhält, die etwa im Bereich von der vollen Dicke des ursprünglichen Rohteils bis zu einer sehr geringen Dicke variieren kann.
Gemäß den Zeichnungen entspricht die verbleibende Dicke des Randes annähernd der Dicke der Seitenwand des fertigen Behälters.
Man kann auswechselbare Anschläge 22, z.B. einen Ring, vorsehen, um den Abwärtshub des Einspannkolbens zu begrenzen«,
Das Herausziehen des Materials aus dem Raum unter dem Kolben 15 wird durch die Form dieses Kolbens und die Reibungseigenschaften
der mit dem Material zusammenarbeitenden Fläche des Kolbens beeinflußt. Das untere Ende 23 des in Pig. 1 bis 4
gezeigten Kolbens 15 besteht aus einem gummiähnlichen Material und weist bei 24 eine abgerundete Kante auf, um das Fließen des
Materials zu erleichtern. Der Kopf 23 des Kolbens kann z.B. mit einem Fluorkohlenstoffpolymerisat überzogen sein. Ferner
kann man Flude verwenden, die eine Schmierwirkung ausüben. Im vorliegenden Fall ist der Kolben 15 mit einem axialen Kanal 25
versehen, der z.B. von Luft durchströmt werden kann. Ein Dichtungsring 26 ist zwischen dem Kolben 15 und dem Einspannkolben
angeordnet, um dazu beizutragen, das Flud nicht entweichen zu lassen, -^as ülud kann dem Raum unter dem Rohteil in der Kammer
11 an dem Auswerferkolben 20 vorbei zugeführt werden, z.B. über einen Kanal 27 wobei ein Dichtungsring 28 am Umfang des
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Schaftes des Auswerferkolbens vorgesehen ist.
Das Herausziehen von Material aus dem Raum unterhalb des Kolbens oder Stempels 15 wird durch die fieibungseigenschaften
der mit dem zu formenden Material zusammenarbeitenden Fläche des
Stempels beeinflußt. Ein Stempel, der mit Polytetrafluoräthylen überzogen ist, weist eine sehr geringe Reibung auf, insbesondere
dann, wenn auch das Material des Rohteils einen niedrigen Reibungsbeiwert besitzt.
Es kann auch erwünscht und zweckmäßig sein, ein Flud am
Umfang des Randes des Rohteils zuzuführen, um ein Hängenbleiben des Materials zu verhindern und dazu beizutragen, daß das
Material nach innen fließt, wenn es durch den niederhalter 13 zusammengedrückt wird. Zu diesem Zweck sind radiale Kanäle 29
vorgesehen, und bei 30 und 31 angeordnete Dichtungsringe verhindern ein Entweichen des Eludes. Dies ist dann von größerer Bedeutung,
wenn der Plansch Of des Erzeugnisses relativ breit ist,
und wenn seine Dicke erheblich verringert werden soll, damit Material vorhanden ist, das in die Seitenwand des Behälters
hineingezogen werden soll, und zwar zusätzlich zu dem Material·*·
das aus dem Raum unterhalb des Stempels 15 herausgezogen wird. Wenn der Rand eine erhebliche Materialmenge enthält, wird dieses
Material vorzugsweise axial zusammengedrückt und allmählich nach innen gedrückt, während sich der Stempel nach unten bewegt,
so daß die Seitenwand des Behälters entsteht. Insbesondere dann jedoch, wenn der Rand schmal ist, wie es in ü'ig. 1 und 2 gezeigt
ist, kann das Material des Randes nach innen gedrückt werden, bevor sich der Stempel 15 nach unten bewegt. In keinem -Fall wird
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der äußere Rand des Rohteils als Ganzes nach innen gezogen,
wie es bei zahlreichen Pressen zum Herstellen von Becherteilen aus Blech der Pail ist.
Pig. 5 zeigt eine für industrielle Zwecke bestimmte Maschine, die mit einer hohen Produktionsgeschwindigkeit arbeitet.
In diesem Fall wird das Matrizenaggregat 10 * durch seitlich voneinander trennbare Teile 10.1 gebildet, die mit Hilfe
einer Betätigungseinrichtung 34 bewegt werden können. Die Matrizenkammer 11f ist größer als der anfänglich geformte Hauptkörper
des Behälters C und die Seitenwand© Cw und der Boden
Cb werden mit Hilfe von Druckluft aufgeblasen, die über einen Kanal 25' des Stempels 15 zugeführt wird, nachdem der
Behälter zunächst gezogen worden ist. Ein ringförmiger Sitz 12' ist an den Katrizenteilen 10.1 ausgebildet, um den äußeren Rand
des Rohteils V/ abzustützen, und um den Behält er ilaisch Cf bei der geschlossenen Stellung des Matrizenaggregats 10' zu formen.
Ein ringförmiger Niederhalter 13' wird auf abgeglichene
Weise durch mehrere Betätigungsvorrichtungen 35 betätigt. Der zum Formen dee Materials dienende Kolben 15 wird mit Hilfe
einer Kraftbetätigungseinrichtung 36 betätigt. Nachdem ein Erzeugnis gezogen und in seitlicher Richtung expandiert worden
ist, wird das ursprünglich geschlossene Materizenaggregat geöffnet,
und das Erzeugnis wird dadurch nach unten geblasen, daß weiterhin Druckluft über den Kanal 25' zugeführt wird, so daß
das Erzeugnis an ein Förderband 37 abgegeben wird.
Bei der Anordnung nach Fig. 5 und 6 ist es möglich, den Raum für einen Auswerferkolben und die zu dessen Betätigung
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benötigte ^eit einzusparen. Bei dem geschlossenen Matrizenaggregat
ist der Raum zwischen dem Stempel 15 und der Innenkante 17' des Sitzes 12' wie zuvor auf eine Dicke beschränkt,
die erheblich kleiner ist als die ursprüngliche Dicke des Rohteils, und zwar annähernd auf die maximale Dicke der Seitenwand
des herzustellenden Behälters, so daß der Hauptteil des Rohteils innerhalb des ringförmigen Niederhalters unterhalb des
Stempels 15 so nach unten mitgenommen wird, daß das Material an der gekrümmten Außenkante des Stempels ausgezogen wird, um
die Seitenwand des -Behälters zu bilden.
Die relative Reibung zwischen dem unteren Ende des Stempels 15 und dem Material bildet einen der Faktoren, durch welche die
Geschwindigkeit der Materialzufuhr aus dem Raum unterhalb des Kolbens bestimmt wird. Ein mit Polytetrafluoräthylen imprägniertes
Material mit einem sehr niedrigen Reibungsbeiwert wurde bei einer Vorrichtung und einem Verfahren nach der Erfindung benutzt,
wobei gute Ergebnisse erzielt wurden-r
Fig. 6 zeigt eine Vorrichtung ähnlich derjenigen nach Fig. 5, bei der jedoch eine Einrichtung vorgesehen ist, die
dazu dient, das Material des Flansches 0"f des Behälters C" in
Richtung zweier Achsen zu verformen. Gemäß Fig. 6 ist der Niederhalter 13" mit Mitteln versehen, durch die der Niederhalter
gedreht wird, um das Material des Behälterrandes in der Umfangsrichtung während des Formungsvorgangs oder danach oder
•sowohl während des Formungsvorgangs als auch danach zu verformen·
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Gemäß Fig. 6 ist der ringförmige Niederhalter 13" mit
einem Zahnkranz 40 versehen, der mit einem mit einer Keilverzahnung
versehenen Zahnrad 41 kämmt, das drehfest mit einer Welle 42 verbunden ist, die durch einen Riemen 43 angetrieben
wird, welcher über eine Riemenscheibe 44 und eine Antriebsriemenscheibe 45 läuft·
Der ringförmige Niederhalter 13" wird durch einen ringförmigen
Kolben 35" betätigt, während der Stempel 15" durch einen Kolben 36" betätigt wird. Ein Kanal 25" zum Zuführen eines
Fludes erstreckt sich durch den Stempel und den zugehörigen Kolben, so daß ein zugeführtes Flud dazu beitragen kann, das
Erzeugnis zu formen oder auszuwerfen oder sowohl zu formen als auch auszuwerfen. Die übrigen in Fig. 6 gezeigten 'Heile wie Leitungen,
Dichtungen usw. bedürfen keiner näheren Erläuterung, da ihre Wirkungsweise an Hand der Zeichnung verständlich ist.
Das Rohteil W kann durch eine einzige homogene Schicht eines Materials gebildet werden, oder es kann als geschichteter
Verband aufgebaut sein, dessen Schichten aus dem gleichen Material oder verschiedenen Materialien bestehen.
Die Vorrichtung nach Fig. 5 und 6 eignet sich insbesondere zur Herstellung von .Behältern, deren Ränder äußere Unregelmäßig»
keiten aufweisen, z.B. Vorsprünge oder Vertiefungen zum Aufnehmen von Schraub- oder Schnappdeckeln, Bügeln oder dergleichenj
die voneinander trennbaren Teile der Matrize geben derartige Behälter ohne weiteres frei, nachdem sie in der geschlossener
Matrize geformt worden sind.
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In einem "bestimmten i'all wurde die Erfindung angewendet,
um einen Behälter herzustellen, der eine Öffnung mit dem vollen Durchmesser de3 Jiehälterkörpers, eine gerade Seitenwand
und am oberen Ende einen Flansch aufwies. Dieser Behälter hatte einen Durchmesser von 100 mm und eine Höhe von 140 mm. Zuerst
wurde ein Flachmaterial aus Polypropylen bekannter Art im Wege des Strangpressens hergestellt und dann abgekühlt. Für einen
fertigen Behälter mit einem Gewicht von 30 g wird ein
Flachmaterialstück mit einer Dicke von 3»8 mm benötigt. Das Flachmaterial wurde mit Hilfe einer Matrize aus Stahl zu Ronden
geschnitten, wobei der Durchmesser der Ronden gleich dem Durchmesser des i'lansches an dem fertigen .Behälter war. Eine solche
Ronde oder scheibe wurde auf etwa 160° C erhitzt (Schmelzpunkt
des Materials 168° C) und dann in der beschriebenen Weise gezogen.
Die Scheibe wurde an ihrem äußeren Rand unter einem hohen Druck von über 70 kg/cm eingespannt. Bin Stempel, dessen
Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Behälters war, wurde dann benutzt, um die Scheibe zu recken und ihr die gewünschte
Form des Behälters zu geben. Bei diesem Arbeitsgang wurde icein Megenstempel verwendet, und das Material wurde nur
aus dem Raum unterhalb des unteren Endes des Stempels herausgezogen. Mit Ausnahme eines KopfabSchnitts aus nicht geschmiertem
Nylon bestand der Stempel aus Stahl, Das Recken wurde schnell, und zwar mit einer Geschwindigkeit von etwa 75 mm/sec, durchgeführt,
doch sei bemerkt, daß erheblich höhere Arbeitsgeschwindigkeiten möglich sind. Nach dem Formen des Behälters wurde
Luft über einen Kanal in der Mitte des Stempelkopfes zugeführt,
um das Erzeugnis von dem Stempel abzustreifen.
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- 15 Im Gegensatz zu bekannten Tiefziehverfahren, "bei denen man
einen zum Formen dienenden -Druck von vielen hundert kg/cm
für die ganze fläche des Rohteils benötigt, ist es bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren nur erforderlich, insgesamt einen
Druck von etwa 80 kg/cm der Flanschfläche aufzubringen. Um ein
Beispiel zu geben, sei erwähnt, daß man zum Formen eines offenen Eimers mit einem Durchmesser von 305 mm und einem Fassungsvermögen
von 19 Itr nur eine G-esaratkraft von etwa 15 Tonnen
benötigt.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß hierbei eine gleichmäßige Verteilung des Materials in der behälterwand erzielt wird, insbesondere
dann, wenn die Ziehtiefe etwa dem 1,5-fachen des Durchmessers entspricht. Bei einer Ziehtiefe entsprechend dem Durchmesser
kann der Boden die gleiche Dicke erhalten wie die ./and;
hierzu ist es nur erforderlich, die Materialmenge auf einfache »eise abzugleichen· Die Wandstärke richtet sich weitgehend nach
der Reibung des Stempels. Ein glatter Stempel fürht leichter dazu, daß die Wandstärke des Bodens gering wird, während ein
Stempel mit hoher üeibung zu einer Deckung der Seitenwand führt.
In einem typischen Fall zeigte es sich bei einem Behälter mit einem Fassungsvermögen von 3»78 Itr, daß die V/andstärke der
Seitenwand bei einer Ziehtiefe entsprechend dem 1,15-fachen des Durchmessers nahe dem Flansch 6,35 mm, in der Iditte 5,44 mm
und nahe dem Boden des Behälters 5»1 mm betrug.
Patentansprüche;
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BAD
Claims (1)
- 8 MÜNCHEN 9OSCHWEIGERSTHASSE S rTILKiOK 28 Οβ 51 I / U 4 J I JAf TELKOIIAMM ADHKSSElPHOTKOTPATKNT HONCHKW1A-34 004PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zum !formen hohler Erzeugnisse im Wege der Kaltverformung, dadurch gekennzeichnet , daß der mittlere ^'eil eines Rohteils in Form eines Flachmaterialstücks aus einem sich bei einer Kaltverformulag verfestigenden Material durch einen zum Formen dienenden Kolben oder Stempel durch einen Ringspalt zwischen dem Stempel und einer Matrize gedruckt wird, während der äußere Rand des Rohrteils festgehalten wird, wobei der mittlere Teil des Rohteils durch den Stempel mitgenommen wird und das betreffende Material unter Aufbringung einer Zugspannung aus dem Raum unter dem sich vorwärts bewegenden Stempel heraus zugeführt wird, und wobei das Material die Seitenwand des Erzeugnisses bildet, ohne durch das Aufbringen einer Druckkraft zum i'ließen veranlaßt worden zu sein.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein axialer ■'-'ruck auf den äußeren Rand des Rohteils aufgebracht wird, so daß sich die Dicke dieses äußeren Randes verringert und Material des äußeren Randabschnitts radial nach innen in den mittleren Teil des Rohteils hineingedrückt wird.3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß Material aus dem äußeren Rund des Rohteils während derjenigen ^eit nach innen gedruckt wird, während1 09819/ 1566BAO ORIGINAL7 04313welcher der mittlere 'l'eil des Rohteils durch den sich bewegenden zum Formen dienenden Stempel einem 2iehvorgang unterworfen wird.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Boden des Erzeugnisses dadurch geformt wird, daß er gegen die benachbarte fläche eines zum Formen des Bodens dienenden Körpers gedruckt wird.5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das geformte Erzeugnis in einem Teil der Matrize weiter ausgedehnt wird, welcher einen Innendurchmesser hat, der größer ist als der !Durchmesser des erwähnten Ringspaltes, wobei zu diesem Zweck ein unter Druck stehendes Flud zugeführt wird.6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß einer Fläche des äußeren Randes des Rohteils eine Drehbewegung erteilt wird, während der axiale Druck auf den üand aufgebracht wird.7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugnis aus einem aus Schichten aufgebauten Höhteil hergestellt wird.b. Vorrichtung zum Formen hohler Erzeugnisse mit Hilfe des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Matrize (10, 101, 10.1) mit einer rohrförmigen Kammer (11, 11*)» wobei an einem Ende ein ringförmiger ausgesparter Sitz (12, 12') zum Aufnehmen eines Rohteils (W) vorgesehen ist einen ringförmigen Einspannkolben (13, 13'» 13")» der mit dem äußeren Rand des Rohteile Ib Bereich des Sitzes zusammenarbeiten109819/1566kann, einen zum Formen dienenden Stempel (15, 15")» der durch den ilinspannkolben und durch die Matrizenkammer hindurch bewegt werden kann, um den unter dem stempel liegenden mittleren Teil des Rohteils mitzunehmen, einen Auswerferkolben (20), der bewegbar ist, so daß er das Hohteil ge^en das benachbarte Ende des Stempels drücken kann, sowie Anschlagmittel für den Auswerferkolben, wobei die Anordnung derart ist, daß der Boden des Erzeugnisses dadurch geformt wird, daß der zum Formen dienende Stempel einen Druck auf den Auswerferkolben ausübt.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Formen dienende Stempel mit einer Außenfläche aus einem Material mit einem niedrigen Reibungskoeffizienten versehen ist.10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9» dadurch g e k e η η zeichnet, daß die rohrförmige Kammer der Matrize teilweise einen größeren Durchmesser hat als das Erzeugnis, das anfänglich mit Hilfe des Stempels durch einen Ziehvorgang hergestellt worden ist, damit das Erzeugnis durch einen innerhalb desselben zur y/irkung gebrachten Fluddruck erweitert bzw. expandiert werden kann.11. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der ringförmige Einspannkolben (13") um seine Achse drehbar ist.12. Hohles Erzeugnis, gekennzeichnet durch seine herstellung mit Hilfe eines Verfahrens nach Anspruch 1 bis 7.109819/15669 .Leerseite
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