DE1905439A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallfolien in einem Ziehvorgang - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallfolien in einem Ziehvorgang

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DE1905439A1
DE1905439A1 DE19691905439 DE1905439A DE1905439A1 DE 1905439 A1 DE1905439 A1 DE 1905439A1 DE 19691905439 DE19691905439 DE 19691905439 DE 1905439 A DE1905439 A DE 1905439A DE 1905439 A1 DE1905439 A1 DE 1905439A1
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rings
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Barrie Bonner
Lorenz Tilly
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UNIVERSAL ALUFOLIEN VERFAHREN
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/16Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2646Of particular non cylindrical shape, e.g. conical, rectangular, polygonal, bulged

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Description

Patentanwalt Dipl.-Phys. Gerhard Liedl 8 München 22 Steinsdorfstr. 21-22 Tel. 29 84
B 4084
Universal Alufolien Verfahren AG., ZUG/SCHWEIZ
Verfahren und Vorrichtung zur Formung von Metallfolien in einem
Ziehvorgang
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung von Metallfolien in einem Ziehvprgang zwischen einer Patrizenvorrichtung und einer Matrizenvorrichtung, bei dem zumindest eine der Vorrichtungen gegenüber der anderen beweglich ist und bei dem in sich wiederholenden Vorgängen das Ziehen und Formen der Metallfolie erfolgt sowie eine. Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
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Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Formung und Herstellung von Leichtmetallerzeugnissen und hier wieder mit der Formung von starren Behältern aus Folien, me beispielsweise Tortenteller, Behälter für Gefrierkost usw.
Bekannte Anordnungen benutzen eine aus Patrize und Matrize bestehende Vorrichtung, die an einer hin- und hergehenden Tiefziehpresse befestigt ist, wobei die PatrizeiivorricMimg an dem auf- und abgehenden Stempel der Presse befestigt ist mn! die Mairizenvorriefefaiiig auf dem Pressentisch montiert Ist. Die Metallfolie o.dgl. wird zwischen Patrizenvorrichtung und MafcrizeiKrorriehtiing eingelegt und durch die auf- und abgehende Pateizeireorrichtting in die gewünschte Form gebracht.
Die bekannten Vorrichtungen weisen stets verschiedene Nachteile auf. die Matrizenvorrichtungen enthalten einen oder mehrere Ziehringe für die Formung der Seitenwände und Flansche der aus Metallfolie bestehenden Behälter und diese Siekringe sind mit Hilfe von durch den Presseniisch hindurchragendezi Druckstiften tww& um den Matrizenblock befestigt. Hierbei ist es fir ä&m Austausch einer MatrisemrorricMung gegen eine andere efferierlieh, den Pressenlissli zu entfernen und zu drehen, am die BfetFisenwoiTielitiing jeweils ©im=
zupassen. Wenn die Matrizenvorrichtungen auf mehr als einer bestimmten Fresse benutzt werden sollen, ist es erforderlich, diesen Vorgang zu wiederholen.
Dartiber hinaus ist es sehr schwer gewesen, eine gleichmäßige Pressung der Folie während des Verformungsvorganges zu erreichen. Bis jetzt wurden Preßluftzylinder von außen sowohl mit der Patrizenvorrichtung als auch mit den Ziehringen der Matrizenvorrichtung mit Hilfe von Druckstiften verbunden. Aber auch dieses System, das gegenwärtig in der Industrie weitverbreitet ist, erfordert ungewöhnlich genaue Arbeit beim Auswechseln und lange Austauschzeiten. Da der von den Zylindern ausgeübte Druck jeweils unmittelbar auf den Bereich konzentriert wird, in dem sich der Druckstift befindet, führt jegliche Abweichung bei der Anordnung der Druckluftzylinder zu einem unregelmäßigen Druck auf die Ziehringe, wodurch sich unregelmäßig geformte und folglich geschwächte Enderzeugnisse ergeben. Wie kritisch die genaue gegenseitige Aoirdimng der bei dem Ziehprozeß zusammenwirkenden Teile ist, wird sofort deutlich, wenn man davon auegeht, daß eine Folie von 3/1006" Dicke bearbeitet wird. Wenn dabei swiechen der Patrize und der Matrize nur eine Abwet* chung von ί/1000" auftritt, to bedeutet die· In Wirklichkeit schoa eine Abweich«* von 30% und da« Endprodukt wird festBt«Ub«r· Wfßm
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aufweisen, insbesondere wenn es sich um Behälter handelt, die in einem Tiefziehprozeß hergestellt sind. Darüber hinaus werden bei ungenauer Lage der Matrizehvorrichtungen Behälter erzeugt, bei denen die Seitenwände ein unregelmäßiges Faltenmuster zeigen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung soll nun ein Verfahren vorgeschla-' gen werden, das zu wesentlich vereinfachten Vorrichtungen führt, das
eine stark verbesserte Arbeitsweise ermöglicht und das zu merklich verbesserten Erzeugnissen führt.
Die bei den bekannten Einrichtungen auftretenden Schwierigkeiten werden dabei gemäß der Erfindung durch Vereinigung des Druckluft systems mit der Matrizenvorrichtung in einer einfachen und unproblematischen Weise erreicht, wobei zur gleichen Zeit die Notwendigkeit der mechanischen Verbindung mit Druckstiften umgangen wird. Ein weiteres Ergebnis, das sich bei Anwendung der Erfindung einstellt, besteht darin, daß die erfindungsgemäß aufgebauten Matrizenvorrichtungen auf jeder Presse benutzt werden können, ohne daß eine Änderung des Pressentisches erforderlich wäre. Die Betriebsunterbrechungen der Presse werden arabisch vermindert und die Ziehwerkzeuge können für die Herstellung von Behältern unterschiedlicher Form schnell ausgetauscht werden. Dabei erfordert das
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Austauschen nicht mehr hochqualüizierte Fachleute sondern ist eine verhältnismäßig einfache Tätigkeit,
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Formung von Metallfolien in einem Ziehvorgang zwischen einer Patrizenvorrichtung und einer Matrizenvorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß zur freischwimmenden Halterung zumindest einer der Vorrichtungen bzw. von Teilen derselben ein unter Druck stehendes Medium verwendet wird, so daß die freischwimmenden Elemente sich während des Ziehvorganges nachgiebig und mit hoher Genauigkeit an die entsprechenden Gegenelemente anlegen. Hierdurch wird erreicht, daß beispielsweise der auf die Zugringe gerichtete Druck ohne die Zwischenschaltung der bekannten Druckstifte erreicht wird, und daß der Druck folglich stets absolut gleichmäßig verteilt wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einer Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines bekannten Tortentellers aus Metallfolie;
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em
Fig. 2 ' einen Querschnitt durch/aus Patrize und Matrize bestehendes Werkzeug zur Herstellung von Tortentellern gemäß Fig. 1, wobei die linke Seite in Fig. 2 die Anordnung in geöffnetem Zustand zeigt und die rechte Seite der Fig. 2 die Anordnung in geschlossenem Zustand zeigt;
Fig. 3 ein andersartiges Gefäß, das eine größere TU-ie lusweist als der Tortenteller gemäß Fig. 1 und das in einem Tiefziehprozeß hergestellt wird und
Fig. 4 einen Querschnitt durch ein aus Patrize und Matrize bestehendes Werkzeug zum Tiefziehen von Metallfolien zur Herstellung von Gefäßen gemäß Fig. 3, wobei das Werkzeug auf der linken Seite der Fig. 4 in geöffnetem Zustand und auf der rechten Seite in geschlossenem Zustand dargestellt ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 1 weist die Form eines Tortentellers auf und besteht aus einem Boden 2 und einer Seitenwand 3, an derem oberen Ende sich ein flacher Flansch 4 anschließt, der ganz außen in einen gekrümmten Ring 5 ausläuft. Die Seitenwand 3
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des Behälters weist Falten oder Kniffe 6 auf, die im wesentlichen die gleiche Gestalt haben. Das Werkzeug zur Herstellung eines metallischen Behälters gemäß Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt und umfaßt eine Patrizenvorrichtung, die das allgemeine Bezugszeichen 10 trägt sowie eine Matrix<mvorrichtung, die mit dem allgemeinen Bezugszeichen 12 versehen ist. Sowohl die Patrizenvorrichtung 10 als auch die Matrizenvorrichtung 12 können an einer geeigneten Antriebsvorrichtung, wie beispielsweise einer Tiefziehpresse, montiert sein, die jedoch nicht dargestellt ist.
Die Patrizenvorrichtung 10 besteht aus einem Basisteil 14, das mit dem Stempel der Tiefziehpresse verbunden werden kann, aus einem äußeren (in der Zeichnung oberen) Ziehring 16, der mit dem Basisteil verbunden ist und aus einem Mittelstück 18, das mit einer Ausnehmung 20 versehen ist, deren Ausbildung dem Boden 2 und der Seitenwand 3 de ' Behälters gemäß Fig. 1 entspricht. Das Mittelstück 18 ist mit einer umlaufenden Ringnut 22 versehen, die an seiner Außenwand angebracht ist und in diese Ringnut ist eine geeignete Dichtung, wie beispielsweise ein Dichtungsring 24, eingelegt, der für einen luftdichten Abschluß zwischen der Außenwand des Mittelstückes 18 und der innen liegenden Oberfläche des oberen Ziehrings 16 sorgt. In den Raum 26 zwischen dem Mittelstück 18 und dem Basis·
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teil 14 wird über eine Druckleitung 31 eine geeignete Menge Druckluft oder ein. anderes Druckmedium eingefüllt. Die Druckluft kann beispielsweise von einem Vorratsbehälter o.dgl. zugeführt werden, der nicht dargestellt ist. Der Druck innerhalb des Raumes 26 hält das Mittelstück der Patrizenvorrichtung in der auf der linken Seite der Fig. 2 dargestellten Lage, wobei eine Schulter 28 des Mittelstückes sich gegen eine gegenüberliegende Schulter 30 des Ziehrings 16 anlegt. Der rechten Seite der Fig. 2 entnimmt man, daß für den Fall, daß die Patrizenvorrichtung abwärts gepreßt wird, um den Formungsvorgang durchzuführen, das Mittelstück 18 im Verlauf des Ziehprozesses nachgiebig zurückweicht und dabei die Luft in dem Raum 26 zusammenpreßt und gleichzeitig plötzlich auftretende Druckänderungen während der Ziehschläge dämpft.
Die Matrizenvorrichtung 12 ist beispielsweise an dem Pressentisch befestigt und der Ring 38 liegt konzentrisch um den Matrizenblock 36 herum, wobei sein Durchmesser so gewählt ist, daß zwischen dem ' Matrizenblock 36 und dem Scherring 38 ein ringförmiger Raum bzw. eine Aussparung 40 entsteht.
Die Aussparung 40 dient der Aufnahme von zumindest einem Ziehring, wobei die Anzahl der Ziehringe davon abhängt, wie der Rand für irgendein auf der Maschine hergestelltes Gefäß aussehen soll. Bei dem
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Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind in der Aussparung 40 zwei Ringe angeordnet, und zwar ein äußerer Ziehring 42 und ein innerer Ziehring 44. Zur Begrenzung der Aufwärtsbewegung der Ringe 42 und 44 bei geöffnetem Werkzeug, wie dies in Fig. 2 links dargestellt ist, sind Schultern 46 vorgesehen. Zusätzlich ist der Matrizenblock 36 mit Schultern 48 versehen und der innere Ziehring 44 dient zusätzlich einer Begrenzung der nach oben gerichteten Bewegung zwischen dem Ring 44 und dem Matrizenblock 36.
Bei geschlossenem Werkzeug bzw. im Verlauf des Ziehvorganges nehmen der innere und der äußere Ziehring 42 bzw. 44 die Lage ein, die in Fig. 2 rechts gezeigt ist, und man erkennt, daß die
Grundfläche 50 des inneren Ziehringes 44 in eine Endstellung 52 am Pressentisch 32 gelangt.
Am äußeren Ziehring 42 und am Matrizenblock 36 sind geeignete Dichtungen vorgesehen, mit deren Hilfe die Aussparung 40 im wesentlichen luftdicht abgeschlossen wird. Man erkennt, daß dieser Dichtungsring für eine dichte Berührung zwischen dem Matrizenblock 36 und dem inneren Ziehring 44 sorgt. Darüber hinaus ist der äußere Ziehring 42 mit einer innen liegenden Nut 58 und mit einer außen liegenden Nut 60 versehen, in denen der innere bzw. äußere Dichtungsring 62 bzw. 64 angeordnet ist, Man erkennt, daß der Dichtung-
ring 62 einen dichtenden Kontakt zwischen dem inneren und dem äußeren Ziehring 42 bzw. 44 herstellt und daß der äußere Dichtungsring 64 einen ähnlichen Kontakt zwischen der Außenwand des äußeren Ziehrings 42 und der Innenwand des Scherrings 38 herstellt. Die Druckluft wird in die Aussparung 40 über Zuleitungen 66 und 68 eingeführt.
Es versteht sich, daß durch das Fehlen von Druckstiften und ähnlichen mechanischen Verbindungen zwischen den Ziehringen 42 und 44 einerseits und dem Pressentisch 32 eine beachtliche Selbstjustierung dieser Ringe während des Ziehprozesses erreicht werden kann. Darüber hinaus wird durch das Anordnen von Dichtungsringen sowohl an den Ziehringen als auch an dem Matrizenblock ein für die Selbst justierung ausreichendes Spiel zwischen dem Scherring 38, dem inneren und äußeren Ziehring 42 und 44 und dem Matrizenblock 36 erzwungen. Ferner kann auch zwischen dem Mittelstück 18 der Matrizenvorrichtung 12 und der Innenwand des oberen Ziehrings 16 ein ausreichendes Spiel für die Selbst justierung des Mittelstückes 18 vorgesehen werden.
Wenn der Stempel der Tiefziehpresse die Patrizenvorrichtung während des Formungsvorgariges in Richtung auf die Matrizenvörrichtuiig.
niederpreßt, dann preßt das Mittelstück 18 die Metallfolie 15 zwischen sich und die entsprechende Oberfläche des Matrizenblockes 36. Ferner legt sich ein Flansch 70 am Mittelstück 18 gegen die Metallfolie 15 und preßt dieselbe gegen die obere Stirnfläche des inneren Ziehrings 44, um auf diese Weise den Flansch 4 des Behälters, der in Fig. 1 dargestellt ist, zu erzeugen. Bei diesem Vorgang gibt der innere Ziehring 44 nach unten ausweichend nach, um mit der Stirnfläche des Flansches 70 des Mittelstückes 18 zu fluchten und gelangt dabei in die Lage, die in Fig. 2 rechts dargestellt ist. Ferner weicht der äußere Ziehring 42, indem er sich an die Stirnfläche des oberen Ziehrings 16 der Patrizenvorrichtung 10 anlegt, nach unten aus, so daß er innerhalb der Aussparung 40 die in Fig. 2 rechts dargestellte Lage einnimmt. Aufgrund des Spiels an seinem Umfang und wegen der vorgesehenen Dichtungen kann sich der äußere Ziehring 42 jeder Lage des Ziehrings 16 anpassen. Man erkennt auch, daß das Mittelstück 18 gleichfalls während des Ziehprozesses nachgiebig in den Raum. 26 zurückweicht.
Wenn sich der Stempel der Tiefziehpresse nach oben zurückbewegt, veranlaßt der Druck an ihrer Unterseite den inneren und den äußeren Ziehring 44 bzw. 42, nach oben in die Lage zurückzukehren, die in Fig. 2 links dargestellt ist, und zur gleichen Zeit werden die äußeren
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Kanten des Behälters durch die Aufwärtsbewegung des äußeren Ziehrings 42 und insbesondere durch die Aufwärtsbewegung der Rändelnut 72 mit einem gekrümmten Ring versehen. Wenn die Ziehringe 42 und 44 ihre, höchste Stellung erreichen, werfen sie den nunmehr fertig gezogenen Behälter 1 aus und dieser kann aus der Presse, beispielsweise mit Hilfe von Druckluft, entfernt werden.
In Fig. 3 ist ein rechtwinklig ausgebildeter Behälter 7 dargestellt, der einen Boden 8, Seitenwände 9 und einen Randflansch 11 aufweist, der in eine gekrümmte äußere Kante 13 übergeht. Man erkennt, daß der Behälter 7 Seitenwände aufweist, die wesentlich höher sind als die entsprechenden Seitenwände 3 des Behälters 1, der in Fig. 1 dargestellt ist und daß der Behälter 7 ein tiefgezogener Behälter ist, weil er so tief ist. Normalerweise erfordert das Tiefziehen höhere Blechstärken, damit ein Reißen des Bleches während des Tiefziehvorganges vermieden wird. Aus Fig. 3 und 4 entnimmt man ferner, daß für den Fall, daß die Patrizenvorrichtung nicht präzise mit der · Matrizenvorrichtung fluchtet, zwischen dem Boden des Behälters und seinem Rand leicht ein Reißen des Wandbereiches erfolgen kann, wenn der Tiefziehprozeß durchgeführt wird. Zusätzlich zu den erhöhten Kosten, die durch die Notwendigkeit eines starken Materials verursacht werden, neigt dieses darüber hinaus zu übermäßig starker Faltenbildung sowie zu Fließvorgängen an den Stellen der höchsten Beanspruchung.
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Die Einrichtung gemäß Fig. 4 überwindet die Probleme der früher bekannten Einrichtungen und erlaubt eine erfolgreiche Herstellung von Behältern aus dünnen Metallfolien, wie sie bereits für flachgezogene Behälter Verwendung finden, im Tiefziehverfahren, wobei von dem erfindungsgemäßen Aufbau sowie der Funktion des in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispieles Gebrauch gemacht wird.
Das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel ist dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel insofern ähnlich, als es ebenfalls eine Patrizenvorrichtung 74 umfaßt, die geeignet ist, beispielsweise am Stempel einer Tiefziehpresse befestigt zu werden sowie eine Matrizenvorrichtung 76, die geeignet ist, am Pressentisch 78 der Tiefziehpresse befestigt zu werden. Die linke Seite der Fig. 4 zeigt die aus Patrizenvorrichtung und Matrizenvorrichtung bestehende Anordnung im geöffneten Zustand, in dem diese bereit ist, eine Metallfolie 17 zur Verformung aufzunehmen. Die rechte Seite, der Fig. 4 zeigt die Anordnung im geschlossenen Zustand bzw. während des Bearbeitungsprozesses. Die Patrizenvorrichtung enthält einen Ziehring 78 und ein Mittelstück 80, wobei das letztere eine Ausnehmung 82 aufweist, deren Form für die Erzeugung der Seitenwände j und des Bodens 8 des in Fig. 3 dargestellten Behälters geeignet ist. Das Mittelstück 80 ist in der Patrizenvorrichtung 74 mittels eines Dichtungsringes 84 in ähnlicher Weise federnd gelagert, wie dies bei dem
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Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 der Fall ist. Zusätzlich weist das Mittelstück 80 eine umlaufende Schulter 86 auf, die geeignet ist, mit einer .entsprechenden Schulter 88 am oberen Ziehring 78 zusammenzuwirken, wenn die Vorrichtung in geöffnetem Zustand is£, und diese Schultern bilden einen Anschlag zur Begrenzung der Abwärtsbewegung des Mittelstückes 80 in der Patrizenvorrichtung. Diese Bewegung erfolgt unter der Wirkung von Druckluft, die in zumindest eine Kammer 90 über eine Versorgungsleitung 92 eingespeist wird. Bei Betrachtung der rechten Seite der Fig. 4 und hier insbesondere des Zwischenraumes zwischen den Schultern 86 und 88, erkennt man, daß in der Patrizenvorrichtung während der Tiefziehschläge eine beträchtliche Dämpfung der plötzlichen Druckänderungen erfolgt.
Die Matrizenanordnung 76 umfaßt einen Matrizenblock 94, der in geeigneter Weise am Pressentisch 78 befestigt ist. Konzentrisch zum Matrizenblock 94 ist ein Scherring 96 unter Verwendung von Abstandsstücken 98 auf dem Pressentisch· 78 befestigt, wobei der Durchmesser des Scherrinpi so gewählt ist, daß sich rund um den Block 94 eine umlaufende Aussparung 100 ergibt.
Ein Ziehring 102 ist in der Aussparung 100 so befestigt, daß er sich zwischen einer unteren Arbeitsstellung, in der er zur Erzeugung des Randflansches 11 und der äußeren gekrümmten Kante 13 beiträgt und
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einer oberen Stellung bei geöffnetem Werkzeug, in der er der Aufnahme der Metallfolie 17 vor dem .Tiefziehprozeß dient, bewegen kann. Der Ziehring 102 ist mit einer umlaufenden Schulter 104 versehen, die mit einer entsprechenden Schulter 106 an der Innenseite des Scherrings 96 in Eingriff gelangt, wenn der Ziehring 102 sich bei geöffnetem Werkzeug in seiner oberen Stellung befindet.
Die Aussparung 100 weist in dem Zustand, in dem sie in Fig. 4 links dargestellt ist, einen recht beträchtlichen Rauminhalt auf. Berücksichtigt man nun die Beschleunigung des Abwärtsschlages der Tiefziehpresse, dann könnte die Abführung der Luft zu einem Problem werden, wenn der Ziehring 102 in ähnlicher Weise getragen würde, wie dies in Fig. 2 der Fall ist, d.h. durch ein Luftkissen längs des gesamten Umfangs des Matrizenblockes. Man erkennt, daß die abzuführende Luftmenge zu groß ist. Hieraus können sich aber ernsthafte Beschädigungen des dünnen folienförmigen Materials während des Tiefziehprozesses ergeben.
Um das Problem der Luftabführung während des Tiefziehprozesses zu lösen, sieht das vorliegende Ausführungsbeispiel Teleskopfedern oder -zylinder 108 vor, die an ihrem unteren Ende gleitfähig mit dem Pressentisch 78 verbunden sind und mit ihren oberen Enden den Zieh-
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ring 102 tragen. Im allgemeinen herrscht dabei in der Aussparung 100 und um den Matrizenblock 94 nur Atmosphärendruck und das Druckmedium, wie beispielsweise Luft, wird nur innerhalb der Teleskopfedern 108 aufgenommen, denen die Druckluft durch Leitungen 110 zugeführt wird, Wie bereits im Zusammenhang mit dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel erläutert wurde, kann ein Druckbehälter mit den Leitungen 110 verbunden sein, der die von den Teleskopfedern 108. abgegebene Luft aufnimmt.
Wie die linke Seite der Fig. 4 zeigt, bestehen Teleskopfedern 108 aus mehreren Röhren 112 (im vorliegenden Fair vier). Die Röhren 112 sind gleitfähig ineinander angeordnet und durch in Ringnuten 114 eingelegte Dichtungsringe 116, die an jeder Röhre angeordnet sind, luftdicht und gleitfähig miteinander verbunden. Am unteren Ende der Teleskopfedern 108 ist die unterste Röhre 112d gleitfähig in einer aus einer Anzahl von Unter-Aussparungen 118 befestigt. Längs des oberen Randes der Unter-Aussparung 118 ist ein Kragen 120 angeordnet, der' mit einer Ringnut versehen ist, in die ein Dichtungsring 122 eingelegt ist, der sich dichtend gegen die äußere Oberfläche der untersten Röhre 112d legt. Die Anzahl der Teleskopfedern 108 hängt' von der Größe des in diesem Tiefziehverfahren herzustellenden Behälters ab. Verhältnismäßig kleine Behälter werden nur vier solcher Federn erfordern,
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die gleichmäßig ·rings um die Aussparung 100 angeordnet sind. Bei einem Versuch wurde ein Behälter hergestellt, wie er in Fig. 3 dargestellt ist und der bei einer Bodenfläche von ca. 9 1/4 Quadratzoll eine Tiefe von 2 1/2" aufwies. Bei der Vorrichtung zur Herstellung dieses Behälters wurden acht Teleskopfedern 108 für die Matrizenvorrichtung vorgesehen, wobei jeweils zwei Federn im Bereich einer Seitenwand des Matrizehblocks 94 angeordnet wurden. Ferner hängt die Zahl der Röhren in jeder Feder und deren Durchmesser von der Tiefe des Behälters, der Breite des Randflansches usw. ab.
In der auf der rechten Seite der Fig. 4 dargestellten Stellung hat die Patrizenvorrichtung die Folie in die Form des Behälters umgeformt, wobei die Endkante 124 des Mittelstückes der Patrizenvorrichtung an einer umlaufenden Schulter 126 des Matrizenblockes 24 anliegt. Der äußere Rand der Folie wird während des Ziehprozesses durch die Arbeitsfläche des oberen Ziehringes 78 und die gegenüberliegende Greiffläche des Ziehringes 102 über den Matrizenblock 94 und die Schulter 126 hinaus nach unten gezogen. Man erkennt, daß bei dieser Arbeitsstellung, d.h. wenn der Hub der Tiefziehpresse sein unteres Maximum erreicht, die Röhren 112 der Teleskopfedern 108 ineinandergeschachtelt in die Unter-Aussparungen 118 eingepreßt werden. Wenn
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die Patrizeiivorrichtung durch den Stempel oder ein anderes Betätigungsmittel, mit dem sie verbunden ist, zurückgezogen wird, bewirkt das in das Innere der Teleskopfedern eindringende Druckmittel ein Anheben des Ziehringes 102 in seine obere Stellung, wobei eine Rändelnut 128 am Ziehring das Umbiegen der äußeren Kante 13 des in Fig. 3 dargestellten Behälters 7 bewirkt. Nachdem die gekrümmte äußere Kante hergestellt ist, und der Ziehring sich in seine höchste Stellung bewegt hat, wird der Behälter von dem Matrizenblock abgeworfen und kann aus dem Bereich der Presse, beispielsweise mittels Druckluft, entfernt werden.
Es versteht sich, daß bei beiden Ausführungsformen gemäß der Erfindung sowoL für die obere als auch für die untere Druckmittelversorgung Druckbehälter verwendet werden können. Der zur Herstellung eines Behälters aus Metallfolie erforderliche Druck ändert sich mit der Größe des Behälters und der Dicke des zu verformenden Materials. Beispielsweise soll angeführt werden, daß bei der Verarbeitung einer 8" -Platte mit der Vorrichtung gemäß Fig. 2 mit einem Druck zwischen 60 und 80 I-s. >m Raum 26 und mit einem Druck von wahrscheinlich 40 "bs. in der Aussparung zwischen dem inneren und dem äußeren Ziehring 42 und 44 gearbeitet werden kann, wobei das Me dium in diesem Bereich Luft ist. Andere gasförmige oder hydrauli-
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sehe Medien können natürlich ebenfalls brauchbar sein. Die Erfindung muß auch nicht auf die Benutzung in einer Tiefziehpresse beschränkt werden, sondern kann in jeder hin- und hergehenden Formungsmaschine verwendet werden, wo ein genügender Oberflächendruck zur Formung von Gegenständen ausgeübt werden kann.
Es ist wichtig zu bemerken, daß das Auswechseln der derzeit in Gebrauch befindlichen Verformungswerkzeuge vier oder sogar acht Arbeitsstunden in Anspruch nehmen kann und von einem geübten Facharbeiter durchgeführt werden muß. Demgegenüber wird die Zeit für das Austauschen bei der erfindungsgemäßen Einrichtung auf wenige Minuten reduziert. Ferner soll darauf hingewiesen werden, daß verschiedene Arten von Dichtungen oder Dichtungsringen für die Elemente der Ausführungsformen gemäß der Erfindung verwendet werden können, wie beispielsweise O-Ringe, Ringe quadratischen Querschnittes usw., : solange der gewünschte Dichtungseffekt erreicht wird»
Die Halterung der Ziehringe durch ein Druckmittel, wie beispielsweise Luft, und die daraus resultierende Tatsache, daß sich die formenden oberflächen nachgiebig aneinander anlegen, ergibt einen aus Metallfolie hergestellten Behälter von einer Genauigkeit der Abmessungen und einer Qualität, die bisher nicht bekannt war.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. JVerfahren zur Formung von Metallfolien in einem Ziehvorgang zwischen einer Patrizenvorrichtung und einer Matrizenvorrichtung, bei dem zumindest eine der Vorrichtungen gegenüber der änderen· beweglich ist und bei dem in sich wiederholenden Vorgängen das Ziehen und Formen der Metallfolie erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zur freischwimmenden Halterung zumindest einer der Vorrichtungen bzw. von Teilen derselben ein unter Druck stehendes Medium verwendet wird, so daß die freischwimmenden Elemente sich während des Ziehvorganges nachgiebig und mit hoher Genauigkeit an die entsprechenden Gegenelemente anlegen.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Matrizenvorrichtung, die zumindest einen Ziehring aufweist, der Ziehring bzw. die Ziehringe freischwimmend gehaltert werden.
    3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Formung von Metallfolien zwischen einer Patrizenvorrichtung und einer Matrizenvorrichtung in einem Ziehvorgang, wobei zumindest eine der Vorrichtungen gegenüber der anderen beweglich ist und wobei in sich wiederholenden Vorgängen das Ziehen und Formen der Metallfolie erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Vorrichtungen bzw. Teile derselben durch ein unter Druck stehendes Medium frei-, schwimmend gehaltert sind.
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    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrizenvorrichtung beweglich ist und daß die Matrizenvorrichtung zumindest einen Ziehring aufweist, der den Matrizenblock umgibt und freischwimmend gehaltert ist.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehring durch Teleskopfedern gehaltert ist und daß das unter Druck stehende Medium nur dem Inneren der Teleskopfedern zugeführt wird.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß rings um den Matrizenblock eine Aussparung angeordnet ist, in der die Teleskopfedern angeordnet sind.
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß- rings um den Matrizenblock eine Aussparung vorgesehen ist, in die das unter Druck stehende Medium zur freischwimmenden Halterung zumindest eines Ziehringes eingeführt wird.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ziehring bzw. die Ziehringe mit Dichtungen versehen sind, so daß zwischen dem Ziehring bzw. den Ziehringen und den übrigen Teilen der Matrizenvorrichtung ein im wesentlichen dichter Abschluß erreicht wird.
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    9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrizenvorrichtung ein Mittelstück (18) aufweist, das mit einer Ausnehmung (20) versehen ist, deren Gestalt derjenigen des Matrizenblockes entspricht und daß das Mittelstück in der Patrizenvorrichtung unter Verwendung eines unter Druck stehenden Mediums nachgiebig gehaltert ist.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Behältern aus Metallfolie auf einer Tiefziehpresse die Patrizenvorrichtung einen Ziehring enthält und mit dem Stempel der Presse verbunden ist sowie ein Mittelstück, das eine Ausnehmung aufweist und das in senkrechter Richtung begrenzt beweglich in dem Ziehring gehaltert ist, daß die Matrizenvorrichtung einen Matrizenblock enthält, der mit dem Pressentisch fest verbunden ist und eine Oberfläche aufweist, deren Form der Ausnehmung im Mittelstück der Patrizenvorrichtung entspricht, so daß die Formung des Behälters zwischen diesen Teilen erfolgen kann, daß auf dem Pressentisch ein Scherring konzentrisch zu und in einem gewissen Abstand vom Matrizenblock befestigt ist, daß zwischen dem Scherring und dem Matrizenblock in senkrechter Richtung begrenzt verschiebbar ein innerer
    und ein äußerer Ziehring angeordnet sind, daß die Ziehringe eine obere Lage einnehmen können, die als Ruhestellung bezeichnet wird und in
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    der sie die Metallfolie tragen und eine untere Lage, die als Arbeitsstellung bezeichnet wird und in der sie am Ziehring und am Mittelstück der Patrizenvorrichtung anliegen, daß unterhalb der Ziehringe eine umlaufende Aussparung vorgesehen ist, daß die Elemente der Matrizenvorrichtung mit Dichtungen versehen sind, so daß sich zwischen ihnen ein im wesentlichen dichter Abschluß ergibt, daß die Aussparung zur Aufnahme des unter Druck stehenden Mediums geeignet ist, so daß sich erstens die Ziehringe während der Ziehvorgänge nachgiebig und mit großer Genauigkeit an die formenden Flächen der Patrizenvorrichtung anlegen können und so daß zweitens nach Abschluß des Ziehvorganges die Rückführung der Ziehringe in ihre Ruhestellung und damit das Auswerfen des Behälters aus der Matrizenvorrichtung bewirkt wird.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der MatriÄ.enblock und der äußere Ziehring mit umlaufenden Nuten versehen sind, in die Dichtungsringe eingelegt sind, so daß sich ein dichter Abschluß zwischen dem Scherring, den Ziehringen und <iem : Matrizenblock der Matrizenvorrichtung ergibt.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von Behältern aus Metallfolie auf einer Tiefziehpresse der Ziehring der .Patrizenvorrichtung mit dem Stempel der Presse verbunden ist und daß die Patrizenvorrichtung ein Mittelstück aufweist, das mit einer Ausnehmung versehen und so gehaltert ist, daß es
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    innerhalb des Ziehringes begrenzte vertikale Bewegungen ausführen kann, daß die Matrizenvorrichtung einen Matrizenblock aufweist, der mit dem Pressentisch verbunden ist und dessen Oberfläche in ihrer Form der Ausnehmung des Mittelstückes der Patrizenvorrichtung entspricht, so daß zwischen diesen beiden Teilen die Formung des Behälters aus einer Folie bewirkt werden kann, daß ein Scherring konzentrisch zu und im Abstand von dem Matrizenblock auf dem Pressentisch befestigt ist, daß zwischen dem Scherring und dem Matrizenblock ein Ziehring in vertikaler Richtung begrenzt beweglich angeordnet ist, daß der Ziehring eine obere Stellung, die als RuheflWÜltlng bezeichnet wird, einnehmen kann, in der er die Metallfolie hält und eine untere Stellung, die als Arbeitsstellung bezeichiÄf %frd und in der er an dem Ziehring der Patrizenvorrichtung anliegt, daß unterhalb des Ziehringes der Matrizenvorrichtung eine umlaufende Aussparung vorgesehen ist, daß in der Aussparung mehrere Teleskopfedern mit ihren unteren Enden befestigt sind, und an ihren oberen Enden den Ziehring tragen und daß den Teleskopfedern das · ■_· unter Druck stehende Medium in der Weise zuführbar ist, daß sie ,. erstens während des Formungevorganges ein nachgiebiges und sehr genaues Anlegen der Stirnfläche des Ziehringes der Matrizenvörrichtung an die Stirnfläche des Ziehringes der Patrizenvorrichtung gestatten und daß sie zweitens nach Abschluß des Ziehvorganges eine Rückführung des Ziehringes der Matrizenvorrichtung in die Ruhestellung und damit ein Auswerfen des geformten Behälterbaus der Presse bewirken. 909 83 5 /Q 28 2.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Teleskopfedern aus ineinander geschachtelten Röhren schrittweise abnehmenden Durchmessers besteht, daß die äußere Oberfläche jeder der Röhren an der inneren Oberfläche der benachbarten größeren Roh« gleitend anliegt und daß zur Abdichtung der Teleskopfedern in den äußeren Oberflächen der Röhren umlaufende Nuten vorgesehen sind, in die Dichtungsringe eingelegt sind.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das unter Druck stehende Medium Luft ist.
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