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Ineinandersteckbare Behälter und Vorrichtung und Verfahren zu ihrer
Herstellung Die bisher vorgeschlagenen, aus Materialien einer vergleichsweise geringen
Dicke, wie z.fl. Metallfolien, hergestellten Behälter sind im allgemeinen mangelhaft,
da der sich von der oberen Wand dieser Behälter erstreckende Kreisumfangsflansch
einen unzulänglichen Abdichtungsbereich aufweist, so daß es schwierig ist, einen
zufrieden stellenden flüssigkeitsdichten Verschluß für diese Behälter vorzusehen.
Es ist ferner oft notwendig, besondere abgesetzte Abschnitte in den Seitenwänden
der bisherigen Behälter vorzusehen, um ihre Entnahme unter Verwendung selbsttätiger
Einrichtungen zu ermöglichen. Darüber hinaus ist infolge der Verwendung dünner Materialien
in Zusammenhang mit den auf den Kreisumfangflanschen der bisherigen Behälter vorgesehenen
schwachen Wulste oder Ränder das Wiederschliessen dieser Behälter sehr schwierig.
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Die heute verwendeten Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung
gezogener Behälter sind gewöhnlich zufriedenstellend, wenn sie mit vergleichsweise
dicken Flächenmaterialien arbeiten, wobei sie jedoch einen übermässigen Ausschuß
ergeben, wenn sie bei der Herstellung dünnwandiger Behälter unter Verwendung gehärteter
Folien Anwendung finden.
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Die vorliegende Erfindung schafft einen billigen Behalter aus dünnen
Materialbahnen sowie eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung solcher Behälter aus einem Zuschnitt aus einer gehärteten Folie,
wobei jeder Zuschnitt zum Erhalt eines gezogenen Behälters gezogen wird, da zum
Erhalt ineinander zu steckenr Behälter umgekehrt weiter gezogen wird und eine Seitenwand
sowie einen sich von ihr erstreckenden kreisringförmigen ebenen Flansch aufweist,
wobei sich von diesem ein Ringwulst erstreckt, der zumindest einen Abschnitt aufweist,
der innerhalb und unterhalb der Kreisumfangskante des Flansches angeordnet ist.
Dieser Behälter und andere im wesentlichen identische Behälter sind ineinandersteckbar,
so daß der Ringwulst den Flansch des Behälters von dem Flansch eines im wesentlichen
identischen Behälters trennt, wenn die im wesentlichen identischen Behälter ineinandergesteckt
sind. Die Anbringung und Ausbildung des Ringwulstes verleiht also eine zusätzliche
Steifheit dem Flansch des Behälters und ermöglicht ein leichtes Entfernen jedes
einzelnen Behälters aus einem Stapel ineinandergesteckter Behälter.
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Andere Einzelheiten, Verwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung
erhellen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der
beigefügten Zeichnungen; darin zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische
Ansicht des erfindungsgemässen Behälters; Fig. 2 eine vergrösserte Teilquerschnitsansicht
entlang der Linie 2-2 der Fig. 1; Fig. 3 eine weggebrochene perspektivische Ansicht
von im Querschnitt gezeigten Teilen und mit weggebrochenen Teilen insbesondere zurVeranschaulichung
eines Verschlußteils, der von einem sich von der Seitenwand des Behälters erstreckenden,
ebenen Flansch teilweise entriegelt ist, wobei auch eine Wiederverschlußkappe gezeigt
ist, die sich zur Verwendung bei dem Behälter eignet; Fig. 4 eine perspektivische
Ansicht mit weggebrochenen Teilen zur Veranschaulichung einer Entnahmevorrichtung,
die mit einem Stapel ineinandergesteckter erfindungsgemäßer Behälter zur Entnahme
einzelner Behälter aus dem unteren Teil des Stapels arbeitsmässig verbunden ist;
Fig. s eine Teilstirnansicht insbesondere zur Veranschaulichung der Art und Weise,
in welcher ein Arm der Vorrichtung der Fig. 4 mit den Flanschen und Wulsten einer
Anzahl ine inanderge ste ckter Behälter arbeitsmässig verbunden ist; Fig. 6 eine
Teilquerschnittsansicht im wesentlichen entlang der Linie 6-6 der Fig. 4; Fig. 7
eine perspektivische Ansicht eines flachen Zuschnitts, der zum Herstellen des Behälters
der Figur verwendet wird;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht mit
einem weggebrochenen Abschnitt zur Veranschaulichung des Zuschnittes der Fig. 7,
der zum Erhalt eines gezogenen Behälters teilweise gezogen worden ist; Fig. 9 eine
perspektivische Ansicht mit einem weggebrochenen Abschnitt zur Veranschaulichung
des gezogenen Behälters der Fig. 8, der in der umgekehrten Richtung teilweise weitergezogen
worden ist; Fig.10 eine perspektivische Ansicht mit einem weggebrochenen Abschnitt
der Behälterkonstruktion der Fig. 9, die zum Erhalt einer Bodenwand und einer Seitenwand
vollständig weitergezogen worden ist, wobei ein röhrenförmiger Wandteil verbleibt,
der sich von einem vor dem Erhalt des röhrenförmigen Wandteils am oberen Teil der
Seitenwand zum Erhalt des Ringwulstes und des fertigen Behälters der Fig. 1 vorgesehenen
kreisringförmigen Flansch nach aussen erstreckt; Fig.ll eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 11-11 der Fig. 1 in demselben Maßstab wie die Behälterkonstruktion
der Fig. 10; Fig.12 eine vergrösserte Teilquerschnittsansicht zur Veranschaulichung
zusammenarbeitender Bestandteile einer zum Bilden des röhrenförmigen Wandteils zum
Erhalt des Ringwulstes verwendeten Formgebungsvorrichtung, sowie zur Veranschaulichung
der zusammenarbeitenden Komponenten am Beginn des wulstbildenden Vorganges;
Fig.
13 eine Teilquerschnittsansicht, die der Fig. 12 ähnlich ist und die Stellungen
der zusammenarbeitenden Komponenten der wulstbildenden Vorrichtung zeigt, nachdem
der Ringwulst einmal gebildet worden ist; Fig. 14 eine Teilquerschnittsansicht eines
Ausführungsbeispiels der zur Herstellung des Behälters der Fig.l verwendeten Vorrichtung
vor dem Beginn des formgebenden Vorganges, wobei ein länglicher Streifen oder eine
langausgedehnte Bahn aus einem Metallwerkstoff zwischen zusammenarbeitenden Werkzeugsätzen
der Verformungsvorrichtung angeordnet ist; Fig. 15 eine Ansicht der Vorrichtung
der Fig. 14, wobei die Ziehwerkzeugsätze teilweise zusammen bewegt worden sind und
zum Ziehen eines Zuschnittes (der abgeschert worden war, nachdem die Werkzeugsätze
zunächst zusammen bewegt wurden) arbeiten, um einen gezogenen Behälter zu bilden,
wobei die Teilbewegung dieser Werkzeugsätze zum Bilden des Behälters der Fig. 8
ausreicht; Fig, 16 eine der Fig. 15 ähnliche Ansicht zum Veranschaulichen der Werkzeugsätze
in einem weiteren Stadium, worauf diese Anordnungen genügend zusammenbewegt worden
sind, um die in Fig. 10 gezeigte Konstruktion eines umgekehrt weiter gezogenen Behalters
zu bilden; und Fig. 17 die Stellung der zusammenarbeitenden Werkzeugsatze nach dem
Bilden des Ringwulstes am Kreisumfang des kreisringförmigen Flansches, der sich
von der oberen Kante der Seitenwand des umgekehrt weiter gezogenen Behälters zum
Bilden des fertigen Behälters
der Fig. 1 erstreckt.
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Nun wird auf Fig. 1 der Zeichnungen Bezug genommen, die einen beispielhaften
Behälter nach der Erfindung zeigt, wobei solche Behälter ineinandersteckbar sind
und dieser Behälter im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist. Der
Behälter 10 hat eine Bodenwand 11 und eine kegelstumpfförmige Seitenwand 12, die
einen kreisringförmigen Flansch 13 aufweist, der sich von der oberen Kante der Wand
nach aussen erstreckt.
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Der Flansch 13 hat eine ebene kreisringförmige obere Oberfläche 14,
an welche sich an entgegengesetzten Enden ein innerer bogenförmiger Teil 14A und
ein äusserer bogenförmiger Teil 14B anschließt, (siehe Fig. 2). Ein Ringwulst 15
erstreckt sich vom Flansch 13 und hat zumindest einen Teil 16, der innerhalb des
Aussenumfangsumrisses oder der Kreisumfangskante 17 des Flansches 13 angeordnet
ist, d.h. der Teil 16 befindet sich innerhalb eines recht kreisförmigen Zylinders
mit einem Durchmesser, der mit der Kante 17 zusammenfällt. Der Wulst 15 hat eine
doppelte Dicke in zumindest einem Teil seines Querschnittsumrisses und ist bei 20
angedeutet.
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Der Teil 16 des Wulstes 15, der innerhalb des Kreisumfangsumrisses
des Flansches 13 angeordnet ist, schließt sich wesentlich an die Bodenoberfläche
21 des Flansches 13 an. Insbesondere ist die obere Oberfläche des Wulstes 15 unterhalb
der Ebene der unteren Oberfläche 21 in einem Abstand angeordnet, der kleiner ist
als der Querschnittshalbdurchmesser oder Radius R des Wulstes 15.
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Wie aus der Zeichnungsfigur 2 ersichtlich, ist im wesentlichen
die
ganze ebene kreisringförmige obere Oberfläche 14 zum Erhalt eines Abdichtungsoberflächenbereiches
für einen Deckel oder Verschluß verwendbar, wie z.B.
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der in Fig. 3 beispielsweise gezeigte Verschluß; der Verschluß 22
kann dabei mit Hilfe von in der Technik bekannten technischen Mitteln an der Oberfläche
14 befestigt werden. Die Oberfläche 14 hat einen grossen Flächenbereich, der grösser
ist als der Hauptbereich einer oberen Draufsichtsfläche des Flansches 13 mit seinem
Wulst 15. Die Oberfläche 14 hat einen Flächenbereich, der wesentlich grösser als
ein ähnlicher Abdichtungsbereich von etwa der Hälfte dieser Presse ist, der bei
den bisher vorgeschlagenen Metallfolienbehältern vorhanden ist.
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Der Behälter 10 hat nicht nur einen an seinem kreisringförmigen Flansch
13 vorgesehenen grossen Abdichtungsbereich, sondern die Anordnung des Ringwulstes
15 stützt auch wirksam den Flansch 13 und erhöht somit seine Festigkeit und Steifheit.
Darüber hinaus ermöglicht die Anordnung des eine bdtrachtliche Festigkeit aufweisenden
Ringwulstes 15 das leichte Anbringen eines Wiederverschließdeckels, wie z.B. des
in Fig. 3 gezeigten Deckels 23, auf den Behälter 10 sobald der Verschluß 22 entfernt
und nur ein Teil des Inhalts des Behälters entfernt worden ist.
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Der Behälter 10 kann aus jedem beliebigen geeigneten Werkstoff hergestellt
werden und ist dabei vorzugsweise aus einer Metallfolie, wie t.B. einer Aluminiumfolie
3003-H19 mit einer Wanddicke im Bereich von 0,0889 mm (0,0035 ") hergestellt. Der
Behälter 10 wird vorzugsweise aus einem flachen Zuschnitt hergestellt, der geeignete
Beschichtungsmittel, wie z.B. einen Obergang, entweder auf der einen oder auf beiden
Oberflächen desselben haben. Der Behälter 10 wird vorzugsweise hergestellt, indem
der Zuschnitt
zuerst gezogen wird, um einen Behälter zu bilden,
worauf der Behälter umgekehrt weiter oder wieder gezogen wird.
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Während der Rückkehr der zusammenarbeitenden Formgebungswerkzeuge,
die zur Herstellung des Behälters verwendet werden, zu ihrer Anfangsstellung im
Anschluß an den umgekehrten Weiterziehungsvorgang, wird der Ringwulst 15 im sumfangsflansch
13 gebildet, wobei es ersichtlich ist, daß dieser Wulst im wesentlichen ein verkehrter
Wulst ist. Bei einem derartigen verkehrten Wulst ist die zugegebene erste kreisringformige
Metallage, wie z.B. die in Fig. 2 gezeigte kreisringförmige Metallage 19, stets
der Seitenwand 12 des Behälters zugewandt.
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Der Behälter 10 kann ein thermoplastisches Material in Form eines
Überzuges, einer Schicht oder dgl. aufweisen, wobei dieses Material seine Innenoberfläche
bildet. Das thermoplastische Material, wie z.B. thermoplastisches oder in Wärme
bildsam bleibendes Kunstharz wie Vinyl, kann örtlich erhitzt und als Haftmittel
zum Verschweissen des Verschlusses 22 mit der oberen Oberfläche 14 verwendet werden.
Der Behälter 10 kann auch ein geeignetes duroplastisches oder in Wärme aushärtendes
Schutzmaterial in Form eines Oberzuges oder einer seine Aussenoberfläche bildende
lamellierte Schicht aufweisen.
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Die Innenseite der Seitenwand 12 des Behälters 10 kann ein Aussehen
oder eine andere Farbe und die Aussenseite dieser Seitenwand kann ein anderes Aussehen
oder eine andere Farbe haben. Nach der Herstellung des verkehrten Ringwulstes 15
liegen die beiden Farben in Kontrast zueinander vor. Das Aussehen der Aussenoberfläche
des Wulstes ist also dasselbe wie jener der Aussenseitenoberfläche, des Behälters,
wobei diese unmittelbar neben der oberen ebenen Oberfläche liegt, die dasselbe Aussehen
wie die
Innenseitenoberfläche des Behälters hat.
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Der Behälter 10 kann einen Stapel aus ineinandergesteckten Behältern
unter Verwendung einer Vorrichtung, wie z.B. der in der Zeichnungsfigur 4 im allgemeinen
mit dem Bezugszeichen 24 bezeichneten Vorrichtung ohne weiteres entnommen werden,
wobei diese Vorrichtung auch eine selbsttätige Entnahmeeinrichtung aufweisen kann.
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Die Vorrichtung 24 weist ein Paar an entgegengesetzten Seiten derselben
angeordneter paralleler Arme 25 auf, die wiederum Vorderteile oder -oberflächen
26 aufweisen, welche die Bodenoberfläche des Ringwulstes 15 jedes Behälters stützen.
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Ein Stapel aus Behältern kann auf geeignete-Weise gestützt sein, um
eine horizontale Bewegung desselben zu verhindern,wie im wesentlichen bei 27 in
Fig. 4 gezeigt, worauf die Arme 25 durch einen Exzenternockenmechanismus 30 der
Vorrichtung 24 nach vorne hin und her bewegt werden um zu bewirken, daß keilförmige
Teile'31 der Arme 25 sich im zwischen dem Behälter 10 und einem darunter ges tapelten
im wesentlichen identischen Behälter 10 gebildeten Raum 32 bewegen. Der unterste
Behälter 10 wird somit dem Stapel 27 entnommen und auf eine geeignete Einrichtung
wie z.B. einen (nicht gezeigten) Förderer od. dgl. zur Beförderung durch Vorschubbewegung
des leeren Behälters zu einer Füllstation oder einer anderen geeigneten Station
zwecks weiterer Behandlung gebracht. Die Entnahme wird erzielt, indem die Arme 25
in der Richtung des Pfeils 33 nach vorne bewegt und somit die keilförmigen Teile
in den zugeordneten Raum 32 bewegt werden, woinit erreicht wird, daß die Bodenoberfläche
34 des Wulstes 15 eines in den untersten Behälter 10 eingestecken Behälters 10 durch
eine Oberfläche 35 der Arme 25 und somit der ganze Stapel 27 aus Behältern 10 gestützt
wird.
Die Arme 25 werden dann durch den Nockenmechanismus 30 in einer der Richtung des
Pfeils entgegengesetzten Richtung hin und her bewegt, wodurch der ganze Stapel auf
die Oberflächen 26 fällt und die Wiederholung des gesamten Vorganges und somit die
Entnahme einzelner Behälter 10 aus dem Bodenabschnitt des Stapels 27 ermöglicht
wird.
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Aus der obigen Beschreibung erhellt, daß der Wulst 15 zur Verstärkung
des Flansches B und zur Gewährleistung einer Beibehaltung der ebenen Form der Oberfläche
14 dient. Darüber hinaus ermöglicht die Konstruktion und Anordnung des Wulstes 15
in Bezug auf die ebenen Oberflächen 14 die Verwendung des Flansches 13 als Abstandshalter
mit einer den Raum 32 bildenden Höhendimension, in welchen die keilförmigen Teile
31 der hin und hergehenden Arme 25 frei bewegt und somit die Behälter 10 selbsttätig
entnommen werden können. Der Wulst 15 gewährleistet ferner nach Ineinanderstecken
einer Anzahl Behälter in Form eines Stapels den Erhalt eines Raumes zwischen den
Seitenwänden 12 benachbarter Behälter nach Fig. 6 zwecks leichterer Entnahme der
Behälter 10.
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Der in Fig. 1 gezeigte Behälter 10 ist vorzugsweise unter Verwendung
der in den Zeichnungsfiguren 14 - 17 im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 37 bezeichneten
Vorrichtung und des Verfahrens nach der vorliegenden Erfindung hergestellt worden.
Die Vorrichtung 37 weist einen unteren Werkzeugsatz oder eine Werkzeugkonstruktion
40 und einen zusammenarbeitenden oberen Werkzeugsatz oder eine Werkzeugkonstruktion
41 auf, wobei diese Werkzeugsätze bei einer Gesenkpresse herkömmlicher Konstruktion
ohne weiteres verwendet werden können.
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Der untere Werkzeugsatz 40 weist eine feststehende StUtze 42 (Fig.
14) auf, die einen daran befestigten Werkzeughalter 43 aufweist, wobei der Werkzeugsatz
40 auch ein an der Stütze 42 befestigtes Ziehkissen 44 aufweist. Das Ziehkissen
44 hat eine Anzahl sich durch dasselbe senkrecht erstreckender zylindrischer Bohrungen
45 zur Aufnahme je eines Druckstiftes 4g, wobei die die Bohrungen 45 umgrenzenden
zylindrischen Oberflächen die Stifte 46 stutzen und eine senkrechte axiale Gleitbewegung
derselben ermöglichen. Der Werkzeughalter 43 weist eine daran befestigte Laufbuchse
oder -hülse 47, die als eine zylindrische Innenfläche 50 für den Werkzeughalter
bildend betrachtet werden kann, auf.
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Der Werkzeugsatz 40 hat einen Einrollring 51, der innerhalb des Werkzeughalters
43 konzentrisch gestützt ist und eine Aussenoberfläche 52 aufweist, die entlang
der zylindrischen Oberfläche 50 senkrecht gleitbar angeordnet ist. Der Einrollring
51 hat auch einen Teil, der insbesondere zum Bilden des verkehrten Ringwulstes 15
des Behälters 10 bestimmt und nachfolgend näher beschrieben ist.
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Der Werkzeugsatz oder die Ziehform 40 hat einen ersten Werkzeugteil
54, der im wesentlichen ein Doppelzweckteil ist und eine Aussenseitenformoberfläche
50 einer echt kreisförmig zylindrischen Gestalt und eine Innenseitenformoberfläche
56 einer im wesentlichen kegelstumpfförmigen Gestalt hat. Der Werkzeugteil 54 ist
an einer Wellenanordnung 57 befestigt, die unter Verwendung einer beliebigen geeigneten
Einrichtung zur senkrechten AufwSrts- und Abwärtsbewegung des Teils 54 relativ zur
feststehenden Stütze 42 ihres Werkzeugsatzes 40 betätigbar ist.
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Die Wellenanordnung 57 hat eine äussere zylindrische Oberfläche 60,
die durch eine zylindrische Laufbuchse 61 für eine senkrechte Gleitbewegung angeordnet
ist, welche wiederum durch ein Paar an den entgegengesetzten Enden angeordneter
Sicherungsringe 62 im Kissen 44 axial begrenzt ist. Der Teil 54 hat auch einen daran
befestigten Teil 63 mit einem Formgebung steil 64 nit einer konturierten Formgebungsoberfläche
65. Teil 64 ist neben der unteren Kante der kegelstumpfförmigen Innenseitenverformungsoberfläche
56 angeordnet und seine konturierte Oberfläche 65 wird zum Bilden der konturierten
Gestalt llA am Aussenumfang der Bodenwand 11 des Behälters 10 verwendet, siehe Fig.
11.
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Der Werkzeugsatz 40 hat auch eine Schnittmatrize 70, die mit Hilfe
einer Anzahl Gewindebolzen 71 am Werkzeughalter oder Schneideisenhalter bzw. an
der Schneidklappe 43 befestigt ist, wobei ein Abstandshalter 72 zwischen der Bodenoberfläche
der Schnittmatrize oder des Stanzstempels 70 und einer Stütz schulter 73 des Schneideisenhalters
43 angeordnet ist, um die richtige Einstellung der Schnittmatrize 70 zu gewährleisten.
Die Schnittmatrize 70 hat eine Innenseitenschneidkante 74, die bei diesem erfindungsgemässen
Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen Umriß hat.
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Der obere Werkzeugsatz 41 weist eine StÜtzkonstruktion 75 mit einem
an der Konstruktion 75 mit Hilfe einer Anzahl Gewindebolzen 77 befestigten Stempelhalter
76 auf, wobei eine Anzahl Dübelstifte 80 vorgesehen sind, um zu gewährltisten,daß
der Stempelhalter 76 in der Konstruktion 75 wie erforderlich ausgerichtet ist, und
zwar vor ihrer Befestigung durch die Gewindebolzen 77. Der Werkzeugsatz 41 hat einen
Haltering 81, der durch eine Anzahl Gewindebolzen 82 am Stempelhalter 76 befestigt
ist, wobei ein
anderer Werkzeugteil 84, auf welchen als auf den
zweiten Werkzeugteil Bezug genommen werden kann, mit Hilfe einer Anzahl Schraubbolzen
85 am Haltering 81 befestigt ist. Der Werkzeugteil 84 kann als Stanzstempel betrachtet
werden, insofern als er eine Schneidkante 86 kreisförmigen Umrisses hat, die mit
der Schneidkante der Stanzmatrize 70 zusammenarbeiten kann.
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Der obere Werkzeugsatz 41 hat eine Lagerbuchse 90, deren untere Kante
an einer Schulter 91 des Werkzeugteils 84 gestützt ist, wobei diese Buchse oder
Hülse im wesentlichen festgestellt ist, um eine Axialbewegung derselben zu verhindern.
Die Hülse 90 hat eine zylindrische Innengleitfläche 92.
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Der obere Werkzeugsatz 41 hat auch einen Zuschnitthalter 93 mit einer
zylindrischen Aussenoberfläche 94, die auf der Oberfläche 92 der Laufhülse 90 gleitbar
ist, sowie mit einer forwgetenden Innenoberfläche 95 des Werkzeugteils 84, die mit
der Oberfläche 92 senkrecht unterhalb derselben ausgerichtet ist. Der Zuschnitthalter
93 hat eine zylindrische Innenoberfläche 96 und eine kreisringförmige Schulter 97
ist als einstückiger Teil des Halters 93 vorgesehen und erstreckt sich von der Innenoberfläche
96 radial nach innen.
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Der Werkzeugsatz 41 weist einen Verformungsstempel 100 auf, der durch
einen Schraubbolzen 101 am Stempelhalter 76 befestigt ist. Der Bolzen 101 hat einen
sich durch ihn durchgehend erstreckenden Durchlaß lOlA, um zu gewährleisten, daß
keine Luft aschen den Formgebungsoberflächen des Stempels 100 und dem zu bildenden
Behälter eingeschlossen wird. Ein Abstandshalter 102 und ein Anschlagring 103 sind
zwischen dem Stempelhalter 76 und
dem Stempel 100 angeordnet. Der
Anschlagring 103 hat eine Oberfläche 104, die sich über den Abstandshalter 102 hinaus
radial nach aussen erstreckt und mit der Schulter 97 des Zuschnitthalters 93 in
Eingriff kommen kann, um die Abwärtsbewegung des Zuschnitthalters zu begrenzen.
Die Aufwartsbewegung des Zuschnitthalters 93 innerhalb des Stempelhalterkörpers
76 ist durch einen Kreisring 105 auf eine nachfolgend zu beschreibende Art gesteuert.
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Der Stempelhalter 76 hat eine innere Laufbuchse 106 und eine Laufbuchse
107 eines größeren Durchmessers, die gegen die Oberfläche 110 bzw. 111 des Stempelhalters
76 auf geeignete Weise in Stellung gehalten sind. Der Ring 105 hat eine innerhalb
einer zugeordneten Nut 105A getragene Dichtungsanordnung 112 zum Abstützen der Innenoberfläche
des Kreisringes 105 zur Gleitbewegung entlang der Aussenoberfläche der Laufbuchse
106. Der Teil 105 hat auch eine weitere Dichtungsanordnung 114, die in einer Nut
105B in dem Aussenumfang des Teils 105 auf geeignete Weise gestützt ist, wobei die
Dichtungsanordnung 114 die Aussenoberfläche des Teils zur Gleitbewegung entlang
der Innenoberfläche der Laufbuchse 107 stützt.
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Im Arbeitszustand der Vorrichtung 37 mit ihren zusammenarbeitenden
Werkzeugsätzen 40 und 41 wird ein Strömungsdruckmittel (im vorliegenden Beispiel
Luft) einer zwischen den Hülsen 106 und 107 gebildeten kreisringförmigen Kammer
115 zugeführt und darin aufrechterhaXen. Die Luft in der Kammer 115 wird in gesteuerter
Weise geliefert, wie durch den Arbeitsgang für die Presse bedingt, wobei die Vorrichtung
37 zur Aufrechterhaltung eines Druckes auf der oberen Oberfläche 116 des Teils 105
und somit zur Aufrechterhaltung eines Druckes auf dem Zuschnitthalter 93
verwendet
wird, um einer senkrechten Axialbewegung desselben innerhalb der kreisringförmigen
Kammer 115 zu widerstehen.
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Zur Gewährleistung einer zweckmAssig.en Arbeitsweise der Vorrichtung
37 ist eine Anzahl Lüftungsdurchlässe 118 im Werkzeughalter 43 und der Hülse 47
des unteren Werkzeugsatzes 40 vorgesehen. Eine Anzahl Lüftungsdurchlässe 119 ist
auch im horizontal verlaufenden flanschähnlichen Abschnitt des Teils 81 vorgesehen,
wobei die Durchlässe 119 den Raum zwischen den Teilen 105 und 81 beluften.
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Der Stempel 100 hat eine konvexe, im wesentlichen kegelstumpfförmige
formgebungsoberfläche 120 und eine äussere kreisringförmige Foringebungsoberfläche
121 die ihrer Gestalt nach der konturierten Gestalt der Oberfläche 65 mit dem am
Werkzeugteil 54 befestigten Teil 63 entspricht; die Oberflächen 121 und 65 arbeiten
zusammen, um die konturierte Aussenumfangskante llA der Bodenwand des Behälters
10 - wie vorhin erwähnt - zu bilden.
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Der obere Werkzeugsatz 41 hat auch einen Abstreifer 122, der um die
Aussenoberfläche des Werkzeugteils 84 und die Aussenoberfläche des unteren Teils
des Halteringes 81 herum konzentrisch gestützt ist. Der Abstreifer 122 hat eine
Ansahl Stangen 123, die in geeigneter Weise auf demselben befestigt und jeweils
in einer in einem horizontal verlaufenden Flanschabschnitt des Teils 81 vorgesehenen
zylindrischen Bohrung 124 senkrecht verschiebbar sind, Das obere Ende jeder Stange
123 weist einen Kolben 125 auf, der auf der Zylinderoberfläche des Innenumfanges
einer Laufbuchse 126 gleitbar ist, die in einer zugeordneten Bohrung 127 im Stempelhalter
76 in Stellung gehalten
wird. Luft unter geregeltem Druck wird
einer durch die Innenoberfläche der Laufbuchse 126 gebildeten Kammer 130 zugeführt
und beaufschlagt die okre Oberfläche jedes Kolbens 125, um die Stellung seiner zugeordneten
Stange 123 und somit die senkrechte Stellung des Abstreifers 122 zu steuern. Die
Druckluft wird jeder Kolbenkammer 130 durch eine zugeordnete Anordnung 131 zugeführt,
wobei eine Ringkappe am Oberteil des Stempelhaltrs 76 vorgesehen ist und weist Dichtungen
133 an entgegengesetzten Seiten, um ein Luftentweichen aus den Zylindern 130 zu
vermeiden, auf.
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Nach dieser näheren Beschreibung der Kontruktion und Anordnung der
verschiedenen zusammenarbeitenden Bestandteile des unteren Werkzeugsatzes 40 und
des oberen Werkzeugsatzes 41 der Vorrichtung 37 wird nun die Art und Weise näher
beschrieben, in welcher das erfindungsgemässe irfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen
Behälters verwendet wird, sowie der Art und Weise, in welcher die Bestandteile der
Vorrichtung 37 zur Durchführung dieses Verfahrens zusammenarbeiten.
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Im einzelnen ist eine geeignete Bahn oder ein geeigneter Streifen
eines Flächenwerkstoffes S als Streifen einer Aluminiumlegierungsfolie 3003-H19
einer Dicke im Bereich von 0,0889 mm ( 0,0035 ") zwischen den Werkzeugsätzen 40
und 41 vorgesehen, die in diesem Beispiel als Komponente einer herkömmlichen Verformungspresse
enthaltend beschrieben werden. Die Stütze 42 und der Werkzeughalter 43 sind am Bett
der Verformungs- oder Formpresse befestigt und enthalten dieses Bett, während die
Konstruktion 75 und der Stempelhalter 76 den beweglichen Preßenstempel enthalten,
wobei es ersichtlich ist, daß bei dieser Konstruktion die Formgebungsteile 54 und
84 im wesentlichen eine Relativbewegung
zueinander und voneinander
ausführen können.
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Während der Werkstoff S zwischen den Werkzeugsätzen 40 und 41 angeordnet
ist, wird der Werkzeugsatz 41 in Richtung auf den Werkzeugsatz 40 bewegt, so daß
der Werkzeugteil 84 als Stanzstempel verwendet wird, worauf seine Schneidkante 86
mit der Schneidkante 74 der Schnittmatrize 70 zum Abschneiden eines flachen Zuschnittes
zusammenarbeitet, der in diesem erfindungsgemässen Ausführungsbeispiel einen kreisförmigen
Aussenumfangsumriß hat und in Fig. 7 der Zeichnungen dargestellt und im allgemeinen
mit dem Bezugszeichen 135 bezeichnet ist. Gleichzeitig mit diesem Abscher- oder
Schneidvorgang zur Herstellung des Zuschnittes 135 wird eine Kreisumfangskante des
Zuschnitts zunächst zwischen eine kreisringförmige Festklemmoberfläche 136 des Einrollringes
51 und eine zusanunenarbeitende kreisringförmige Festklemmoberfläche 137 des Werkzeughalters
84 fesgeklemmt.
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Aufgrund der fortgesetzten gegenseitigen Bewegung der Werkzeugsätze
40 und 41 klemmt eine die äussere oder obere Kante des Werkzeugteils 54 bildende
kreisringförmige Festklemmoberfläche 140 einen inneren kreisringförmigen Teil des
Zuschnittes 135 gegen eine zusammenarbeitende kreisringförmige Halteoberfläche 141
des Zuschnitthalters 93 fest. Währendder weiteren Bewegung der Werkzeugsätze zueinander
wird als Zwischenerzeugnis ein gezogener Behälter gebildet, der in den Fig. 8 und
15 mit dem Bezugszeichen 143 versehen ist, obwohl dieser Behälter offensichtlich
noch nicht vollstcindig gebildet worden ist.
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Der gezogene Behälter 143 hat eine Bodenwand 143A und eine Seitenwand
143;' und ist durch die mit der Innenseiterlform,rei,ung,soberflticìle 95 (les Werkzeugteils
84 zus@mmenarbeitende Aussenseitenformgebungsoberfläche 55 @@@ @er@zeu@teils 54
gebildet. Beim Ziehen des Behälters 143
wird der Aussenbereich
des Zuschnitts 135 zwischen die kreisringförmige Festklemmoberflächen 136 und 137
(siehe Fig. 15) festgeklemmt, während die Oberflächen 140 und 141 die Bodenwand
143A bilden und zum Ziehen des von den Oberflächen 140 und 144 nach aussen angeordneten
Teils des Zuschnitts 135 durch die Oberflächen 136 und 137 dienen, um die Seitenwand
143B zu bilden.
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Dieser Ziehvorgang kann unter Verwendung eines (nicht gezeigten) Doppelwirkungskissensystems
erzielt werden, das auf an sich bekannte Weise 'arbeitet, so daß bei der Abwärtsbewegung
des Werkzeugsatzes 41 die Wellenanordnung 57 und der ihr zugeordnete Elerkzeqteil
54 nach oben bewegt werden und das Ziehen des Behälters 143 zwischen den zusammenwirkenden
Formgebungsoberflächen 55 und 95 der Werkzeugteile 54 und 84 bewirken.
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Beim Bilden des gezogenen Behälters 143, bei welchem der größte Teil
der Seitenwand 143B gebildet worden ist, dh. in der Stellung in Fig. 15, kommt der
Stempel 100 mit der Bodenwand 143A des gezogenen Behälters 143 in Eingriff, um das
Bilden des verkehrt wiedergezogenen Behälters 10 zu beginnen, Das umgekehrte Ziehen
wird durch die mit der konkaven kegelstumpfförmigen Oberfläche 56 des Werkzeugteils
54 zusammenarbeitende konvexe kegelstumpfförmige Oberfläche 120 des Stempels 100
erzielt, wobei während dieses Umkehrwiederziehvorgangs die Festklemmoberfläche 140
und die Halteoberfläche 141 der Teile 54 bzw. 93 einen kreisringförmigen Durchlaß
bilden, durch welchen der zunächst von den äusseren Umfangskanten der Oberflächen
140 und 141 nach aussen angeordnete Teil des gezogenen Behälters 143 hindurch gezogen
wird, um den weiter gezogenen Behälter 10 im wesentlichen auf die in der Zeichnungsfigur
16 dargestellte Weise zu bilden.
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Während des Weiterziehvorgangs bilden die zusammenarbeitenden Oberflächen
56 und 120 die Seitenwand 12 des Behälters 10, wobei vor der vollständigen Formung
der Seitenwand 12 der Behälter derart weitergezogen wird, daß er zu einem Zeitpunkt
während des weiteren Ziehens die bei 145 in Fig. 9 gezeigte Gestalt hat. Nach Beendigung
des Weiterziehvorgangs arbeitet die konturierte Oberfläche 121 des Stempels 100
mit der konturierten Oberfläche 65 des Teils 63, um die konturierte Aussenumfangsgestalt
llA der Bodenwand 11 des Behälters 10 zu bilden, wobei die Oberflächen 140 und 141
zum Bilden des ebenen kreisringförmigen Flansches 13 des Behälters 10 zusammenarbeiten.
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Die Bodenwand 11 und die Seitenwand 12 des weiter gezogenen Behälters
10 sind gebildet worden, während sich die zusammenarbeitenden Komponenten in den
in Fig. 16 gezeigtenStellungen befinden, wobei zu beachten ist, daß der zwischen
den Oberflächen 140 und 141 gebildete kreisringförmige Flansch 13 einen sich zu
einer Seite der Ebene d es kreisringförmigen Flansches 13 erstreckenden röhrenförmigen
Wandabschnitt 144 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstreckt sich der röhrenförmige
Wandabschnitt 144 unterhalb der Horizontalebene des Flansches 13.
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Nach Beendigung des Umkehrweiterzieharbe it sgange s (in der Stellung
der in der Zeichnungsfigur 16 gezeigten zusammenarbeitenden Werkzeugsätze) wird
der Werkzeugsatz 41 durch die Aufwärts bewegung des Stempels der Formpresse in seine
ursprüngliche Stellung zurückgeführt. Während dieser Aufwärtsbewegung kommt ein
Teil des Einrollringes 51 mit der unteren Kante der röhrenförmigen Wand 144 in Eingriff,
um den umgekehrten Ringwulst 15 zu bilden und den Behälter 10 endgültig zu bilden.
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Der Einrollring 51 wird durch die Stifte 46 betätigt, die durch die
Wirkung des mit ihrem unteren Ende in Eingriff stehenden Stempels 46A gleichzeitig
bewegt werden. Darüber hinaus arbeitet die Konstruktion der zum Bilden des Wulstes
verwendeten Bestandteile zusammen, um zu gewährleisten, daß der fertig gebildete
Ringwulst unterhalb der Ebene des Flansches 13 liegt und zumindest ein Teil desselben
innerhalb und unterhalb der Aussenumfangskante 17 dieses Flansches angeordnet ist.
Der Einrollring ist ferner derart ausgebildet, daß sein mit dem röhrenförnigen Wandabschnitt
in Eingriff stehender Teil den Wulst 15 bildet, der in seinen Querschnittsbereichen
entweder eine einfache oder eine mehrfache Dicke aufweisen kann.
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Nun wird auf die Zeichnungsfiguren 12 und 13 Bezug genommen, die in
vergrössertem Maßstab Teile des Einrollringes 51 und ihm zugeordneten Werkzeugteil
zur Ermöglichung der Formung des Flansches 13 und des Ringwulstes 15 zeigen. Im
einzelnen kann man ersehen, daß der Werkzeugteil 54 einen im Querschnitt gesehen
bogenförmigen Teil 150 zwischen seiner konkaven kegelstumpfförmigen Formgebungsoberfläche
56 und seiner Festklemmoberfläche 140 aufweist, wobei dieserbogenförmige Teil 150
den inneren bogenförmigen Teil 14A des Flansches 13 bildet. Der Teil 54 hat auch
einen sich zwischen seiner dusseren Formgebungsoberfläche 55 und der Festklemmoberfläche
140 erstreckenden bogenartigen Teil 151, der durch einen Bogen begrenzt ist, der
einen grssseren Radius als der Teil 150 hat, wobei ein so grosser Radius das Eilden
des bogenartigen Teils 14E iis Flansches 13 ofin Hindernis gewahrleistet, nachdem
die zusammenarbeitenden Komponenten der Werkzeugsatzee auf die oben era;ehnte Art
und Weise einmal gegenseitig be-.sevt ..cr(ien sind.
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Der Einrollring 51 hat eine konkave Einrolloberfläche 152 (imQierschnitt),
wovon ein Ende in einer etwas abgerundeten keilförmigen Kante 153 endet. Das entgegengesetzte
Ende 154 schließt sich an einen im wesentlichen senkrecht verlaufenden Zylinderoberflächenteil
55 einer regelbaren Länge an. Die Oberfläche 155 schließt sich an eine schräge Oberfläche
156 an, die in einem Winkel geneigt ist, der im allgemeinen im Bereich von 100 bis
200 von einer Horizontalebene liegt, die durch die Horizontalebene der Festklemmoberfläche
136 bestimmt ist.
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Nachdem die zusammenarbeitenden Werkzeugsätze 40 und 41 die Bodenwand
11 und die Seitenwand 12 des Behälters 10 gebildet haben, wobei der Wandabschnitt
144 im wesentlichen in der in Fig. 16 gezeigten Stellung angeordnet ist, wird die
Presse in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht, worauf die Stifte 46 den Einrollring
in seine ursprüngliche Stellung bringen und bewirken, daß die Kante 153 mit einer
unteren Kante 160 des Wandabschnitts 144 (Fig. 12) in Eingriff kommt und das Einrollen
des Wandabschnitts 144 auf eine Weise beginnt, die man als umgekehrte betrachten
kann, bis der in Fig. 13 dargestellte eingerollte Wulst 15 gebildet wird. Während
des letzten Teils der Bewegung des Einrollringes 51 wird der Flansch 13 zwischen
den Festklemmoberflächen 140 und 141 in festgeklemmter Lage gehalten, um zu gewährleisten,
daß die kreisringförmige Oberfläche eben bleibt und einen maximalen Oberflachenbereich
hat. Nach dem komplettenAusbilden des Wulstes 15 wird der äussere bogenförmige Teil
14B im Flansch 13 gebildet, indem der schon gebildete Wulst 15 gegen die Bodenoberfläche
21 des Flansches 13 nach oben angedrückt wird. Der Wulst 15 ist somit im wesentlichen
so angeordnet, daß er sich im wesentlichen an die Bodenoberfldche 27 anscii1ie"t,
wobei die Anordnung
der zusammenarbeitenden Komponenten der Werkzeugsätze
so getroffen ist, daß sich der Ringwulst im wesentlichen an die Bodenoberfläche
21 in einem Abstand anschließt, der kleiner ist als der Querschnittsradius R des
Wulstes 15.
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Nachdem der Behälter 10 komplett gebildet worden ist, (siehe Fig.
17) wird der Abstreifer 122 durch seine Stangen 123 ständig und nachgiebig nach
unten geschoben, wobei diese Stangen 123 durch der oberen Oberfläche der zugeordneten
Kolben 125 zugeführte Druckluft beaufschlagt werden, so daß die Materialbahn oder
das Flächenmaterial S fest gegen die Oberfläche 74A der Schnittmatrize 70 gehalten
wird, bis sich der Werkzeugsatz 41 vom Werkzeugsatz 40 trennt. Die Materialbahn
S wird dann von den Werkzeug sätzen frei und kann zweckmässigerweise um eine vorbestimmte
Strecke vorgeschoben werden, wobei der Formgebungsvorgang wiederholt werden kann,
um den kreisförmigen Zuschnitt 135 und den zwischendurch gezogenen Behälter 143
und dann den umgekehrt weiter gezogenen Behälter 10 im wesentlichen auf die oben
näher beschriebene Weise zu bilden.
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Dann werden die WerkzeugsAtze 40 und 41 in ihre Ausgangsstellung zurückgeführt,
so daß sie sich in einem Abstand senkrecht voncinander befinden, d grds ser ist
als der in Fig. 14 geneigte und auch gropwr als die Höhendimension des fertigen
Behälters 10, um die Entnahme des fertigen Behälters zu ermöglichen.
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Bezugnehmend auf Fig. 17 zeigt diese, daß der Teil 63 mit dem fogsbenden
Abschnitt 64 achraubgewindemässig an der Wellenanordnung 57 befestigt ist. Der Teil
63 hat eine ffitteldffnung 63A und eine, Yielzhl radial verlaufender
Öffnungen
161, die zusammen mit einer durch die Wellenanordnung 57 axial verlaufenden Öffnung
162 das Entlüften zur Aussenluft während der Formung des Behälters ermöglicht. Der
fertiggestellte Behälter 10 wird aus dem Inneren des Werkzeugs 54 des unteren Werkzeugsatzes
40 entfernt, indem die Wellenanordnung 57 nach oben bewegt und somit der Teil 63
und der Behälter 10 angehoben wird. Der angehobene Behälter 10 kann dann entweder
durch einen horizontalen Luftstrahl oder durch mechanische Finger zur Vorbereitung
eines weiteren Verformungsvorganges aus dem unteren Werkzeugsatz 40 abgenommen werden.
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Die Vorrichtung 37 ermöglicht die Formung des Behälters 10, indem
zunächst der flache Zuschnitt 135 gezogen wird, um den als Zwischenprodukt gezogenen
Behälter 143 zu bilden, wobei vor der kompletten Formung der Seitenwand 143B des
Behälters 143 der Wiederziehvorgang in der umgekehrtenRichtung eingeleitet wird,
wodurch der Gesamthub der zusammenwirkenden Komponenten der Werkzeugsätze 40 und
41 auf ein Minimum gehalten wird. Die einzigartige Zusammenarbeit der Komponenten
der Anordnung der Werkzeugsätze ermöglicht zusätzlich die Formung von Behältern
aus Metallfolien in gehärtetem Zustand, so da~13 der fertige Behälter 10 einekleinere
Anfälligkeit zu Beschädigungen zeigt und eine grössere Baufestigkeit hat.
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Die Materialbahn S bzw. die Metallfolie, aus welcher der umgekehrt
weiter gezogene Behälter 10 hergestellt ist und also die aus ihr abgeschnittenen
Zuschnitte 135 können mit einem beliebigen geeigneten Material überzogen werden
oder eine daran larnellierte Schicht haben. Die Schicht oder der Überzug kann derart
ausgebildet sein, daß er w-inrend des siehe und eiterziehvorganges als
Schmiermittel
und zugleich zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit des fertigen Behälters dient.
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Obwohl der Behälter 10 als aus einer Metallfolienbahn S hergestellt
beschrieben wurde, die entweder .überzogen sein oder eine entweder auf einer oder
auf den beiden Oberflächen derselben haftend aufgetragene Werkstoffschicht haben
kann, kann offensichtlich der erfindungsgemässe Behälter unter Verwendung von Werkstoffen
und Zuschnitten hergestellt werden, die entweder nicht überzogen oder aber als ein
lamelliertes Gebilde unter Verwendung von Papier, Folienmaterial, Plastikmaterialien
oder dgl.
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in jeder beliebigen Kombination und Anordnung der Schichten des geschichteten
Gebildes hergestellt sind. Die Vorrichtung und das Verfahren können ferner zum Erhalt
von Behältern aus derartigen geschichteten Gebilden Verwendung finden.
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Der Behälter 10 hat einen im wesentlichen kreisförmigen Aussenumfangsumriß
und eine kegelstumpfförmige Seitenwand. Darüber hinaus ist dieser Behälter aus einem
einen kreisförmigen Aussenumfangsumriß aufweisenden flachen Zuschnitt 135 hergestellt.
Die Vorrichtung und das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung können jedoch
offensichtlich zur Herstellung von Behältern verschiedener Form unter Verwendung
von Zuschnitten Anwendung finden, die eine entsrechend verschiedene Form haben.
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Während einige bevorzugte erfindungsgemässe Ausführungsformen sowie
das Verfahren zur praktischen Verwirklichung der Erfindung hier beschrieben und
dargestellt sind, kann offensichtlich die vorliegende Erfindung verschiedene Abwandlungen
innerhalb des Schutzumfanges der beigefügten Patentansprüche erfahren.
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Patentansprüche: