DE2420680A1 - Verfahren zum herstellen von becherartigen behaeltern aus duennem metallband, insbesondere aus aluminium-folie, vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens sowie danach hergestellte behaelter - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen von becherartigen Behältern aus dünnem Metallband insbesondere aus Aluminiüm-Folieq Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens sowie danach hergestellte Behälter Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von mit einer Umrandung versehenen, becherartigen Behältern aus dünnem Metallband, insbesondere aus Aluminium-Folie, mittels Faltprägung, bei dem aus dem Band ein Zuschnitt ausgestanzt, vorgeformt und in wenigstens einer weiteren Bearbeitungsstufe in seine endgültige Form gebracht wird, eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus Schneidwerkzeugen zum Ausstanzen des Zuschnitts und miteinander zusammenwirkenden, nacheinander zum Einsatz gelangenden Fatrizen-und Matrizenteilen, sowie danach hergestellte Behälter.
• Derartige Behälter dienen u.a. zur Aufnahme von Nahrungs- und GenuB-mitteln. Häufig werden sie gleichzeitig als Backschalen oder dgl. verwendet. Sie bestehen meist aus Aluminium-Folie, deren Stärke je nach Behältergröße zwischen 50 und 100 my schwankt. Dabei kann die Umrandung die Form eines sogenannten "Rollrandes" haben, um das erforderliche Widerstandmoment zu erzeugen und das Aufsetzen oder Überstülpen eines Deckels zu ermöglichen.
• An sich wäre es aus Gründen der Materialersparnis wünschenswert, auf dünnere Folien in den Stärken von etwa 20 bis 40 my überzugehen.
• Die Verwendung derart dünner Folien stieß jedoch bisher sowohl bezüglich der Herstellungsmethoden als auch der geforderten Steifigkeit, insbesondere im Bereich der Behälterumrandung, auf Schwierigkeiten.
• In den deutschen Patentschriften 1 162 316 und 1 602 485 werden Vorrichtungen beschrieben, mit denen in mehreren Bearbeitungsstufen mittels Faltprägung Näpfe in einß sehr dünnes Metallband eingeformt werden können. Dabei handelt es sich um Formpackungen, bei denen das Problem der Steifigkeit nicht so sehr im Vordergrund steht wie bei becherartigen Behältern.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Weg aufzuzeigen, der es ermöglicht, auch wesentlich dünnere Metallfolien als bisher gebräuchlich als Ausgangsmaterial für die Herstellung und Verwendung bei becherartigen Behältnissen zu erschließen. Dabei soll insbesondere im Bereich der Umrandung eine Steifigkeit und Formbeständigkeit erzielt werden, die es gestatten, einen Deckel aufzusetzen oder überzustülpen.
• Die Lösung dieser Aufgabe umfaßt erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale. Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dieser Lösung sowie eine Vorrichtung zum Herstellen derartigerBehälter und den Behälter selbst mit den jeweils hierauf bezogenen Unteransprüchen.
• Die eingangs erörterten, relativ dickwandigen Behälter haben im Bereich des Behälterbodens und der Seitenwand eine Festigkeit, die in vielen Anwendungsfällen in diesem Maße nicht erforderlich ist. Demgegenüber ist bei der Erfindung die erzielte Stabilität den tatsächlichen Beanspruchungen weitgehend angepaßt. Dabei steigen die spezifischen Widerstandsmomente vom Boden über die Seitenwand zum Behälterrand hin an. Die Behälterseitenwand widersteht dadurch einer Knickung durch etwaigen Druck von oben, während der Behälterrand eine so große Steifigkeit besitzt, daß auch dem Aufsetzen eines Stülpdeckels ausreichender Widerstand entgegengesetzt wird. Durch die so ermöglichte Anwendung dünnerer Folien für die eingangs erwähnten Zwecke können daher die Verpackungskosten gesenkt werden.
• Die Erfindung und ihre Wirkungsweise werden im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnungen näher erläutert: Die Figur 1 zeigt schematisch im Längsschnitt ein aus Schneidwerkzeugen, Patrizen- und Matrizenteilen bestehendes Werkzeug zur Serstellung des Behälters vor der ersten Bearbeitungsstafe, die Figur 2 zeigt das Werkzeug gemäß Figur 1 nach dem Ausstanzen des Behälterzuschnitts, die Figur 3 zeigt das Werkzeug nach dem Anformen der konischen Behälterseitenwand, die Figur 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Schnitt entlang der Linie IV - IV von Figur 3, die Figur 5 zeigt einen Schnitt entlang der Linie V - V und die Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie VI - VI der Figur 4, während des Anstauchens des Behälterrandes, die Figuren 7, 8 und 9 zeigen im Behäiterlängsschnitt verschiedene Formgebungen und Ausgestaltungen des an die Seitenwand angestauchten Behälterrandes.
• Wie aus Figur 1 ersichtlich, wird die Folie 21 bei geöffnetem Zustand zwischen Werkzeugober- und -unterteil eingeführt. Das Werkzeugoberteil besteht im wesentlichen aus einem mit einer Bohrung 1 versehenen Geber 2, einem Stauchring 3, einem damit verbundenen Stanzmesser 4 und einem Patrizen-Vorlaufstempel 6, der in der Innenbohrung des Stauchrings 3 gleitend geführt ist. Das Werkzeugunterteil besteht im wesentlichen aus einem nachgiebig gelagerten Schneidring 9, einer Matrizen-Hohlform 12, einem in der Hohlform 12 gleitend geführten Matrizen-Vorlaufstempel 13 und einem mit der Hohlform 12 verbundenen Sicherungsring 16, der in der oberen Ruhelage in entsprechende Aussparungen des Schneidrings 9 greift und damit dessen Weg so begrenzt, daß dessen der Folie 21 zugewandte Stirnseite bündig mit den Teilen 12 , 13 und 16 abschließt. Auf die Darstellung der Antriebselemente und sonstiger bekannter, nicht unmittelbar mit der Erfindung zusammenhängender Aggregate wurde aus Gründen der besseren Ubersicht verzichtet.
• Beim Schließen von Ober- und Unterteil des Werkzeugs wird die Folie 21 zunächst zur Zentrierung zwischen den Stempeln 6 und 13 eingeklemmt. Danach wird der Zuschnitt in Form einer Ronde 22 aus der Folie 21 mit dem Stanzmesser 4 entlang der Trennlinie 18 ausgeschnitten (Figur 2). Der nachgiebig gelagerte Schnittring 9 erzeugt dabei einen elastischen Gegendruck gegen das Stanzmesser 4.
• D.h. die Schneide 8 des Stanzmessers 4 und der Schneidring 9 laufen unter Gegendruck miteinander parallel zur Werkzeuglängsachse A. Dadurch wird die Standzeit der Schneide 8 des Stanzmessers 4 wesentlich verlängert.
• Beim weiteren Ineinanderschieben von Werkzeugober- und -unterteil wird die Ronde 22 über die zur Vermeidung von Rissen abgerundete Zugkante 17 der oberen Stirnseite der Matrizen-Hohlform 12 gezogen, von deren konischem, sich nach oben erweiterndem Wandteil 11 erfaßt und zur Formung der Behälterseitenwand gegen ein entsprechendes konisches Wandteil 7 des Stempels 6 gedrückt (Figur 3). Dabei entsteht bereits eine von unten nach oben zunehmende Faltprägung.
• Das überschüssige Material 24 ragt nun in einen nach oben offenen, ringzylindrischen Stauchraum 14 hinein, der von der an den Konus 11 anschließenden, erweiterten Bohrung (Wände 10 und 15) der Matrizen-Hohlform 12 und dem Konus 7 bzw. der an diesen anschließenden, zylindrischen Wand 26 des Patrizen-Stempels 6 gebildet wird.
• Nun fahrt der Stauchring 3 in den Stauchraum 14 und quetscht mit seiner Stirnkante 5 das Material 24 zusammen, sodaß ein mehrfach gefältelter, gegenseitig verzåhnter, an die Seitenwand des Behälters 25 angestauchter, stabiler Rand entsteht. Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen den Zustand des Randmaterials 24 bei einer mittleren Stellung des Stauchringes 3. Bereits hier ist die Paltenbildung in horizontaler und vertikaler Richtung zu erkennen. Das Material liegt teilweise am Patrizenstempel (Stelle 30), teilweise an der Matrize (Stelle 27) an.
• Die Figur 7 zeigt schematisch und m starker Vergrößerung einen an die konische Seitenwand des Behälters 25 angestauchten, mäanderförmig in mehreren Lagen gefalteten, trapezförmigen Behälterrand 31.
• Durch entsprechende Formgebung der Stauchflächen 5, 10 und 15 können auch Umrandungen mit rundem Querschnitt erzielt werden, wie dies in Figur 8 dargestellt ist. Figur 9 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Behälterumrandung, bei der der rechteckige oder trapezförmige Stauchrand mit einer Kunststoffschicht verkleidet ist, die z.B. durch Umspritzen, Tauchen oder dgl. aufgebracht werden kann. Dadurch entsteht eine vollkommen glatte Oberfläche, die es gestattet, den Behälter 25 mit einem entsprechenden Abdeckblatt zu versiegeln.
• In allen Fällen ist der erfindungsgemäße Behälter so stabil, daß er selbständig und ohne zusätzliche Stützmittel manipulierbar ist und mit dem zu verpackenden Gut gefüllt werden kann.
• Er kann darüber hinaus je nach Bedarf mit einem aufzusetzenden Deckel oder einem den Rand übergreifenden Stülpdeckel verschlossen werden.
• Sobald die Faltprägung abgeschlossen ist, fährt der Geber 2 (Figur 3) abwärts und setzt auf dem Boden des Behälters 25 auf. Mittels Vakuum, das durch die Bohrung 1 aufgegeben wird, erfolgt das Festhalten des Behälters 25 an dem Patrizenstempel 6, sodaß beim anschließenden Auseinanderfahren von Werkzeugober- und -unterteil der Behälter zunächst am Stempel 6 verbleibt und danach durch Aufgeben von Druckluft auf die Bohrung 1 abgeblasen und aus der Vorrichtung entfernt werden kann.
• Zur Herstellung des nächsten Behälters wird die Folie 21 um ein3 Teilung weitertransportiert.
• In Figur 2 ist der aufgrund der Ausstanzungen 19 verbleibende Verschnitt 20 eingezeichnet.
• In dem erläuterten und dargestellten Beispiel hat der Behälter die Form eines kreiszylindrischen Kegelstumpfes. In analoger Weise ist die Erfindung auch auf Behältnisse mit unregelmäßigem z.B.
• ovalem oder eckigem Querschnitt anwendbar. Auch braucht der Behälterrand nicht in einer Ebene zu liegen, sondern kann wellig gestaltet oder mit einzelnen Erhebungen ausgestattet sein.

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen von mit einer Umrandung versehenen,

becherartigen Behältern aus dünnem Metallband, insbesondere aus Aluminium-Folie, mittels Faltprägung, bei dem aus dem Band ein Zuschnitt ausgestanzt, vorgeformt und in wenigstens einer weiteren Bearbeitungsstufe in seine endgültige Form gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (22) zur Bildung von Behälterboden und -seitenwand unter Belassen eines freien Zuschnittrandes (24) um eine Patrize (6) gedrückt und sodann der freie Zuschnittrand (24) zur Bildung der Behälterumrandung (31) zusammengestaucht wird.

2. Verfahren nach Anspruch .1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Ausstanzens des Zuschnitts, des Prägens der Behälterseitenwand und des Anstauchens des Beherrandes der den Behälterboden bildende Teil des Zuschnitts zwischen der Patrizenstirnseite und der Stirnseite eines Matrizen-Vorlaufstempels (13) eingeklemmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterrand (31) durch Umspritzen, Tauchen od.dgl. mit einer Kunststoffschicht (32) ummantelt wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, bestehend aus Schneidwerkzeugen zum Ausstanzen des Zuschnitts und miteinander zusammenwirkenden, nacheinander zum Einsatz gelangenden Patrizen- und Matrizenteilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize (3, 6) und die Matrize (12,13) je einen Vorlaufstempel (6 und 13) zum Zentrieren und Einspannen des Zuschnitts (22) aufweisen, wobei der Patrizen-Vorlaufstempel (6) als Positiv von Behälterboden und Behälterseitenwand ausgebildet ist, und daß der Patrizen-Vorlaufstempel (6) beim Zusammenwirken mit einer Matrizen-Hohlform (12) einen an den Prägebereich für die Seitenwand (7, 11) anschließenden, ringförmigen, der Breite des Behälterrandes entsprechenden und einseitig offenen Stauchraum (14) bildet, dem ein nacheilender, in die Stauchraum-Öffnung einschiebbarer Patrizen-Stauchring (3) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die an den konischen Teil (11) der Matrizen-Hohlform (12) anschließende, auf die Außenkontur des Behälterrandes erweiterte Bohrung (10) stirnseitig in eine abgerundete Zugkante (17) übergeht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidewerkzeug aus einem parallel zur Vorrichtungs-Längsachse (A) geführten Stanzmesser (4) und einem nachgiebig gelagerten, entlang der Matrizen-Hohlform (12) geführten Schneidring (9) besteht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen-Hohlform (12) einen Sicherungsring (16) trägt, der in eine entsprechende Ausnehmung des Schneidrings (9) greift und dessen Federweg in der Ruhelage derart begrenzt, daß zu Beginn des Schneidvorgangs Schneidring (9), Matrizen-Hohlform (12) und Matrizen-Vorlaufstempel (13) mit ihren Stirnseiten in einer Ebene liegen.

8. Nach dem Verfahren der Ansprüche 1 bis 3 hergestellter Behälter mit konischer Seitenwand, gekennzeichnet durch einen mehrlagig gefalteten, gegenseitig verzahnten Zierrand.

9. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Behälterrand mit einer Kunststoffschicht (32) mit glatter Oberfläche ausgekleidet ist.

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