DE2640591A1

DE2640591A1 - Verfahren zum formen muldenfoermiger verpackungs-leichtbehaelter

Info

Publication number: DE2640591A1
Application number: DE19762640591
Authority: DE
Inventors: Werner Brose; Norbert Dr Buchner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1976-09-09
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1978-03-16
Also published as: JPS5370186A

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach der Gattung des Hauptanspruchs. Beispielsweise ist durch die I)T-OS2321980 ein Verfahren bekannt geworden, bei dem napf- oder muldenartige Behälter durch Verstrecken einer Folie mit einem leicht konischen Stempel geformt werden. Bei nach diesem Verfahren hergestellten Behältern ist der mittlere Bodenbereich nur wenig oder gar nicht gegenüber der verwendeten Folie verstreckt, dagegen ist der Ubergangabereich vom Boden in die Seitenwand, an dem die Stempelstirnkante angelegen hat, auf die noch zulässige Grenze ausgedünnt. Das bekannte Verfahren ist zwar einfach durchzuführen, doch wird bei dessen Anwendung das Material nicht optimal für eine größere Tiefung und ein größeres Volumen des hergestellten Behälters ausgenutzt.
Vorteile der Erfindung Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die kombinierte Verwendung fluidischer und mechanischer Mittel zum Verstrecken des Materials die gesamte Behälterwandung eine gleichmäßige Dickenverteilung erhält. Daraus ergibt sich der weit#ere Vorteil, daß der Behälter durch die durch gleichmäßiges Strecken erzielte Orientierung des Materials eine hohe Steifigkeit hat. Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Verfahrens möglich. Durch Anwendung dieser wird der mittlere Bereich des Bodens und der an den Randflansch angrenzende Bereich der Seitenwand des Behälters gut ausgedünnt.
Zeichnung Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figuren 1 - 4 eine vereinfachte Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsstufen im Querschnitt zum Durchführen des ersten Ausführungsbeispiels und Figuren 5 - 8 eine vereinfachte Vorrichtung in verschiedenen Arbeitsstufen im Querschnitt zum Durchführen des zweiten Ausführungsbeispiels.
Beschreibung der Erfindung Ausführungsbeispiel 1 Die Figuren 1 - 4 zeigen eine Streckvorrichtung, die einen Streckring 10 mit ebener, glatter Oberseite, einen in dessen Durchbruch 11 verschiebbaren Stempel 12 mit ebener Stirnseite 13 und einen gegen die Oberseite 11 des Streckrings 10 preßbaren, hutförmigen Festhalter 14 mit einer nach unten offenen Kammer 15 hat. Zum Formen eines Behälters wird ein ebenes Werkstück 16, beispielsweise eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 80 Wlm, oder eine Kunststoffolie mit einer Dicke von 200 pm, oder auch eine Mehrschichtfolie aus Aluminium und Kunststoff mit einer Dicke des Aluminiums von 60Fm und des Kunststoffs von 150 tim auf die Oberseite 11 des Strecinrings 10 aufgelegt und durch Niederfahren des Festhalters 14 abdichtend festgeklemmt. Der Stempel 12 ist in eine obere Stellung gebracht, in der seine Stirnseite 13 wenig unterhalb der Ebene der Oberseite des Streckrings 10 liegt (Fig.1).
Danach wird in die unten durch das Werkstück 16 verschlossene Kammer 15 des Festhalters 14 Druckluft oder eine Flüssigkeit eingeführt und dort ein Druck auf gebaut. Anschließend wird der Stempel 12 um eine Strecke nach unten verfahren, so daß das sich durch den Druck der Druckluft auswölbende Werkstück 16 mit seiner Kuppe frei wird oder gerade noch an der Stirnseite 13 des Stempels 12 aufliegt (Fig. 3). Schließlich wird der Stempel 12 wieder in entgegengesetzter Richtung um etwa die Hälfte der Höhe der erreichten Auswölbung des Werkstücks 16 verschoben.
Beim Aufbauen des Druckes in der Kammer 15 wird das fest mit seinem Rand eingespannte Werkstück 16 gegen die Stirnseite 13 des Stempels 12 gedrückt und liegt auf dieser auf.
Wenn darauf der Stempel 12 nach unten fährt, wird dem Werkstück radial von außen nach innen fortschreitend die Abstützung entzogen mit der Folge, daß der an den eingespannten Randbereich angrenzende, nach innen laufend freigestellte, sich verbreiternde Ringbereich des Werkstücks 16 durch den einseitig einwirkenden Druck plastisch bis an die Grenze der Formbarkeit mit etwas Reserve verdehnt wird. Durch die fortschreitende Wegnahme der Stützwirkung durch den Stempel 12 wird erreicht, daß das Werkstück 16 auch in dem dem Rand nahen Bereich eine biaxiale Verstreckung erfährt, im Gegensatz zu einem Formen bei frei eingespanntem Werkstück, dessen randnaher Bereich nur eine monoaxiale Streckung erfährt.
Das in einem ersten Arbeitsgang zu einer Art Kalotte 17 verformte Werkstück 16 hat in seinem gesamten Bereich eine im wesentlichen gleichmäßige plastische Verstreckung erfahren.
Im zweiten Arbeitsgang, bei dem der Stempel 12 gegen den Festhalter 14 unter Aufrechterhaltung des Druckes in der Kammer 15 zurückbewegt wird, wird der mittlere Bereich der Kalotte 17 zu einem ebenen Boden 18 des Behälters abgeflacht und der randnahe Bereich als steile, annähernd zylindrische Seitenwand 19 eines Behälters 20 geformt.
Um zu verhindern, daß während des ersten Arbeitsgangs, in dem die Kalotte 17 geformt wird, eine tiberdehnung des Ma-15 terials erfolgt, wird der Druck in der Kammer mit dem Fortschreiten der Tiefung laufend oder absatzweise gesenkt. Dies kann bei Verwendung eines gasförmigen Fluids dadurch geschehen, daß die Kammer 15 ein bestimmtes Volumen hat oder mit einer Hilfskammer verbunden ist, so daß beim Auswölben des Werkstücks das zugeführte Gasvolumen unter Druckminderung expandiert. Andererseits wird der Druck während des zweiten Arbeitsganges erhöht.
Ausführungsbeispiel 2 Die Figuren 5 - 8 zeigen eine Streckvorrichtung, die einen Streckring 21 mit glatter, ebener Oberseite 22, einen in den Streckring in bestimmtem Abstand von dessen Oberseite 22 eingesetzten Boden 23, einen in den Streckring 21 gegen den Boden 23 vortreibbaren Stempel 24 mit ebener Stirnseite 25 und einen hutförmigen, gegen die Oberseite 22 des Streckrings 21 preßbaren Festhalter 26 hat.
Bei abgehobenem Festhalter 26 und in dessen Kammer 27 eingezogenem Stempel 24 wird auf die Oberseite 22 des S-treckrings 21 ein Werkstück 28,von der Art wie oben bei Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, gelegt. Darauf wird der Festhalter 26 gegen den Rand des Werkstücks 28 gedrückt, so daß dieses fest eingespannt wird und die Kammer 27 des Festhalters 26 nach unten dicht abschließt (Fig. 5). Anschließend wird in die Kammer ein Fluid, beispielsweise Druckluft eingeführt und ein Druck bestimmter Höhe aufgebaut. Unter der Wirkung des Druckes wölbt sich das Werkstück 28 unter Verdehnung gegen den Boden aus und kommt dort mit seinem mittleren Bereich (Fig. 6) und mit seinem an diesen angrenzenden Ringbereich zur Anlage (Fig. 7). Vorzugsweise ist der Boden 23 konkav gewölbt, so daß eine möglichst gleichmäßige Verdehnung mit ausreichender Reserve für einen zweiten Formvorgang erzielt wird. Schließlich wird nach Abbau des Druckes der Stempel 24 in die Wölbung des Werkstücks 27 bewegt, so daß dessen abgerundete Stirnkante zwischen dem eingespannten Randbereich und dem abgestützten Bereich des ausgewölbten Werkstücks 28 zur Anlage kommt. Beim weiteren Vorbewegen des Stempels 24 wird das Werkstück 28 zu einem Behälter 29 mit ebenem, an der Stempelstirnseite 25 anliegendem Boden 30 und leicht konischer Seitenwand 31 verformt. Dabei wird insbesondere das Material des zuvor nicht abgestützten Bereichs zwischen dem eingespannten Randbereich und dem auf dem Boden 23 aufliegenden Mittelbereich des Werkstücks verdehnt. Die beiden Formvorgänge des Misführungsbeispiels 2 können mit gutem Erfolg auch ineinander laufen.
Durch das gezielte getrennte Verdehnen des Mittelbereichs und des an den eingespannten Rand angrenzenden Bereichs lassen sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Behälter mit gleichmäßiger Wandverdünnung bei optimaler Materialausnutzung herstellen. Solche Behälter können außer kreisförmigem Querschnitt auch Querschnitte mit geraden oder leicht gekrümmten Seitenwänden und mit abgerundeten Ecken haben.
Ansprüche:

Claims

Ansprüche Verfahren zum Formen von muldenförmigen Verpackungsteichtbehältern mit einem abstehenden Randflansch und ebenem Boden aus einem Werkstück aus dünner Kunststoff- und/oder Aluminiumfolie, bei dem das ebene Werkstück auf einem eine Öffnung begrenzenden Rand ringsum festgehalten und in die Öffnung hinein verstreckt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die der Öffnung abgewandte Seite des Werkstücks mit einem unter Druck stehenden Fluid beaufschlagt wird, und daß der mittlere Bereich des sich auswölbenden Werkstücks von einer Stützfläche abgeflacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche bei Aufrechterhalten des Fluiddrucks nach dem Aufliegen des mittleren Bereichs des eingespannten Werkstücks auf ihr zunächst- in Streckrichtung soweit verschoben wird, daß im wesentlichen höchstens nur noch die Werkstücknitte auf ihr aufliegt und daß die Stützfläche anschließend entgegen der Streckrichtung soweit zurückverschoben wird, daß die an die Mitte anschließenden Ringbereiche des Werkstücks fortlaufend auf ihr bis nahe der Öffnungsbegrenzung aufliegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß während des Verschiebens der Stützfläche in Streckrichtung der Druck des Fluids vermindert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wölbung des ausgebauchten und abgestützten Werkstücks ein Stempel eingeführt und mit dem Rand seiner Stirnfläche auf einem Ringbereich aufgesetzt wird, der zwischen dem mit der Stützfläche zur Anlage gebrachten mittleren Bereich und dem eingespannten Randbereich des Werkstücks liegt, sowie nach dem Aufsetzen um einen bestimmten Weg weitergeführt wird, so daß der mittlere Bereich des Werkstücks eben gestreckt und der Ringbereich innerhalb des eingespannten Randbereichs des Werkstücks weiter verstreckt wird.
5. Verfahren nach Aanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Rückführen der Stützfläche gegen die Streckrichtung der Druck des Fluids wieder erhöht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützfläche konkav gewölbt ist.