DE2727174A1

DE2727174A1 - Tiefziehverfahren zur herstellung eines aluminiumbehaelters

Info

Publication number: DE2727174A1
Application number: DE19772727174
Authority: DE
Inventors: Horst Zumsteg
Original assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach
Current assignee: Aluminiumwerke AG Rorschach
Priority date: 1977-06-15
Filing date: 1977-06-16
Publication date: 1978-12-21
Also published as: DK264978A; DK154808B; AU3708778A; FR2394340A1; SE7806323L; NO149572C; SE425463B; CH621271A5; US4193285A; BE865666A; NL7803937A; NO782077L; GB2000065B; GB2000065A; JPS546853A; FR2394340B1; NO149572B; ZA783107B; AU515944B2; DK154808C

Description

Aluminiumwerke A.-G. Rorschach, Rorschach (Schweiz)

Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminiumbehälters

Aus/mae 809851 /0(38 _{37 21o}

10.B.77

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Die Vorrichtung betrifft ein Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminiumbehälters aus einem flachen Ziehteil sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In der Tiefziehtechnik sind verschiedene Sonderverfahren bekannt, mittels welchen sich in einem Arbeitshub der Presse Ziehverhältnisse von ψ - 2 erreichen lassen. Diese sind das Auble-Verfahren (Mehrstufenverfahren), das Simultanverfahren, das Stülptiefziehen und das Folgetiefziehen.

Alle diese Tiefziehverfahren weisen den Nachteil auf, dass die zur Durchführung des Verfahrens notwendigen Werkzeuge, bedingt durch die zwei einander nachfolgenden Verfahrensschritte, Pressen mit sehr grossen Hüben benötigen. Die Herstellung einer Dose von 70mm Tiefe bedingt beispielsweise einen minimalen Pressen-Hub vom ersten Zug 60mm, vom zweiten Zug 70mm, vom Oeffnen des Werkzeugs zum Ausführen der Dose 100mm, also insgesamt 230mm. Handelsübliche TiefZiehpressen für die Herstellung von Aluminiumdosen weisen in der Regel eine Hubhöhe von 1^0-22OnUn auf. Solche TiefZiehpressen können deshalb nicht mit Werkzeugen versehen werden, die zur Herstellung von Dosen mit einer Tiefe von 70mm notwendig ist. Es muss folglich eine Spezialpresse eingesetzt werden, welche jedoch hinsichtlich der Investition und dem Energieverbrauch nicht attraktiv ist.

Weiter besteht der Nachteil, dass auf Grund des zur Herstellung solcher tiefer Dosen notwendigen hohen Hubes die relative Stosselgeschwindigkeit sehr hoch ist, damit das Tiefziehwerkzeug äusserst hoch beansprucht und somit seine Standzeit verkürzt wird.

Bei bekannten Stülpziehverfahren wird der Ziehteil um 180 abgelenkt, welches eine Umformung eines lackierten Aluminiumteiles bezüglich des Unversehrt bleiben der Lackschicht äusserst fraglich macht.

Ziel der Erfindung ist, die angeführten Nachteile

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zu beheben.

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ziehteil durch einen ersten Zug zu einem zylindrischen Behälterrohling tiefgezogen und bei unvertauschter Lage der Innen- und Aussenflüche des Rohlings mittels eines Gegenzuges in die endgültige Form gebracht wird und die Vorrichtung zur Durchführung öes Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass zwei teleskopförmig ineinanderverschiebbare Stempel mit entgegengesetzt gerichtetem Arbeitshub vorhanden sind, zwischen welchen mindestens eine Ziehleiste angeordnet ist.

Damit kann die Bauhöhe von Doppelzug-Werkzeugen vermindert werden, so dass handelsübliche TiefZiehpressen eingesetzt werden können. Der Pressen-Hub kann somit kleiner sein, so dass Werkzeuge mit einer höhreren Kadenz betrieben werden können, ohne dass die Standzeit dieser Werkzeuge darunter leidet. Auch kann das zu verarbeitende Material jeweils nur um 90° anstatt 180° abgelenkt werden.

Indem die Lage der Innen- und Aussenfläche des Rohlings während der Durchführung des Gegenzuges im Gegensatz zum bekannton Stülptiefziehen, bei welchem eine Umkehr der Bewegungsrichtung des Werkstoffes vorliegt, unvertauscht bleiben, kann nun lackiertes Halbzeug verarbeitet werden. Bein Behülterrohling, der mit dsm ersten Zug erzeugt wird, gibt es eine Behülteraussenseite und eine Behälterinnenseite. Beim zweiten Zug verbleiben die Behälteraussenseite und die Beh'ilterinnenseite in ihrer Lage, d.h. die Behälterrohlingaussenseite wird zur Aussenseite des endgültigen Erzeugnisses und die Behälterrohlinginnenseite wird zur Innenseite des endgültigen Erzeugnisses. Beim bekannten Stülpziehverfahren wird bekanntlich die Aussenseite des Rohlings zur Innenseite des endgültigen Erzeugnisses, z.3. Behälters und entsprechend die Innenseite des Rohlings zur Aussenseite des endgültigen Erzeugnisses .

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ORIGINAL INSPECTED

Nachfolgend wird der Erfindungsgegenstand anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert.

Die Fig. 1-4 zeigen einen Schnitt durch ein Werkzeug, dessen Stellung bei vier aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten gezeigt ist.

In der Fig. 1 ist ein Tiefziehwerkzeug für Alu-Dosen gezeigt, welches allgemein mit der Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Das Werkzeug 1 ist in derjenigen Stellung gezeigt, bei welcher ein neuer Ziehteil 2, ein Aluminiumblech, bzw. eine Ronde, in das Werkzeug 1 zur nachfolgenden Verformung eingeführt worden ist.

Das Werkzeug weist einen hülsenförmigen Stempel 3 auf, der mit den übrigen Werkzeugteilen in einem Rahmenteil 4 und 22, beispielsweise Stanzblock oder Säulengestell mittels einer Verschraubung fest verbunden ist. Dieser Rahmenteil 4 ist von einer Tiefziehpresse angetrieben, ist also einem Druck Pl ausgesetzt. Im hülsenförmigen Stempel 3 ist ein becherförmiger Niederhalter S in achsialer Richtung verschiebbar angeordnet, der von einem unter Druck stehenden Fluid P3 beaufschlagt ist. Wie weiter unten noch beschrieben sein wird, dient der Niederhalter b auch als Matrize. Der Niederhalter 5 ist mittels einer in eine Nut eingelegten Runddichtung 7 gegen die Innenwand 8 des hülsenförmigen Stempels 3 abgedichtet. Weiter sind in der Wand des Stempels mehrere Entlüftungs- bzw. Ablauflöcher 9 ausgebildet. Im Rahmenteil 4 ist eine mittige Durchbohrung 10 vorhanden, die einen Durchlass für das unter dem Druck P3 stehenden Fluid bildet, mittels welchem Fluid der Niederhalter 5 beaufschlagt ist. Der hülsenförmige Stempel 3 ist in einem nicht gezeigten Säulengestell in bekannter Weise geführt. Zusätzlich ist ein Ring 11 gezeichnet, welcher der Abstreifer für das Stanzgitter ist.

Weiter weist das Werkzeug 1 einen feststehenden Ziehstempel 12 auf. Dieser Ziehstempel 12 weist eine Ausnehmung 13 auf, in welcher ein Ziehstempel 14 angeordnet ist, dessen Schaft 15 im unteren Teil 16 des Ziehstempels 12 angeordnet ist.

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Lin Ziehring 17 ist gegenüber der Stirnfläche des hülsenförmigen Stempels 3 angeordnet. Beim Innenrand des Ziehrings ist eine Kralle 18 ausgebildet. Der Kralle 18 gegenüberliegend ist im hülsenförmigen Stempel 3 eine ringförmige Ausnehmung 19 ausgebildet.

Der Ziehring 17 ist mittels Stösseln 20 mit einem ringförmigen Kolben 21 eines nicht im Einzelnen gezeigten Ziehkissens verbunden. Auf diesen Kolben 21 wirkt ein Druck P2 eines unter Druck stehenden Fluids. Die Stössel sind in einer Platte 22 geführt und der Ziehring 17 ist einerseits im Ziehstempel 12 und andererseits in einer Büchse 23, die mit der Platte 22 verbunden ist, geführt. Hit der Büchse 2 3 ist eine Schnittmatrize 24 verbunden.

Das Tiefziehen wird nun mittels des Werkzeuges 1 folgendermassen durchgeführt.

Zuerst wird ein Ziehteil 2 zwischen dem Schnittstempel 3 und der Schnittmatrize 24 ausgestanzt. Gleichzeitig setzt sich der Ring 11 auf den Ring 24 und der Niederhalter 5 wird durch das auf ihn einwirkende, unter dem Druck P3 stehende Fluid gegen den Ziehteil 2 gedrückt. Nachher wird der hülsenförmige Stempel 3 in die in der Fig. 2 mit dem Pfeil A gezeigte Richtung abgesenkt. Dazu wird der Druck Pl, als die Presskraft, vergrössert, bis er den Druck P2 überwindet. Dabei wird auch der Ziehteil 2 gegen seine Auflagefläche gedrückt, wodurch der erste Zug eingeleitet wird. Dabei bleiben der Niederhalter 5 und der Ziehtstempel 14 unbeweglich. Somit wird die Viand 25 des Behälterrohlings, der eine zylindrische Form aufweist, gezogen. Kurz bevor der hülsenförmige Stempel 3 seine Endstellung erreicht hat, beginnt sich nun der Ziehstempel 4 in Richtung des Pfeiles B gegen P3 in entgegen^^esetzter Richtung des Pressenstössels zu bewegen und dringt in die Matrize 5 ein. Die Geschwindigkeit des sich nach aufwärts bewegenden Ziehstempels 14 ist grosser als die Geschwindigkeit des sich abwärts bewegenden hülsenförmigen Stempels 3. Beim vorliegenden Ausführungsbei-

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spiel beträgt das Geschwindigkeitsverhältnis 4:1. Das Blech des Behälterrohlings wird damit nach oben gezogen und bildet somit den kegelstumpfförmigen Behälter. Bei der Durchführung dieses zweiten Zuges liegt die Matrize 5 im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen nicht am Rahmenteil 4 an. Die Matrize S wird bei der vorliegenden Ausführung ausschliesslich durch den vom Fluid ausgeübten Druck P3 gegen die vom Ziehstempel 14 und vom Metallverformen herrührenden, nach oben wirkenden Kräfte festgehalten. Hat die Presse den unteren Totpunkt erreicht, liegt der die Matrize bildende Niederhalter am Rahmenteil 4 an.

Der letzte Arbeitsschritt ist in der Fig. 4 gezeigt. Hier bewegt sich der Stempel 3 in Richtung des Pfeiles C wieder nach oben. Die Kralle 18 ergreift den Rand 25 der Dose 2 um zusammenwirkend mit der Aussparung 19 einen Rollrand 26 zu bilden. Dabei hat sich nun der Stempel 3 in seine Ausgangsstellung zurückbewegt. Der Ziehstempel 14 wurde während dem Aufwärtshub wieder in den Innenraum 13 des Ziehstempels 12 zurückgezogen und das fertige Erzeugnis kann ausgeworfen werden.

Aus den Zeichnungen ist es ersichtlich, dass während des Ziehens an keiner Stelle der Ziehteil 2 um 180 abgebogen wird. Er wird höchstens um 90 umgebogen. Das heisst, dass auch ein eine Lackschicht tragender Ziehteil 2 verarbeitet werden kann, ohne dass die Lackschicht durch ein übermässiges Umbiegen beschädigt wird, indem sich z.B. in der Lackschicht Poren bilden. Ebenfalls ist ersichtlich, dass die Hülse, der Stempel und somit die insgesamte Einbauhöhe des Werkzeuges klein ist, so dass es in handelsübliche Pressen einbaubar ist.

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Claims

Patentansprüche

1. Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminium- i behälters aus eines flachen Ziehteil, dadurch gekennzeichnet,
dass der Ziehteil durch einen ersten Zug zu einem zylindrischen i Behälterrohling tiefgezogen und bei unvertauschter Lage der \ Innen- und Aussenflache des Rohlings mittels eines Gegenzuges \ in die endgültige Form gebracht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, ' dass der Gegenzug mit einer grösseren Fortschrittsgeschwindig- I keit als der erste Zug durchgeführt wird. j

3. Tief ziehvorrichtung zur Herstellung eines Aluminium-j behälters aus einen flachen Ziehteil, dadurch gekennzeichnet, i dass zwei teleskopförmig ineinanderschiebbare Stempel mit entgegengesetzt gerichtete· Arbeitshub vorhanden sind, zwischen
welchen mindestens eine Ziehleiste angeordnet ist.

H. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass drei konzentrische Ziehleisten vorhanden sind,
wovon zwei einem Stempel zugeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel hülsenförmig ausgebildet und teleskopförmig
über einen feststehenden Ziehstempel verschiebbar ist, um einen
Randabschnitt eines auf dem Ziehstempel liegenden Ziehteiles
zwischen den Innennantel des Stempels und dem Aussenmantel des
Ziehstespels tiefzuziehen, wobei der Innenrand des Ziehstempels
als Ziehleiste dient, und dass der andere Stempel vom Ziehstempel konzentrisch umgeben ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch
einen verschiebbaren Niederhalter, der vom hülsenförmigen Stempel konzentrisch umgeben darin geführt ist, welcher Niederhai-

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ter dazu bestimmt ist, den Ziehteil während des Arbeitshubes des hülsenförmigen Stempels gegen den Ziehstempel zu drücken.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet J dass der Niederhalter schalenförmig und als Matrize ausgebildet ist, wobei der andere Stempel im Gegenzug in den Innenraum des Niederhalters verschiebbar ist.

8. Tiefziehverfahren zur Herstellung eines Aluminiumbehälters aus einem flachen Ziehteil, dadurch gekennzeichnet, dass mittels zwei telekopförmig ineinanderverschiebbaren Stem- |

f pein mit entgegengesetzt gerichtetem Arbeitshub, zwischen denen mindestens eine Ziehleiste angeordnet ist, der Ziehteil durch einen ersten Zug zu einem zylindrischen Behälterrohling tiefgezogen und bei unvertauschter Lage der Innen- und Aussenfläche des Rohlings mittels eines Gegenzuges in die endgültige Form ge- j bracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel hulsenförmig ist und teleskopförmig über einen feststehenden Ziehstempel verschiebbar ist, um beim ersten Zug einen Randabschnitt eines auf dem Ziehstempel liegenden Ziehteils tiefzuziehen, und dass der Gegenzug eingeleitet wurde, nachdem der erste Zug beendet ist jedoch bevor der hülsenförmige Stempel seine unter Totpunktstellung erreicht hat.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass während des Durchführens des ersten Zuges und des Gegenzuges ein zwischen den zwei Stempeln konzentrisch angeordneter Ziehring feststeht und statt dessen einer der Ziehstempel bewegt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel hulsenförmig ist und über einen Ziehstempel verschiebbar ist, welcher Ziehstempel im Gegenzug in einen als Matrize ausgebildeten Niederhalter hineinbewegt wird, der durch ein unter Druck stehendes Fluid entgegen der Krafteinwirkung des Ziehstempele festgehalten wird.

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12. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenzug mit einer höheren Geschwindigkeit als der erste Zug durchgeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubrichtung eines der Stempel entgegengesetzt zur Hubrichtung der Tiefziehpresse verläuft.

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