DE2727174C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Tiefziehen eines Aluminiumbehälters - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Tiefziehen eines Aluminiumbehälters aus einer flachen Ronde, wobei diese durch einen ersten Zug zu einer zylindrischen Napfzwischenform tiefgezogen und durch einen zweiten Zug in die endgültige Form gebracht wird, wobei die Innen- und Außenfläche unvertauscht bleiben.

Ein solches Verfahren und eine dazu dienende Vorrichtung sind bereits bekannt (GB-PS 5 50 635). Mit ihnen können jedoch Aluminiumbehälter aus dünnen Blechen, vorzugsweise aus Blechen unter 0,5 mm Dicke, nicht in einem großen Tiefziehverhältnis einwandfrei bei hoher Produktivität hergestellt werden. Die Herstellung von solchen dünnwandigen Aluminiumbehältern ist aber wegen der dabei gegebenen niedrigen Materialkosten erstrebenswert. Bei der Herstellung solch dünner Aluminiumbehälter mit dem bekannten Verfahren besteht nämlich die Gefahr, daß der Stempel, der den zweiten Zug zur Umwandlung der Napfzwischenform in die endgültige Form durchführt, die Zwischenform nicht verformt, sondern durch diese ein Loch hindurchschlägt. Auch sind bei dem bekannten Verfahren Pressen mit sehr großem Pressennub erforderlich, um die zwei aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte zur Erzielung eines großen Tiefziehverhältnisses in geeigneter Weise durchführen zu können.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugmnde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung zu schaffen, mit welchen dünnwandige Aluminiumbehälter, insbesondere iolche aus einem Aluminiumblech von unter 0,5 mm Dicke, mit möglichst großem Tiefziehverhältnis bei

ίο hoher Produktivität mit Serienpressen mit normal großem Pressenhub einwandfrei hergestellt werden können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der zweite Zug vor Beendigung des ersten Zuges eingeleitet und dieser zweite Zug mit einer höheren Geschwindigkeit als der erste Zug durchgeführt wird.

Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn der zweite Zug im Verhältnis zum ersten Zug mit vierfacher Geschwindigkeit abläuft.

Durch diese Verfahrensweise wird erreicht, daß Aluminiumbehälter, insbesondere konische Behälter, in einer Materialstärke von weniger als 0,5 mm mit einem

Tiefziehverhältnis von ßo = — £2 einwandfrei herge-

stellt werden können, ohne daß die Gefahr des Reißens des Aluminiumbleches bzw. der daraus hergestellten Napfzwischenform besteht. Dieses überraschende Ergebnis beruht offenbar auf dem Umstand, daß beim erfindLngsgemäßen Verfahren das Ziehteil in einer der Explosionsverformung ähnlichen oder gleichen Weise verformt wird. Denn durch die Einleitung des zweiten Zuges bereits vor Beendigung des ersten Zuges wird die Relativgeschwindigkeis, mit welcher der den zweiten Zug durchführende Stempel auf das Ziehteil auftrifft, bedeutend erhöht, weil das Ziehteil dabei noch immer in Richtung des ersten Zuges verforml wird. Diese Erhöhung der Relativgeschwindigkeit wird noch durch die höhere Geschwindigkeit des zweiten Zuges gegenüber dem ersten Zug verstärkt.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit Serienpressen mit normal großem Pvessenhub durchgeführt werden. Da bei ihm keine Vertauschung der Innen- und Außenfläche des Ziehteils erfolgt, kann auch lackiertes Halbzeug verarbeitet werden.

Es ist vorteilhaft, wenn die Niederhaltekraft für den zweiten Zug schon bei Beginn des ersten Zuges auf das zu verformende Material einwirkt. Dadurch wird dieses andauernd fest eingespannt und somit eine Bildung von Sekundärfalten vermieden, v/elche das erreichbare Tiefziehverhältnis stark reduzieren wurden.

so Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer hülsenförmigen Ziehmatrize, die über einen teleskopartigen Ziehstempel verschiebbar ist. welcher aus einem hülsenförmigen feststehenden Außenstempel und einem Innenstempel besteht, der den zweiten Zug durch eine Bewegung in Gegenrichtung zur Pressenstempelbewegung bewirkt. Bei dieser Vorrichtung ist in der hülsenförmigen Ziehmatrize ein verschiebbarer Niederhaiter geführt und gegen diese abgedichtet, der unter Fluiddruck steht und das Ziehteil während des Arbeitshubes gegen den Außenstempel drückt. Mit dieser Ausbildung wird eine Vorrichtung mit relativ geringer Anzahl beweglicher Teile erhallen, die damit in der Herstellung billig und wartungsfreundlich ist sowie im Ansteuern der Werkzeugfunktionen einfach ist.

Der Niederhalter kann schalenförmig und als Matrize ausgebildet sein, in die hinein d^r innere Stempel im zweiten Zug verschiebbar ist. Hierdurch kann dieser als

ideales O-Ma!i für die Justierung der ganzen Vorrichtung verwendet werden, bei welchem eine sehr hohe Präzision der ineinanderlaufenden Teile von größter Bedeutung ist. Ferner ist es zweckmäßig, die Bewegung des Innenstempels vor Beendigung des Bewegung der bülsenförmigen Matrize einsetzen zu lassen, um einen konstanten Materialfluß zu bewirken und die zu überwindende.das Ziehverhältnis vermindernde Haftreibung zu vermeiden.

In der Zeichnung ist ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, welches im folgenden näher beschrieben wird. In dieser Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis 4 diese Vorrichtung im Schnitt in vier aufeinanderfolgenden Arbeitsabschnitten.

In Fig. 1 ist diese zum Tiefziehen von Aluminiumdosen dienende Vorrichtung 1 iii derjenigen Stellung gezeig:, bei welcher eine neue Ronde 2 in Form eines Aluminiumbleches in die Vorrichtung eingeführt worden ist. Die Vorrichtung hat eine hakenförmige Ziehmatrize 3, die mit den übrigen Werkzeugteilen in einem Rahmenteil 4, 22, beispielsweise ein Stanzblock •oder Säulengesiell, mittels einer Verschraubung fest verbunden ist. Dieser Rahmenteil 4 ist von einer Tiefziehpresse angetrieben und wird dabei einem Druck PX ausgesetzt, in der hülsenformigen Ziehmatrize 3 ist ein becherförmiger Niederhalter 5 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet, der von einem unter Druck stehenden Fluid P3 beaufschlagt ist. Der Niederhalter 5 ist mittels einer in eine Nut 6 eingelegten Runddichtung 7 gegen die Innenward 8 der hülsenförmigen Matrize 3 abgedichtet. Weiter sind in der Wand der Matrize mehrere Entlüftungs- bzw. Ablauflöcber 9 ausgebildet. Im Rahmenteil 4 ist eine mittige Bohrung 10 vorhanden, die einen Durchlaß für das unter dem Druck P3 stehenden Fluid bildet, mit welchem der Niederhalter 5 beaufschlagt ist. Die hülsenförmige Matrize 3 ist in einem nicht gezeigten Säulengestell in bekannter Weise geführt, wobei ein Ring 11 als Abstreifer für das Stanzgitter dient.

Die Vorrichtung 1 hat ferner einen feststehenden Außenstempel 12. Dieser Außenstempel 12 weist eine Ausnehmung 13 auf, in welcher ein innenstempe! 14 angeordnet ist, dessen Schaft 15 im unteren Teil 16 des Außenstempels 12 angeordnet ist.

Ein äußerer Niederhalter 17 ist gegenüber der Stirnfläche der hülsenförmigen Ziehmatrize 3 angeordnet. Beim Innenrand des Niederhalterrings ist eine Kralle 18 ausgebildet. Der Kralle 18 gegenüberliegend ist in der hülsenförmigen Ziehmatrize 3 eine ringförmige Ausnehmung 19 ausgebildet.

Der äußere Niederhalter 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 Niederhalter 17 ist einerseits im Ziehstempel 12 und andererseits in einer Büchse 23, die mit der Platte 22 verbunden ist, geführt. Mit der Büchse 23 ist eine Schnittmatrize 24 verbunden.

Das Tiefziehen wird nun mitiels der Vorrichtung folgendermaßen durchgeführt:

Zuerst wird eine Ronde 2 zwischen der Ziehmatrize 3 und der Schnitinatrize 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 die Ronde 2 gedrückt. Sodann wird die hülsenförmige Ziehmatrize 3

ι» in die in der Fig.2 mit Pfeil A gezeigte Richtung abgesenkt. Dazu wird der Druck Pi, also die Preßkraft, vergrößert, bis diese die dem Druck P2 entsprechende Niederhalterkraft übersteigt. Dabei wird auch die Ronde 2 gegen ihre Auflagefläche gedruckt, wodurch η der erste Zug eingeleitet wird. Hierbei bleiben der innere Niederhalter 5 und der Ziehstempel 14 unbeweglich. Somit wird die Wand 25 des Ziehteils, der eine zylindrische Form aufweist, tiefgezogen. Kurz bevor die hülsenförmige Ziehmatrize 3 ihre Endstellung

lö erreicht hat, beginnt sich nun der Innenstempel 14 in Richtung des Pfeiles B gegen P3 in entgegengesetzter

■ Richtung des Pressenstößels zu bewegen und dringt in den Niederhalter 5 ein. Die Geschwindigkeit des sich nach aufwärts bewegenden Innenstempels 14 ist größer als die Geschwindigkeit der sich abwärts bewegenden hülsenförmigen Matrize 3. Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel beträgt das Geschwindigkeitsverhältnis 4:1. Das Blech des den Behälterrohling bildenden Ziehteils wird damit nach oben gezogen und erhält

JO somit die Form eines kegelstumpfförmigen, d. h. der Form des Innenstempels 14 entsprechenden Beiiälters. Bei der Durchführung dieses zweiten Zuges liegt der Niederhalter 5 im Gegensatz zu bekannten Ausführungsformen zunächst nicht am Rahmenteil 4 an. Der Niederhalter 5 wird bei der vorliegenden Ausführung ausschließlich durch den vom Fluid ausgeübten Druck P3 gegen die vom Innenstempel 14 und vom Metallverformen herrührenden, nach oben wirkenden Kräfte festgehalten. Hat die Presse den unteren

"to Totpunkt erreicht, liegt der Niederhalter 5 am Rahmenteil 4 an.

Der letzte Arbeitsschritt ist in der F i g. 4 gezeigt. Hier bewegt si.-h die Matrize 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 Rollenrand 26 zu bilden. Dabei hat sich nun die Matrize 3 in ihre Ausgangsstellung zurückbewegt. Der Innenstempel 14 wurde während des Aufwärtshubs wieder in den Innenraum 13 des Außenstempe's 12 zurückgezogen und das fertige Erzeugnis kann ausgeworfen werden.

Aus der Zeichnung ist ersichtlich, daß während des Ziehens an keiner Stelle des Ziehteils das Blech um mehr als höchstens 90° umgebogen wird. Somit kann auch eine eine Lackschicht tragende Ronde 2 verarbeitet werden, ohne daß die Lackschicht durch übermäßiges Biegen beschädigt wird. Ebenfalls ist ersichtlich, daß die gesamte Einbauhöhe der erfindungsgemäßen Vorrichtung klein ist, so daß sie in handelsübliche

bO Pressen einbaubar ist.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Tiefziehen eines Aluminiumbehälters aus einer flachen Ronde. wobei diese durch einen ersten Zug zu einer zylindrischen Napfzwischepform tiefgezogen und durch einen zweiten Zug in die endgültige Form gebracht wird, wobei die Innen- und Außenfläche unvertauscht bleiben, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zug vor der Beendigung des ersten Zuges eingeleitet und der zweite Zug mit einer höheren Geschwindigkeit als der erste Zug durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Zug im Verhältnis zum ersten Zug mit vierfacher Geschwindigkeit abläuft.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Niederhaltekraft für den zweiten Zug schon bei Beginn des ersten Zuges auf das Ziehteil einwirkt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einer hülsenförmigen Ziehmatrize, die über einen teleskopartigen Ziehstempel verschiebbar ist, wobei der teleskopartige Ziehstempol aus einem hülsenlörmigen feststehenden Außenstempel und einem Innenstempel besteht, der den zweiten Zug durch eine Bewegung in Gegenrichtung zur Pressenstempelbewegung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß in der hülsenförmigen Ziehmatrize (3) ein ver hiebbarer Niederhalter (5) geführt und gegen diese abgedichtet ist, der unter Fluiddruck (P3) steht und das Ziehteil während des Arbeitshubes gegen den Außenstempel (12) drückt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4. dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (j) schalenförmig und als Matrize ausgebildet ist, in die hinein der innere Stempel (14) im zweiten Zug verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Innenstempels (14) vor Beendigung der Bewegung der hülsenförmigen Matrize (3) einsetzt.