DE4133340A1 - Kondensatorbechergehaeuse mit sollberstbereich sowie verfahren und werkzeug zu seiner herstellung - Google Patents
Kondensatorbechergehaeuse mit sollberstbereich sowie verfahren und werkzeug zu seiner herstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Kondensatorbechergehäuse mit
Sollberstbereich sowie ein Verfahren und ein Werkzeug zu
seiner Herstellung. Über das Anwendungsgebiet der Kondensa
torbechergehäusefertigung hinaus sind das erfindungsgemäße
Verfahren und das verwendete Werkzeug in allen technischen
Bereichen anwendbar, in denen becherartige Werkstücke aus
fließfähigem Werkstoff hergestellt werden.
Der Sollberstbereich in einem Kondensatorbechergehäuse
stellt einen Überlastschutz für den Kondensator gegen das
Auftreten eines kritischen Überdrucks im Inneren dar. Da der
Sollberstbereich durch eine Wandschwächung geschaffen wird,
muß diese so ausgelegt sein, daß das Gehäuse bis zum Errei
chen des Berstdruckes absolut dicht ist. Bei bekannten Kon
densatorbechergehäusen mit Sollberstbereich, wie sie in
DE 30 41 391 C2, DE 31 38 519 C2 und DE 32 01 963 C2 be
schrieben werden, wird der Sollberstbereich erst durch einen
gesonderten Arbeitsgang nach dem Fließpressen des Kondensa
torbechergehäuses erzeugt. Hierzu wird das Kondensatorbe
chergehäuse auf einen Dorn aufgezogen und mittels eines
seitlich angreifenden Stempels eine Schwächung der Becher
wand geschaffen, welche den Sollberstbereich verkörpert. In
folge des notwendigen zweiten Arbeitsganges für die Herstel
lung des Sollberstbereiches entsteht erhöhter Aufwand an Ko
sten und Zeit. Zudem ist die Gewährleistung eines definier
ten Berstdruckes schwierig, weil die Gleichmäßigkeit des
vorher beim Fließpressen erzeugten Gefügeaufbaus beim Ein
bringen des Sollberstbereiches jäh verändert wird.
Um die Kosten für den gesonderten Arbeitsgang "Einbringen
des Sollberstbereiches" zu begrenzen, enthalten bekannte
Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich jeweils nur
einen solchen. Damit kann jedoch nicht völlig ausgeschlossen
werden, daß sich der Sollberstbereich nach einem Berstvor
gang während des Kondensatorbetriebs infolge der im Inneren
des Kondensators verwendeten Materialien wieder verschließt
und der Kondensator später doch noch explodiert.
Schließlich kann der Berstdruck, der von der Tiefe und Länge
der Wandschwächung abhängig ist, bei den bekannten Lösungen
nicht ohne Änderung der beim Einbringen des Sollberstberei
ches aktiven Werkzeugelemente variiert werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Konden
satorbechergehäuse zu gestalten, welches einen mit gering
stem Aufwand gefertigten Sollberstbereich enthält, der bei
einem sehr eng tolerierten Berstdruck anspricht und die Si
cherheit bietet, daß sich der Sollberstbereich nach dem Ber
sten nicht wieder verschließen kann. Hierzu sind auch die
Gestaltung des Verfahrens und des Werkzeuges zur Herstellung
des Kondensatorbechergehäuses notwendig.
Erfindungsgemäß enthält das Kondensatorbechergehäuse einen
oder mehrere, vorzugsweise jedoch zwei Sollberstbereiche,
welche vom Becherboden ausgehend äußere Schwächungen der Be
cherwand darstellen. Sie verlaufen vom Becherboden her über
den größeren Teil ihrer Länge parallel zu den Mantellinien
der Becherwand und laufen anschließend geradlinig zu den
über ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand hin aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Kondensa
torbechergehäuses besteht darin, daß die Sollberstbereiche
während des Fließpressens des Kondensatorbechergehäuses im
unteren Teil der Becherwand in Fließrichtung des Werkstoffs
ausgebildet werden. Das hierzu erforderliche, erfindungsge
mäße Werkzeug enthält Formelemente, die in der Fließpreßma
trize seitlich zur Fließpreßrichtung angeordnet sind und in
den Ringspalt zwischen Rohling und Fließpreßmatrize hinein
ragen. Das Profil der Formelemente definiert dabei das Pro
fil der Schwächungen der Becherwand des entstehenden Konden
satorbechergehäuses, während die Einragtiefen die Tiefen der
äußeren Schwächungen der Becherwand bestimmen.
Die Länge der Sollberstbereiche ist nur abhängig von dem
Verhältnis der Höhe der Formelemente und der Dicke des Roh
lings, da alle im Fließpreßwerkzeug oberhalb der Oberkante
der Formelemente liegenden Bereiche des Rohlings beim Fließ
pressen nicht von den Formelementen beeinflußt werden und
somit eine ungeschwächte Becherwand ausbilden; dasjenige Ma
terial, welches von den Formelementen beeinflußt wird, un
terliegt dagegen der Schwächung in den Sollberstbereichen.
Mittels Variation der Dicke des Rohlings können also ohne
Änderungen am Fließpreßwerkzeug die Länge der Sollberstbe
reiche und der davon abhängige gewünschte Berstdruck verän
dert werden.
Es ist ebenfalls mit geringem Aufwand möglich, eine Mehrzahl
von Formelementen zwecks Gewährleistung höherer Sicherheit
des Berstens in der Fließpreßmatrize anzuordnen; die Produk
tivität des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dadurch nicht
berührt.
Beim Fließpressen wird der auf dem Matrizenboden des Werk
zeuges liegende Rohling so verformt, daß sein Werkstoff in
dem Ringspalt zwischen dem Fließpreßstempel und der Fließ
preßmatrize nach oben schießt. Beim Vorbeigleiten des Werk
stoffs an den Formelementen bilden sich in der entstehenden
Becherwand Schwächungen heraus, welche die Sollberstbereiche
des Kondensatorbechergehäuses verkörpern. Diese Sollberstbe
reiche zeichnen sich dadurch aus, daß ihr Gefügeaufbau
gleichmäßig ist und somit ein eng tolerierter Berstdruck ge
währleistet werden kann. Darüber hinaus entstehen weder im
Inneren des Kondensatorbechergehäuses noch auf seiner Außen
seite Materialaufwerfungen, was für die bei einem solchen
Massenartikel unerläßliche automatisierte Weiterverarbeitung
von beträchtlichem Vorteil ist.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zei
gen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch den unteren Teil eines
Kondensatorbechergehäuses,
Fig. 2 einen Schnitt A-A durch diesen Querschnitt,
Fig. 3 ein Fließpreßwerkzeug im Schnitt,
Fig. 4 die schematische Darstellung eines Formelements.
Die konkrete Ausführung betrifft ein Kondensatorbechergehäu
se 2 zylindrischen Querschnitts mit zwei Sollberstberei
chen 5. Das Kondensatorbechergehäuse 2 besteht aus fließfä
higem Werkstoff, vorzugsweise aus Aluminium. Die Sollberst
bereiche 5 sind parallel und symmetrisch zur Längsachse des
Kondensatorbechergehäuses 2 in der Becherwand 4 enthalten.
Sie beginnen am Becherboden 3 und besitzen als Querschnitt
eine keilförmige Schwächung der Außenwand der Becherwand 4.
Die Sollberstbereiche 5 haben die Länge l mit je einem pa
rallel zu den Mantellinien der Becherwand 4 ausgeformten
Teil, der 50 . . . 80% der Länge l, vorzugsweise 65%, aus
macht. Auf dem restlichen Teil der Länge l laufen die Soll
berstbereiche 5 geradlinig zu den über ihnen liegenden Man
tellinien der Becherwand 4 hin aus.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Konden
satorbechergehäuses 2 mit Sollberstbereichen 5 ist einstu
fig. Die Sollberstbereiche 5 werden während des Fließpres
sens des Kondensatorbechergehäuses 2 aus dem Rohling 1 in
den unteren Teil der entstehenden Becherwand 4 in Fließrich
tung des Werkstoffes eingebracht, wodurch keine negative
Veränderung des Gefügeaufbaus eintreten kann.
Das hierzu notwendige erfindungsgemäße Fließpreßwerkzeug be
sitzt eine in eine Armierung 8 eingebettete Fließpreßmatri
ze 7, in welche zwei sich gegenüberliegende Formelemente 9
eingelassen sind. Diese sitzen auf dem Matrizenboden 11 auf.
Die Formelemente 9 ragen in den Ringspalt hinein, der zwi
schen dem unter dem Fließpreßstempel 6 und dem darunterlie
genden Rohling 1 gebildet wird. Die Einragtiefe t wird vor
teilhaft so gewählt, daß sie 50 . . . 80%, vorzugsweise 65%,
der Wanddicke s der Becherwand 4 beträgt. Während damit die
Tiefe der Schwächungen der Becherwand 4 des Kondensatorbe
chergehäuses 2 vorgegeben ist, richtet sich die Länge l der
Sollberstbereiche 5 nach dem Maßverhältnis zwischen Höhe h
der Formelemente 9 und Dicke D des Rohlings 1. An ihren
Stirnseiten tragen die Formelemente 9 Formprofile 10, die
vorzugsweise Keilform besitzen.
Beim Fließpressen preßt der Fließpreßstempel 6 auf den Roh
ling 1, dessen Werkstoff unter der Druckeinwirkung entgegen
der Fließpreßrichtung zu fließen beginnt. Dabei bilden die
jenigen Teile des Rohlings 1, die oberhalb der Formelemen
te 9 liegen, im Ringspalt zwischen Fließpreßstempel 6 und
Fließpreßmatrize 7 die unverformte Becherwand 4 aus. Derje
nige Werkstoffanteil des Rohlings 1, welcher in den Wir
kungsbereich der Formelemente 9 gerät, erfährt infolge der
Gestalt der Formprofile 10 und der Einragtiefe t der Form
elemente 9 eine Formveränderung beim Fließen, die sich in
Schwächungen der Becherwand 4 und somit in der Herausbildung
von Sollberstbereichen 5 manifestiert. Dabei entsteht die
bereits beschriebene Form der Sollberstbereiche 5 über die
Länge l. Das zu ihrer Bestimmung notwendige Maßverhältnis
zwischen Höhe h der Formelemente 9 und Dicke D des Roh
lings 1 wird vorteilhaft so gewählt, daß die Höhe h
40 . . . 60%, vorzugsweise 50%, der Dicke D beträgt.
Im Rahmen der Patentansprüche sind weitere vorteilhafte Aus
gestaltungen der Erfindung möglich. Insbesondere betrifft
dies die Variationen der Querschnittsform des Kondensatorbe
chers 2, der Anzahl der Sollberstbereiche 5 und der Gestalt
der Formprofile 10.
Claims (7)
1. Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich, welches
aus fließfähigem Werkstoff besteht und bei welchem der
Sollberstbereich als Formabweichung der Becherwand ausge
bildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollberstbe
reich (5) mindestens einmal, vorzugsweise zweimal vorhan
den ist und aus Schwächungen der Becherwand (4) von außen
her in der Art besteht, daß diese Schwächungen vom Be
cherboden (3) aus in der Becherwand (4) über einen Anteil
von 50 . . . 80%, vorzugsweise 65%, ihrer Länge (l) paral
lel zu den Mantellinien der Becherwand (4) verlaufen und
im restlichen Teil ihrer Länge (l) geradlinig zu den über
ihnen liegenden Mantellinien der Becherwand (4) hin aus
laufen.
2. Kondensatorbechergehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Mehrzahl von Sollberstbereichen (5)
parallel und symmetrisch zur Längsachse des Kondensator
bechergehäuses (2) angeordnet ist.
3. Verfahren zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll
berstbereiche (5) während des Fließpressens des Kondensa
torbechergehäuses (2) aus dem Rohling (1) im unteren Teil
der Becherwand (4) in Fließrichtung des Werkstoffs ausge
bildet werden.
4. Werkzeug zur Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Fließpreßmatrize (7) unmittelbar über dem Matrizenbo
den (11) Formelemente (9) angeordnet sind, deren Formpro
fil (10) dem Profil der Schwächung der Sollberstberei
che (5) entspricht.
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Formelemente (9) als seitlich in der Fließpreßmatrize (7)
sitzende und mit den an ihren vorderen Enden ausgebilde
ten Formprofilen (10) in den Ringspalt zwischen dem Roh
ling (1) und die Fließpreßmatrize (7) hineinragende Ein
sätze ausgebildet sind.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Höhe (h) der Formelemente (9) 40 . . . 60%, vorzugsweise
50%, der Dicke (D) des Rohlings (1) beträgt.
7. Werkzeug nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einragtiefe (t) der Formelemente (9) 50 . . . 80%
vorzugsweise 65%, der Wandstärke (s) der Becherwand (4)
beträgt.
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WO2020035367A1 (de) * | 2018-08-17 | 2020-02-20 | Linhardt Gmbh & Co. Kg | Dosenverpackung, dosenverpackungsrohling sowie vorrichtung und verfahren zu deren herstellung |
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1991
- 1991-10-08 DE DE4133340A patent/DE4133340C2/de not_active Expired - Fee Related
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