DE1602549C - Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters - Google Patents

Description

stellung ein Dehnen bzw. Strecken des Materials statt. Das Herstellen der Rippen kann in einfacher Weise durch Walzen oder Pressen erfolgen, und es ist von besonderem Vorteil, daß diese Herstellung einfach und ohne die Überwindung konstruktiver Schwierigkeiten bei den hierzu benötigten Werkzeugen durchzuführen ist. Der Zuschnitt wird durch die Rippen in leicht verformbare und demgegenüber schwerer verformbare Bereiche unterteilt, so daß während des Formens des Behälters eine geordnete und gesteuerte Faltenbildung möglich ist, ohne daß hierzu Führungsstifte od. dgl. verwendet werden müssen. Somit ist auch die mögliche Anzahl der zu bildenden Falten nicht durch konstruktive Gegebenheiten begrenzt, denn eine solche Begrenzung liegt auch bei der Herstellung der Rippen nicht vor. Somit läßt sich mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ein Metallbehälter nicht nur einfacher herstellen als bisher, sondern er weist infolge der größeren möglichen Anzahl von Falten auch eine wesentlich höhere Steifigkeit auf. Diese ermöglicht ihrerseits die Anwendung größerer Wandungshöhen, d. h., daß sich mit Hilfe der Erfindung — bezogen auf eine bestimmte Stärke des Zuschnittes — tiefere Behälter von noch ausreichender Steifigkeit herstellen lassen als bisher.

Die Formung des Behälters aus dem erfindungsgemäß mit Rippen versehenen Zuschnitt wird vorteilhaft so ausgeführt, daß der Zuschnitt einem an sich bekannten Tiefziehvorgang mit einer erst nach Ziehbeginn wirksamen, ein Nachgleiten zulassenden Randhaltung unterworfen wird.

Hierdurch wird erreicht, daß der Wandbereich des herzustellenden Behälters nicht insgesamt bereits zu Beginn des Einschubvorganges gegenüber dem Behälterboden hochgebogen wird, sondern daß der Zuschnitt bis zum Abschluß der Behälterformung so gehalten wird, daß er sich ständig um den Matrizenrand biegen muß. Somit wird im Bereich des Matrizenrandes ständig eine Haltewirkung erzeugt, die zu einem weiteren Hineinschieben des Zuschnittes in die Matrize vom Stempel überwunden werden muß, wodurch sich eine Zugbeanspruchung des in der Matrize befindlichen Wandungsbereiches und damit eine Unterstützung der geordneten Faltenbildung ergeben.

Unabhängig davon, ob letzteres der Fall ist, sollte auf die mit den Rippen versehene Seite des Zuschnittes die Stempelziehkraft ausgeübt werden. Der Zuschnitt kann dann mit seiner den Rippen gegenüberliegenden Seite, die wesentlich größere Auflageflächen bietet, an der Matrize entlanggleiten, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Rippen durch ein Eindrücken des Rippenrückens beschädigt und in ihrer Funktionsweise beeinträchtigt werden könnte. In jedem Fall wird das im Bereich der Behälterwandung überschüssige Material in geordneten Falten untergebracht, wobei es sich naturgemäß ergibt, daß die Falten im Randbereich der Behälterwandung größer sind als im Bereich des Bodenteiles.

Die Rippen haben vorteilhaft einen Abstand voneinander, der sich zum Rand des Zuschnittes hin etwa von der 8fachen Zuschnittsstärke bis zur 35fachen Zuschnittsstärke ändert. Wenn die Rippen am Rand des Zuschnittes einen Abstand voneinander haben, der in einem Bereich oberhalb der 35fachen Zuschnittsstärke liegt, können zwischen den Rippen zusätzliche Zwischenrippen vorgesehen sein. Die Breite der Rippen sollte zwischen dem 3fachen und dem öfachen Wert der Zuschnittsstärke liegen.

Zweckmäßig wird bei der einen Stempel und eine Matrize aufweisenden Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine an sich bekannte Klemmplatte vorgesehen, die zusammen mit der Matrize einen den mit den Rippen versehenen Zuschnitt aufnehmenden Raum bildet, wobei die Klemmplatte von der Matrize einen Abstand hat, der in an sich bekannter Weise größer als die Zuschnittsstärke und auch größer als die Höhe der Rippen vor dem Tiefziehen ist.

Der Abstand zwischen der Matrize und der Klemmplatte kann einstellbar sein. Es ist nämlich durch die Veränderung dieses Abstandes nicht nur möglich, unter geeigneter Abstimmung der übrigen Verfahrensbedingungen den zuvor bereits erwähnten Tiefziehvorgang zu bewirken, sondern auch unter gleichzeitiger Vorgabe eines entsprechenden Abstandes der Rippen voneinander die Höhe der beim Formen des Behälters zu bildenden Falten vorzugeben. Je größer nämlich der Abstand der Rippen voneinander ist, eine desto größere Höhe — in radialer Richtung des Behälters gesehen — erhalten die Falten.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispeil der Erfindung an Hand einer Zeichnung näher beschrieben. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen mit Rippen versehenen Zuschnitt,

F i g. 2 in vergrößertem Maßstab eine Teil-Seitenansicht des in F i g. 1 dargestellten Zuschnittes,

Fig. 3 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht des in F i g. 2 dargestellten Zuschnitteiles während des Formens des Behälters,

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Ansicht des in Fig.2 und 3 dargestellten Zuschnitteiles nach Beendigung des Formens des Behälters,

Fig. 5 in schematischer Seitenansicht eine Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters vor dem Beginn des Formens,

F i g. 6 in schematischer Seitenansicht die Vorrichtung nach F i g. 5 während des Formens und

F i g. 7 in perspektivischer Darstellung einen fertigen Behälter.

Zur Herstellung eines Metallfolienbehälters 9 mit einer Falten 12 aufweisenden Wandung (F i g. 7) wird von einem Zuschnitt 1 (Fig. 1) von etwa 0,1mm Stärke ausgegangen. Ein glatter Boden 10 des herzustellenden Behälters 9 erstreckt sich etwa von der Mitte des Zuschnitts 1 her bis zu einer Bodenrandlinie 1'. In dem Bereich der zu bildenden Wandung zwischen der Bodenrandlinie 1' und dem äußeren Umfang des Zuschnitts 1 sind zwischen Zwischenfeldern 3 · strahlenförmig radial verlaufende Rippen 2 geformt, wodurch die Falten 12 der Wandung des Behälters 9 vorbereitet sind. Die Rippen 2 können einen Querschnitt und eine Breite 2' gemäß F i g. 2 aufweisen.

Die Teilung 3', die dem Abstand zwischen zwei Rippen-Mitten entspricht, ändert sich von der Bodenrandlinie 1' aus in Richtung auf den äußeren Umfang des Zuschnitts 1 zwischen dem Sfachen und dem 35fachen Wert der Stärke des Zuschnitts 1. Unter Zugrundelegung dieser Abmessungen lassen sich Behälterhöhen erzielen, die etwa bei dem l,2fachen bis l,3fachen Wert des Behälterdurchmessers liegen, sofern der Behälterquerschnitt etwa kreisförmig ist. Die Teilung 3' kann sich jedoch in Abhängigkeit von dem Querschnitt der Rippen 2 und der Behälterhöhe in verhältnismäßig weitem Rahmen ändern. So kann die

Teilung 3' am äußeren Rand des Behälters 9 sogar bis zum 50fachen Wert der Zuschnittstärke gewählt werden. Die Breite 2' der Rippen 2 beträgt etwa das 3fache bis öfache der Zuschnittsstärke. Die Rippen 2 sind in dem Zuschnitt 1 z. B. durch Walzen oder Pressen geformt.

Die Weiterbearbeitung des Zuschnitts 1 mit den Rippen 2 soll im einzelnen an Hand der in F i g. 5 und 6 dargestellten Vorrichtung beschrieben werden. Diese Vorrichtung besteht aus einer Matrize 4, einem Stempel 5 und einer Klemmplatte 6. Gemäß F i g. 5 wird der Zuschnitt 1 auf die Klemmplatte 6 lose aufgelegt, wobei die Rippen 2 strahlenförmig in Richtung auf den Stempel 5 weisen.

Da der Zuschnitt 1 lose auf die Klemmplatte 6 aufgelegt ist, wird auf diesen ein besonderer Haltedruck nicht ausgeübt, solange sich der Zuschnitt 1 in dem Zwischenraum 7 zwischen der Klemmplatte 6 und der Matrize 4 befindet. Die Bewegung der Klemmplatte 6 in Richtung auf die Matrize 4, die zunächst zusammen mit dem Stempel 5 ausgeführt wird, ist durch ein Abstandsstück 8 begrenzt, das an der Unterseite der Matrize 4 zum Anschlag kommt. Das Abstandsstück 8 hat eine Stärke, die größer ist als die Stärke des Zuschnittes 1, so daß dieser nicht festgeklemmt wird. Wenn sich jetzt der Stempel weiter in den Innenraum der Matrize 4 hineinbewegt, gleitet der in dem Zwischenraum 7 befindliche Zuschnittsteil um den Rand der Matrize 4 in diese hinein; hierbei werden der Zuschnitt 1 und seine Rippen 2 einer gewissen Reibung gegenüber der Matrize 4 ausgesetzt. Die Zwischenfelder 3 werden dabei in der in F i g. 7 dargestellten Weise so verengt, daß Falten 12 entstehen, die zunächst die in Fig. 3 und dann sogar die in F i g. 4 dargestellte eingerollte Form annehmen und die Wandung des fertigen Behälters 9 bilden. Dieser kann einen Rand 11 aufweisen.

Sollte die sich ergebende Gesamt-Wandstärke zu groß erscheinen, so gibt es folgende Möglichkeiten, diese zu verringern:

1. durch Verringerung des Radius der Matrize, denn hierdurch kann die Höhe der sich bildenden Falten begrenzt werden;

2. durch eine Streckung des Materials, bei der der Abstand zwischen dem Stempel und der Matrize zweckmäßigerweise kleiner sein sollte als der Abstand zwischen der Klemmplatte und der Matrize.

Im übrigen können in bestimmten Fällen die Abstandsstücke 8 fortgelassen werden. Der zwischen der Matrize 4 und der Klemmplatte 6 bestehende Abstand läßt sich unter bestimmten Bedingungen auch selbsttätig durch die Rippen 2 aufrechterhalten, da letztere verhältnismäßig formsteif sind.

Die Erfindung läßt sich unter Verwendung beliebiger Werkstoffe verwirklichen, sofern diese für eine Behandlung nach dem beschriebenen Verfahren geeignet sind. Auch lassen sich Behälter herstellen, deren Form von der Form des beschriebenen Behälters wesentlich abweicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters aus einem folienartig dünnen, ebenen Zuschnitt, bei dem mittels Stempel und Matrize die Wandung des Behälters gebildet wird, wobei in der Wandung definierte Falten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der noch ebene Zuschnitt (1) im Bereich der zu bildenden Wandung mit strahlenförmig radialen, sich in der Zuschnittebene erstreckenden, den Verlauf der Falten (12) vorgebenden Rippen (2) versehen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) durch Walzen oder Pressen hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mit Rippen (2) versehene Zuschnitt (1) zur Herstellung des Behälters (9) einem an sich bekannten Tiefziehvorgang mit einer erst nach Ziehbeginn wirksamen, ein Nachgleiten zulassenden Randhaltung unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die mit den Rippen (2) versehene Seite des Zuschnitts (1) die Stempelziehkraft ausgeübt wird.

5. Zuschnitt zur Anwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rippen (2) einen Abstand voneinander haben, der sich zum Rand des Zuschnittes (1) hin etwa von der 8fachen Zuschnittsstärke bis zur 35fachen Zuschnittsstärke ändert.

6. Zuschnitt zur Anwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Rippen (2) zusätzlich Zwischenrippen vorgesehen sind, wenn die Rippen (2) am Rand des Zuschnittes (1) einen Abstand voneinander haben, der in einem Bereich oberhalb der 35fachen Zuschnittsstärke liegt.

7. Zuschnitt nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (2') der Rippen (2) zwischen dem 3fachen und dem öfachen Wert der Zuschnittsstärke liegt.

8. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, mit einem Stempel und mit einer Matrize, dadurch gekennzeichnet, daß eine an sich bekannte Klemmplatte (6) vorgesehen ist, die zusammen mit der Matrize (4) einen den mit den Rippen versehenen Zuschnitt (1) aufnehmenden Raum bildet, und daß die Klemmplatte (6) von der Matrize (4) einen Abstand hat, der in an sich bekannter Weise größer als die Zuschnittsstärke und auch größer als die Höhe der Rippen (2) vor dem Tiefziehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Matrize (4) und der Klemmplatte (6) einstellbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Klemmplatte (6) und der Matrize (4) und der Abstand der Rippen (2) auf dem Zuschnitt (1) in Abhängigkeit von der Höhe der beim Tiefziehen zu bildenden Falten (12) vorgegeben sind.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters aus einem folienartig dünnen, ebenen Zuschnitt, bei dem mittels Stempel und Matrize die Wandung des Behälters gebildet wird, wobei in der Wandung definierte Falten hergestellt werden.

Da der obere Rand des fertigen Behälters einen wesentlich geringeren Außenumfang hat als der noch ebene Zuschnitt im Bereich dieses Randes, muß ίο zwangläufig überschüssiges Material im Wandungsbereich untergebracht werden. Diese Notwendigkeit führt bei folienartigen Zuschnitten zu einer Faltenbildung im Wandungs bereich. Ohne besondere Hilfsmaßnahmen erhalten die sich hierbei ergebenden FaI-ten einen völlig ungeordneten Verlauf, so daß die Struktur der Wandung des Behälters eine völlig zufällige ist. Dies führt zu dem Nachteil, daß die Behälterwandung insgesamt nur eine verhältnismäßig geringe Steifigkeit hat. Darüber hinaus ist die Steifigkeit der Behälterwandung in einzelnen Teilen der Wandung unterschiedlich, was ebenfalls durch die Unregelmäßigkeit der Faltenbildung und damit der Materialanhäufung verursacht ist.

Zur Vermeidung dieses Nachteils sind bei der Vorrichtung zur Durchführung des eingangs genannten Verfahrens zum Hochbiegen des Wandungsbereiches eines herzustellenden Behälters aus der Zuschnittsebene über den Umfang desselben verteilt angeordnete Führungszapfen vorgesehen, die bewirken, daß während des Hochbiegens im Wandungsbereich definierte Falten mit gleichmäßigem Verlauf gebildet werden. Diese Führungsstifte sind in ihrer Wirkung mit einer Matrize vergleichbar, in die durch einen Stempel der zu verformende Zuschnitt hineingeschoben werden kann. Es ist jedoch die mit den Führungsstiften herstellbare mögliche Zahl von Falten im Wandungsbereich begrenzt, so daß insbesondere bei dünnen Zuschnitten eine ausreichend wirksame Versteifung der Behälterwandung durch die Falten nicht erzielt werden kann. Würde man versuchen, ausgehend von der Anzahl der zu einer ausreichenden Versteifung benötigten Falten, die Anzahl der Führungsstifte zu erhöhen, so würden sich konstruktive Schwierigkeiten und ein großer technischer Aufwand ergeben.
Hiervon ausgehend lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters aus einem folienartigen Zuschnitt zu schaffen, welches die Bildung einer verhältnismäßig großen Anzahl von definierten Falten im Wandungsso bereich ermöglicht und das im übrigen zu seiner Durchführung besonders aufwendige Vorrichtungen nicht erfordert.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird für das Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der noch ebene Zuschnitt im Bereich der zu bildenden Wandung mit strahlenförmig radialen, sich in der Zuschnittsebene erstreckenden, den Verlauf der Falten vorgebenden Rippen versehen wird. '

Durch die Bildung derartiger Rippen, bei der sich auf der gegenüberliegenden Zuschnittsseite entsprechende Nuten bilden, wird eine Versteifung des Materials im Bereich dieser Rippen erzielt, während die zwischen den Rippen liegenden Zwischenfelder wesentlich leichter verformbar sind. Auch nach der Herstellung der Rippen ist der Zuschnitt noch eben. Da die Bildung der Rippen eine Vergrößerung der Oberfläche zur Folge hat, findet während der Rippenher-