Das technische Gebiet der Erfindung ist das Verfahren zum Ausbilden metallischer Deckelringe, die zum Aufsetzen und Anbördeln an einen Behälter runder oder unrunder Natur benötigt werden. Solche Deckelringe werden im Stand der Technik aus flachem Blech ausgestanzt, wobei in der Mitte eine Ronde entsteht, die Verschnitt darstellt; benötigt wird für die weitere Fertigung des Behälters nur der Deckelring.

Bei der Fertigung von Deckelringen aus Metall soll der Verlust oder Verschnitt von ausgestanzten Ronden vermieden werden, darin sieht die Erfindung die Problemstellung.

Auf die Ansprüche, insbesondere 1 , 7 und 10, wird zur Lösung des angesprochenen Problems verwiesen.

Die Erfindung geht von der Erstellung eines noch nicht fertig geformten Zylinder-Ringes (Ringrohling) aus, der aus einem Dosenkörper entsteht, gefertigt mit einem Stülpzug- Werkzeug oder einem Teleskop-Werkzeug. Auch ein Stufenwerkzeug kann zur Bildung des Ringrohlings verwendet werden. Der Dosenkörper wird aus einem Blechausschnitt in eine runde und unrunde Ausführung geformt. Durch Abtrennen (bei T) der eigentlichen Dose entsteht der Ringrohling mit dem "Ziehringaußenmaß" des Deckelrings, der im wesentlichen zylindrisch oder oval (unrund) ist, nur einen geringen nach innen vorstehenden Ringsteg aufweist.

Unter einem Ringrohling sind im Sinne der Beschreibung Zylindersegmente zu verstehen, die nicht zwingend kreisrund sind, aber eine in axialer Richtung sich deutlich erstreckende Wandungshöhe aufweisen. Als Zylinder wird im Sinne der erfindungsgemäßen Beschreibung auch ein unrunder Zylinder verstanden, der oval ist, bei gleichbleibend deutlicher Erstreckung der Wandung in axialer Richtung.

Ein solches "Zylindersegment" wird an einen noch nicht vollständig ausgeformten Dosenkörper abgetrennt, wobei die Abtrennung kurz bis deutlich vor Ende des letzten Reduziervorgangs geschieht (Anspruch 7), insbesondere zwischen 80% und 95% des Ziehvorgangs, wenn und soweit die erforderliche Materialmenge im verbleibenden Zylindersegment mit der Materialmenge übereinstimmt, die für die Formung des Deckelrings vorgesehen ist. Die Gestalt der Schnittlinie T folgt der Gestalt der Ringrohlings.

Das Zylindersegment wird nach Entstehen in eine Zusammenstellung mehrerer ringförmiger Werkzeugsegmente eingebracht und axial abwärts verschoben (Anspruch 1), um es über eine Umlenklippe in eine radiale Richtung umzuformen, wo es zu einem radial einwärtsverformten und in Radialrichtung sich erstreckenden Deckelring wird. Die Umlenkung über die Umlenklippe geschieht so, daß das abwärts/einwärtverformte Zylindersegment in einen Spalt gedrückt wird, der von einem oberen und einem darunterliegenden Werkzeugsegment definiert wird.

Das Umformverfahren formt den zylindrischen Rohling (in kreisringförmiger bis zu ovaler Basisgestalt) in einen Flachringform-Rohling um (Anspruch 6), der zusätzlich in einem Aufwärtsgang eines weiteren Ringstempels eine aufgestellte Ringwand mit Innenrollung erfährt.

Eine zylindrische Ausnehmung (Anspruch 10) ist an die Grundgestalt des zylindrischen Rohlings angepaßt, sie kann sinngemäß ebenfalls eine ovale Grundform haben, aber mit einer axial deutlichen Erstreckung, um den zylindrischen Rohling aufzunehmen und abwärts zu verschieben. Die Ausnehmung ist in ihrer radialen Erstreckung an die Stärke des umzuformenden Zylindersegmentes angepaßt.

Die Erfindung(en) werden nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.

Figur 1 veranschaulicht eine erste Dose im Schnitt, von der ein Ring abgetrennt werden kann.

Figur 2 veranschaulicht eine im Ziehvorgang oder Stülpvorgang entstandende fast fertige Dose, bei der der Zieh- oder Stülpvorgang kurz vor dem Ende abgebrochen wurde, um einen oberen, im Durchmesser 2 ^ größeren zylindrischen Ring zu erhalten. Figur 3 veranschaulicht die Trennung an der Ring-Trennlinie T, wobei ein Rest-

Rumpf 30 und ein zylindrischer Deckelring-Rohling 40 entsteht. Figur 4 veranschaulicht den fertigen Deckelring mit einem horizontalen

Ringflansch 20c einer innenliegenden Einrollung 20e und einem außenliegenden Randbereich mit einem ringförmigen Haken 20a für die Anbringung an einem Falz. Innen ist der Deckelring offen, was durch die im Schnitt erkennbare Öffnung 21 veranschaulicht wird. Figur 5a, Figur 5b, Figur 5c, Figur 5d,

Figur 5e veranschaulichen verschiedene Positionen eines einstufigen

Werkzeuges. Zwischen den oberen Stempein 1 bis 4 und den unteren Stempeln 5 bis 7, die sich während der Betriebes der konzentrischen Werkzeugzusammenstellung verändern, ändert sich die Geometrie des zuerst zylindrischen Rohlings 10 in einen nachher gemäß Figur 4 ausgebildeten Deckelring in Figur 5e. Figur 6a, Figur 6b,

Figur 6c veranschaulichen ein erstes Werkzeug eines Mehrstufenwerkzeugs, bei dem der Deckelring zunächst von einer zylindrischen Form in Figur 6a in eine horizontale Gestalt mit vertikal innen aufgestellter Wand 13 gemäß Figur 6c umgeformt wird. Figur 7 veranschaulicht das zweite Werkzeug des Stufenwerkzeugs, bei dem der im Entstehen befindliche Deckelring 100 innen beschnitten wird. Figur 8,

Figur 8a veranschaulichen die dritte Stufe des Stufenwerkzeugs, in dem der Deckelring seine innere Einrollung 20e (hier 15 bezeichnet) erhält.

Zur Figur 1 oder 2 sei angemerkt, daß der Ziehvorgang oder Stülpvorgang kurz vor seinem Ende abgebrochen wird (etwa 80% bis 95% vor Ende des letzten Reduziervorgangs), um den oberen Rand 40a des Rumpfes nicht in seinem Durchmesser auf 2xr ₁ einzuziehen. Dadurch verbleibt der Randbereich 40a als Deckelring-Rohling VR, wenn er bei T (Trennlinie) umfänglich abgetrennt wird. Der zerlegte Rumpf 30/40 in Rest-Rumpf 30 und Deckelring-Rohling 40 ist von Figur 3 veranschaulicht. Die Trennlinie T, die sowohl in Figur 1 als auch in Figur 2 gezeigt ist, entspricht der kreisrunden oder ovalen Grundform des Behälters 30. Das Abtrennen geschieht in Figur 1 bei einem im Stülpzug geformten Behälter von oben, wobei der Stülpzug noch nicht ganz zu Ende geführt worden ist. In Figur 2 erfolgt das Abtrennen von oben oder unten an der Trennlinie T, wobei der letzte Reduziervorgang, beispielsweise bei Fertigung mit einem Teleskop-Werkzeug, oder die letzte Stufe eines Stufenwerkzeuges nicht zu Ende geführt wird, so daß der zylindrische Rohling oberhalb des Rumpfes 30 verbleibt, während er in Figur 1 neben dem Rumpf verblieb, jedoch in beiden Ausführungen mit einem größeren Durchmesser als der fertig reduzierte Rumpf.

Die Weiterverarbeitung des Ringrohlings 3 zu einem fertigen Deckelring 4 kann sowohl durch ein einstufiges Werkzeug 5 als auch durch ein mehrstufiges Werkzeug erfolgen. Die erste Stufe ist aus Figur 6a, 6b, 6c, die zweite Stufe ist aus Figur 7, die dritte Stufe aus Figur 8a und 8b ersichtlich.

Der Transfer zwischen den Stationen erfolgt z. B. über einen Greifertransport. Die Funktion und die Arbeitsweise wird anhand der nachfolgenden Beispiele der Werkzeugausführungen erläutert und ergänzt.

Figuren 5a bis 5e zeigen die Funktionsweise des einstufigen Werkzeuges. Der von der Dose abgetrennte Ring VR wird mechanisch oder von Hand auf Teil 5 aus Figur 5a aufgelegt. Anschließend werden die Werkzeugteile 2,3 und 4 in den Ring durch den Maschinenhub eingefahren und bilden einen Spalt S von 0,8xBlechdicke zu den Teilen 5,6 und 7. Die Teile verharren in dieser Stellung bis die Schulter 1a des

Stempels 1 den Blechring im axialen weiteren Niedergang von Teil 1 so weit radial v _n ' eingeschoben hat, daß der Blechring VR.10 die horizontale Lage in Figur 5b erreicht hat.

Das Blech wird in dieser Stellung zwischen den Werkzeugteilen 2 einerseits und 5 andererseits festgeklemmt. Teil 1 verharrt in dieser Stellung durch Aufsetzen auf einen Anschlag. Die Teile 3 und 4 sind mit einer Niederhaltekraft auf die Teile 6 und 7 wirkend beaufschlagt.

v bezeichnet Bewegungsrichtungen (an Geschwindigkeiten orientiert), wobei die "gestrichenen" Größen ^Q y^'y^ ^rad ' ^a ' ^e Komponenten des Blechs und die "nicht gestrichenen" Größen axiale Bewegungen des Werkzeugs bezeichnen.

Durch den weiteren Niedergang v ₁ des Teiles 2 zusammen mit Teil 5 wird in dem Blechring die Stufe 20b im Deckelring und die Deckelringtiefe nach Figur 5c erreicht. Blechmaterial wird dabei in v- _j '-Richtung gezogen.

Durch die Mitnahme des Teiles 3 durch das Teil 2 und durch die Gegenhalte- und Klemmfunktion der Teile 5 und 6 erfolgt durch die Niederhaltefunktion eines

Rollringes 4 und den dann erfolgenden Ziehvorgang über dem Ziehstempel 7 eine Aufstellung des inneren Randes des Deckelringes. In dieser Stempel- Niedergangsstellung hat der Deckelring die Form nach Figur 5d. Anschließend erfolgt der Aufwärtshub des Stößels mit dem Werkzeugoberteil und den Teilen 2 und 3, während gleichzeitig der Rollring 4 in seiner Lage verharrt.

In Figur 5d wird Blech in Richtung ^2 gezogen und die Ringwand 20d aufgestellt.

Die den Teilen 2 und 3 nachfolgenden Teile 5 und 6 drücken die Aufstellung 20d des Deckelringes in die Rollnut 4a des Roll-ringes 4. Da die Kräfte der Teile 5 und 6 sowie des entgegen-wirkenden Rollrings 4 größer sind als die Formänderungsfestig-keit des Blechmaterials, formt sich über die-Anreifung der Deckelringaufstellung in der Rollnut 4a des Rollringes 4 eine Innenrolle 20e des Deckelringes. Nach Abschluß des Hubes hat der Deckelring die Form nach Figur 5e angenommen. Das Teil 3 wird anschließend kraftmäßig entlastet, die Teile 1,2 und 5 rücken in die Ausgangsposition zurück. Beim Auseinanderfahren des Werkzeuges wird der Ring ausgeworfen, der in Figur 4 dargestellt ist.

Im Niedergang der Stempelringe 2,3 und 5,6 wird also die innen am Deckelring liegende Aufstellung 20d gebildet, im Aufwärtsgang derselben Stempelringe wird die aufgestellte Wand 20d in eine Einrollung 20e umgeformt.

Figuren 6a,6b,6c, 7 und 8,8a stellen die Fertigung des Deckelringes in drei bzw. in mehrmöglichen Operationen dar. Die Fertigung kann sowohl auf einzelnen Pressen als auch auf Stufen- bzw. Transferpressen erfolgen.

Bei Figur 6a wird der von der Dose (nach Figur 1 oder Figur 2) abgetrennte Ring (Figur 3, oben) der Werkzeugstation (Figur 6a) zugeführt und auf Teil 5 positioniert.

Während des Niederganges mit dem Werkzeugoberteil zentriert sich zunächst Teil 2 an dem Innenbereich 40b des Blechringes 100. Durch Aufsetzen auf einen Anschlag bildet Teil 2 und Teil 5 (ohne Blech) einen Spalt von 0,8xBlechdicke. Im weiteren Werkzeugniedergang geht Teil 1 über dem Außenbereich 40a des Blechringes 100 und schiebt den Ring mit der Schulter 10 durch den mit einer Niederhaltekraft beaufschlagten Teil 5, der mit Teil 2 einen Spalt S < Blechdicke bildet bis zum Innendurchmesser des fertigen Deckelringes. Der Blechring 100 hat dann die Form von Figur 6b. In dieser Stellung erreicht der Stempel 8 gleichzeitig seine Endstellung und quetscht mit seiner Schneide 12 ungefähr auf eine Tiefe von 0,5xBlechdicke über die Schneide 11 von Teil 7 das Blech in die dafür vorgesehene Vertiefung. Durch

Aufsetzen von Teil 1 auf den Absatz 5x von Teil 5 wird Teil 5 nach unten gedrückt. Teil 2 folgt dem Teil 5 mit beaufschlagter Niederhaltekraft. Weil der Blechring im Bereich der Schneiden 11 ,12 festgeklemmt ist, wechselt während des fortgeführten Hubes der Schiebevorgang in einen Ziehvorgang über. Dadurch wird die Aufstellung 13 für die folgende Innenrolle des Blechringes 100 nach Figur 6c erreicht.

Zur Figur 6c sei angemerkt, daß die axial aufgestellte Wand 13 (vgl. 20d in Figur 5d) durch Ziehen erzeugt wird, was gegenüber dem Schub von Figur 5c Vorteile hat, wenn die Radien größer werden.

Bei Figur 7 wird der vorgeformte Blechring 100 in die Beschneidestation transportiert und auf dem Aushebering 6' abgelegt. Beim Niedergang des Werkzeugoberteiles bringt der Formring 2 und der Niederhaltering 9a den vorgeformten Blechring 100 in Position, damit der nachfolgende Stempel 8' über den Schnittstempel 9b den Innenrand 100r abtrennen kann. Damit werden materialspezifische Anisotropien aus dem Druck-Zug- Vorgang eliminiert. Es bleibt eine innere Schnittkante 100k. Der abgetrennte Ring 100r wird durch das Unterteilwerkzeug abgeführt.

Der beschnittene Blechring nach Figur 7 wird dann in die Fertigformstation von Figur 8 transportiert und auf den oben bündig stehenden Teilen 5' und 6' abgelegt. Die während des Pressenhubes von oben nach unten kommenden Teile 2' und 3' sind ebenfalls von unten betrachtet bündig und zentrieren sich mit dem Innenmaß von Teil 3' über das Außenmaß der Aufstellung 13 des Biechringes 100. Wenn die Aufstellung 13 innen über Teil 7 außen voll einzentriert ist, bleibt Teil 6" auf einem Anschlag stehen, Teil 3' federt während des weiteren Werkzeugniederganges auf dem Blechring 100 und Teil 6' aufliegend zurück. Teil 5' formt dann über den Blechhalter 2' den Rand des Blechringes 14 bis zum unteren Totpunkt der Presse aus. Im Aufwärtshub wird der zwischen den Teilen 5' und 6' (Figur 8a) und den Teilen 2' und 3'

eingeklemmte Blechring nach oben gedrückt, so daß die Aufstellung 13 in die Rollnut 4a des stehenden Teiles 4 gedrückt wird. Durch diesen Vorgang entsteht die Innenrolle 15 des Blechringes 14. Zum Auswurf des Blechringes aus dem Werkzeug wird Teil 3' nach Abschluß dieses Vorganges kraftmäßig entlastet.

Diese mehrstufige Fertigung ist für Deckelringe mit breiterem Radialflansch 20c besonders geeignet.