Das technische Gebiet der Erfindung ist das Umformverfahren "Abstrecken" von Blechdosen, sowohl für Aluminiumblech und Stahlblech oder einem Kombinationswerkstoff von beiden. Diese Bleche können auch mit einer zusätzlichen Funktionsbeschichtung versehen sein (z.B. Laminierung, Lackierung). In diesem technischen Gebiet entstehen abgestreckte Dosenrümpfe, die mit einem Deckel in einem Verschließvorgang zu verschlossenen Dosen umgestaltet werden.

In diesem technischen Gebiet ist es eine Aufgabe der Erfindung, den Werkzeugverbrauch zu reduzieren und gleichwohl Material zu sparen.

Dies wird mit der Erfindung mit Hilfe eines beheizten bzw. gekühlten Punches und/oder mit einem beheizten bzw. gekühlten Stößel und/oder beheizten bzw. gekühlten Abstreckringen und/oder beheizten bzw. gekühlten Hilfs-und Betriebsstoffen erreicht. Punch, Stößel, Abstreckringe und die Hilfs- und Betriebsstoffe können sowohl von extern gesteuert gekühlt oder gesteuert beheizt werden, als auch mit einer in dem Stößel, dem Punch oder den Abstreckringen integrierten Heiz- oder Kühleinrichtung versehen werden (Anspruch 1, 4) . Das Abstreckwerkzeug ist über die Temperatur in seinen Maßen veränderbar.

Bei bekannter Werkzeugtemperatur θ _st und einer bestimmten Werkzeugkonfiguration (gegebene Spaltbreite zwischen Abstreckdorn und Ring) ist eine bestimmte Wanddickenverteilung in der abgestreckten Dose vorhanden. Das definierte (gesteuerte) Aufwärmen bzw. Abkühlen der Werkzeuge führt zur Ausdehnung bzw. Schrumpfung von Abstreckdorn und Ring und einer definierten Änderung der Spaltbreite, womit sich eine steuerbare Wanddicke oder eine Wanddickenverteilungs-aÄnderung abhängig von der gesteuert gewählten Temperatur ergibt. Die

Temperaturbeeinflussung verändert also erfindungsgemäß die Werkzeuggeometrie, welcher Einfluß im Stand der Technik

grundsätzlich aufgrund weitgehend konstanten Kühlmittels vermieden wird.

Mit der Erfindung sind Temperatureinflüsse und Werkzeugverschleiß, die im Betrieb einer Abstreckpresse entstehen, kompensierbar. Ohne diese Kompensation wären erhöhte Taktzahlen der Abstreckmaschinen nicht durchführbar. Daneben wird die Werkzeugstandzeit jedes Abstreckwerkzeugs deutlich erhöht, da Werkzeugverschleiß kompensiert werden kann, ohne neue Werkzeuge einsetzen zu müssen. Die Kompensation begründet die längerfristige Verwendbarkeit desselben Werkzeugs und erlaubt es trotz Abnutzung am Werkzeugmaterial (zumeist: Hartmetall) die abgestreckte Dose mit konstanten, langfristig gleichbleibenden Wanddicken herzustellen.

Sowohl das Umformverhalten beim Formen des Falzes, als auch das Umformungsverhalten beim Einziehen des oberen Dosenrandes ("reduced neck" oder "necking") werden mit der Erfindung verbessert.

Beim Trimmen können Materialabfälle reduziert werden. Auch kann der Trimmvorgang des oberen Dosenrandes bezüglich seiner Genauigkeit verbessert werden.

Mit einer zusätzlich möglichen Verkleinerung des

Spezifikationsfensters, welche bei jeder Blechdickenreduzierung des Ausgangsbleches sinnvoll ist, kann beim Einziehen des oberen Abschnittes der Dose unter Zugrundlegung der erfindungsmäßigen Vorschläge eine Dickenreduzierung im übrigen Wandbereich der Dose durchgeführt werden. Die Durchmesservariation beim

Einziehen im oberen Dosenabschnitt vom Hauptdurchmesser zu einem reduzierten oberen Durchmesser ("Necking") verhindert im Stand der Technik eine weitere Wanddickenreduzierung.

Die Erfindung ermöglicht eine solche Weiterentwicklung zur Materialersparnis.

Für die Erfindung wird mit den zur Kompensation von Werkzeugverschleiß eingesetzten Temperatureinflüssen ein physikalischer Effekt verwendet, der im Stand der Technik ungewollt war und vermieden wurde. Zwar wurde dort auch mit Kühlmittel oder Schmiermittel gearbeitet, die gegenüber der Umgebung eine erhöhte oder reduzierte Temperatur aufweisen; diese Temperatur ist aber auf gleichbleibendem Niveau, um gerade das von der Erfindung nun gewollte Verändern der Werkzeuggeometrie zu vermeiden.

Die Dosenwanddicke wird berührend oder berührungslos gemessen und kann gesteuert nachgeführt, eingestellt oder auf konstante Werte "geregelt" werden, mit der "Stellgröße" der Temperaturveränderung der Werkzeuge (Anspruch 9) .

Es folgen Ausführungsbeispiele der Erfindung, die ihr Verständnis vertiefen und ergänzen.

Figur 1 Der Punch 1 bzw. der Stößel 2 ist im ersten Beispiel der

Erfindung durch gasbefeuerte Ringdüsen 3 erwärmbar. Die gleiche Anordnung kann für eine Beheizung bzw. Kühlung mit einem Fluid dienen.

Figur 2

Abbildung 2 zeigt einen Punch 1, der mittels einer sog. Punchschraube auf einem Stößel 2 befestigt ist. Das hier aufgezeigte Abstreckprinzip entspricht dem Stand der Technik.

Figur 3

Die Punch 3 bzw. Stößelerwärmung ist gleichfalls durch externe Strahlungseinwirkung möglich. In Abbildung 3 ist dies am Beispiel mit einem Infrarotstrahler 4a dargestellt.

Figuren 4, 5, 6

Die Aufheizung erfolgt mit Hilfe von Heizpatronen oder -widerständen 4 (Abbildung 4) nach dem physikalischen Wirkprinzip der Widerstandsheizung. Die Aufheizung kann auch mit Hilfe von Wendelrohrpatronen oder gewendelten Heizstäben 5, ebenfalls ein Widerstandheizungsprinzip, durchgeführt werden

(Abbildung 5) . Die Heizpatronen in Abb. 6 sind in den Stößel 1 eingebracht, wobei gleichzeitig eine Integration der Heizpatronen in den Punch 2 möglich ist.

Die elektrische Versorgung findet unter Verwendung von Kabeln 10 statt.

Eine elektrische Versorgung mit Hilfe des Induktionsverfahrens (Spulenanordnung 6) ist möglich, um die Leitungen entfallen zu lassen. Der Wendel 5 im Werkzeug wäre dann kurzzuschließen.

Die Spulen 6 können zwischen den Abstreckringen 10a, 10b, 10c (anstelle von Abstandhaltern) untergebracht werden, und auch vor und/oder hinter der Ringanordnung liegen (vgl. Abb 1).

Figur 7

Die Aufheizung der Punche 2 ist gleichfalls mit Hilfe einer externen Spulenanordnung 6 möglich, wobei die Aufwärmung des Punches bzw. Stößels auf induktivem Wege erfolgt.

Figur 8

Der Punch bzw. Stößel kann gleichfalls durch Durchleiten von Fluiden gekühlt bzw. erwärmt werden. Die Abbildung 8 zeigt einen Stößel 1 mit Integration von Kanälen la, lb, durch die das Kühl-bzw. Beheizungsfluid geführt werden kann.

Figur 9

Der Punch bzw. Stößel wird mit Hilfe von gekrümmten Kontaktplatten 7a, 7b erwärmt bzw. gekühlt.

Figur 10

Kühlung bzw. Erwärmung der Umformwerkzeuge bzw. des Stößels unter Verwendung des Peltier-Effekts mit Peltier-Element 8. Die Temperaturregulierung erfolgt durch eine definierte Veränderung des Stromes I bzw. Änderung des Mediumstromes F innerhalb des Stößels in einem Zentralkanal 2a, le.

Figur 11

Mindestens ein Ring 10a, 10b, 10c wird mit einem erwärmten bzw. gekühlten Fluid F um- bzw. durchströmt. Dazu werden Ringkanäle in der oder am Absteckring (beispielhaft 10a) vorgesehen.

Figur 12

Mindestens ein Ring 10a, 10b, 10c wird mit Hilfe von Wendelrohrwiderständen 22 erwärmt, bzw. die Wärme wird mit Hilfe von Kühlschlangen 22 abgeführt.

Figur 13

Kühlung bzw. Erwärmung der Hilfs- und Betriebsstoffe ("Umformsfluiden") des "Systems Abstreckpresse", um die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Abstreckringen und Punchen auszunutzen.

Ohne Abbildung wird ein Erwärmen bzw. ein Kühlen des Stößels 1 bzw. Punches 2 und/oder der Abstreckringe mit Hilfe einer oder mehrerer Drosselpatronen offenbart, bei der die Temperaturveränderung durch eine definierte Änderung der

Querschnitte eines Gasstromes erreicht wird (Thomson-Joule- Effekt) .

Der zur Steuerung der Werkzeugdimensionierung (z. B. Durchmesser) verwendbare Temperaturbereich liegt zwischen -20°C bis 250°C (vorzeitige Werkzeugermüdung und Werkzeugbruch begrenzen den Temperaturbereich) .

1°C entspricht 0,8 μm Durchmesseränderung des Abstreckdorns, z. B. bei Hartmetall als Werkzeugmaterial. Das entspricht der dementsprechenden Wanddickenänderung der abgestreckten Blechdose bzw. dem Ausmaß der Durchmesserkompensation.

Ist Abnutzungsausmaß über längerfristige Werkzeugnutzung bekannt - bei bekanntem Werkzeug-Temperaturverhalten -, so kann über Kennlinsen langfristig die Temperatur der Umformwerkzeuge verändert wrden. Damit wird langfristig und stetig die ebenso stetige Werkzeugabnutzung kompensiert.

Neben der Kompensation können kurzfristige Werkzeugabmessungen (Ringdurchmesser, Dorndurchmesser, entsprechende Durchmesserstufen oder unterschiedliche Durchmesser der hintereinanderliegenden Ringe) verändert werden, ohne Ausbau oder Werkzeugwechsel.

Die Temperatursteuerung der Werkzeuge zur Abmessungsänderung ist sowohl in der Fertigung als auch bei der Forschung und Entwicklung hilfreich.