EP1481744B1 - Process and apparatus for producing a shaped article - Google Patents

Abstract

A method for pressing and spinning of large metal forms, e.g. aluminium bowls, has the workpiece clamped in a press (14) to form the base profile and rotated past fixed heaters and fixed rollers to shape the side of the bowl. The heaters are mounted on adjustable supports to set the optimum heating, and are fired with gas or oil. The spinning tools are fixed on the inside and outside of the pressed shape.

Description

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Metalldrücken eines Rohlings, aus Aluminium, zu einem gewölbten Formteil.The invention relates to a method and a device for metal pressing a blank, made of aluminum, to a curved molding.

Beim Metalldrücken wird ein als Blechronde oder Vorform vorliegender Rohling in Drehung versetzt und durch ein herangeführtes und vorgeschobenes Drückwerkzeug in das gewünschte, rotationssymmetrische Formteil gebracht. Ein Überblick über bekannte Drückverfahren ist in "Blech-Rohre-Profile" 28 (1981) 11, Seiten 514 - 517 entnehmbar. Bei den bekannten Drückverfahren wird der Rohling mittig in einem Druckfutter festgespannt, dessen äußere Kontur der Innenkontur des gewünschten Formteiles entspricht. Das Drückwerkzeug in Form einer Drückrolle folgt hingegen der Außenkontur des gewünschten Formteiles, so dass der Rohling zwischen der Drückrolle und dem Drückfutter geformt werden kann. Bei modernen Drückvorrichtungen wird die Drückrolle entweder über Kopierschablonen oder über eine NC-Steuerung bewegungsgesteuert.During metal pressing, a blank present as a sheet metal blank or preform is set in rotation and brought into the desired, rotationally symmetrical molded part by an introduced and advanced pressing tool. An overview of known pressing method is in "sheet-tube profiles" 28 (1981) 11, pages 514-517 can be removed. In the known spinning method, the blank is clamped centrally in a pressure chuck whose outer contour corresponds to the inner contour of the desired molded part. The spinning tool in the form of a spinning roller, however, follows the outer contour of the desired molded part, so that the blank between the spinning roller and the spinning chuck can be formed. In modern press devices, the spinning roller is motion-controlled either via copy templates or via an NC control.

In der Praxis besonders gebräuchliche Formteile sind Behälterböden von Druckbehältem mit zylindrischem Mantel. Nach dem Grad der Wölbung der Kalotte von Behälterböden unterscheidet man Klöpperböden, Korbbogenböden, Halbkugelböden sowie Tellerböden und ebene Böden. Mit abnehmender Wölbung beziehungsweise mit zunehmendem Wölbungsradius vereinfacht sich die Herstellung, so dass insbesondere Klöpperböden und Korbbogenböden aus einem einteiligen Rohling hergestellt werden. (Vgl. DIN 28011 und 28013)In practice, especially common moldings are container bottoms of Druckbehältem with cylindrical jacket. According to the degree of curvature of the dome of container bottoms, one distinguishes dished bottoms, basket bottom sheets, hemispherical bottoms and plate bottoms and even bottoms. With decreasing curvature or with increasing radius of curvature, the production is simplified, so that in particular dished bottoms and baskets floors are made of a one-piece blank. (See DIN 28011 and 28013)

Als allgemein bekannt gelten die Verfahren, bei denen ein Rohling, insbesondere ein Blech, innerhalb einer ersten Formgebungsstufe auf einen definierten Gesamtradius umgeformt wird und anschließend im äußeren Bereich des Bleches eine Umformung mit einem besonders starken Radius vorgenommen wird. Die während dieser formgebenden Umformungsprozesse entstehenden Spannungen werden durch anschließendes Glühen bei zirka 300 - 350 °C beseitigt.The processes in which a blank, in particular a metal sheet, is shaped to a defined total radius within a first shaping stage and then a forming with a particularly strong radius is then carried out in the outer region of the metal sheet. The resulting during this shaping forming processes stresses are removed by subsequent annealing at about 300 - 350 ° C.

Aus der Druckschrift DE 35 34 796 A1 sind ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Formgebung von Blechen und Tafeln bekannt. Grundsätzlich wird hierbei eine Einspannung der zu verformenden Werkstücke vorgenommen, so dass sich eine elastische Umformung ergibt. Anschließend wird in einer oberflächennahen Schicht des unter elastischer Spannung stehenden Werkstückes die Umformenergie mittels elektrisch induzierter Wärme eingebracht, so dass das Material unter dem Einfluss der elastischen Spannung innerhalb dieser Schicht zum Fließen kommt, indem durch Temperaturerhöhung der Umformwiderstand überwunden wird. Auf diese Weise lassen sich richtungsunabhängige Verformungen erheblichen Ausmaßes erzielen, ohne dass es dabei zu Spuren bei Einspannung, wie beispielsweise beim Streckziehen, kommt, denn die für die Einspannung vorgesehenen Mittel sind Stützen, die praktisch ohne Einspannflächen am Werkstück angreifen. Diese Druckschrift repräsentiert lediglich den allgemeinen Stand der Technik, wobei das Einbringen einer Wärmemenge lediglich zur Herabsetzung der aufzubringenden Verformungsenergie dienen soll.From the document DE 35 34 796 A1 discloses a method and an apparatus for shaping of sheets and panels are known. Basically, a clamping of the workpieces to be deformed is made, so that an elastic deformation results. Subsequently, the forming energy is introduced by means of electrically induced heat in a near-surface layer of the workpiece under elastic tension, so that the material under the influence of the elastic stress within this layer to flow, is overcome by increasing the temperature Umformwiderstand. In this way, direction-independent deformations can be achieved to a considerable extent, without resulting in traces during clamping, such as during ironing, for the funds provided for the clamping means are supports that attack virtually without clamping surfaces on the workpiece. This document merely represents the general state of the art, wherein the introduction of a quantity of heat is only intended to reduce the deformation energy to be applied.

Ferner ist aus der DE 100 47 491 A1 ein Verfahren zum Umformen von Strukturen aus Aluminium-Legierungen bekannt, welches ein umzuformendes Bauteil durch elastisches Formen in eine vorgegebene Kontur unter externer Krafteinwirkung und Erwärmen des elastisch geformten Bauteils auf eine Temperatur größer als die für eine Kriechumformung und Spannungsrelaxation der Legierung erforderlichen Temperatur bringt, so dass das Bauteil unter Beibehaltung der Kontur umgeformt wird. Dieses Verfahren ist beispielhaft für Verfahren, bei denen zunächst in einem ersten Formgebungsschritt Kräfte einwirken, um eine vorgegebene Kontur eines Bauteils zu erreichen und in einem zweiten Schritt eine Wärmebehandlung erfolgt, durch die entstandene Spannungen anschließend beseitigt werden.
Diese zweistufige Durchführung des Formgebungsverfahrens ist sehr aufwendig und erfordert die Erwärmung des gesamten Bauteils zur Beseitigung der vorhandenen Spannungen.Furthermore, from DE 100 47 491 A1 discloses a method for forming structures of aluminum alloys is known, which is a reshaped component by elastic molding in a predetermined contour under external force and heating the elastically-shaped component to a temperature greater than that for creep and stress relaxation of the alloy brings necessary temperature, so that the component while maintaining the Contour is reshaped. This method is exemplary for methods in which initially act in a first shaping step forces to achieve a predetermined contour of a component and in a second step, a heat treatment takes place, are then eliminated by the resulting stresses.
This two-stage implementation of the shaping process is very complicated and requires the heating of the entire component to eliminate the existing stresses.

Aus dem Stand der Technik geht ein weiteres Verfahren hervor, bei dem gemäß der Druckschrift DE 40 16 097 A1 ein Rohling durch Metalldrücken zu einem gewölbten Formteil umgeformt wird, indem der Rohling umfangseitig eingespannt und in einen Freiraum hineingewölbt wird. Innerhalb dieses Verfahrens wird bereits im ersten Formgebungsschritt eine erhöhte Arbeitstemperatur beim Metalldrücken durch ein zweistufiges Erwärmen des Rohlings eingesetzt, wobei im Wesentlichen der gesamte Rohling auf eine erste, unter Arbeitstemperatur liegende Temperatur gebracht und gehalten wird und nur Teilbereiche des Rohlings vor dem Drücken auf Arbeitstemperatur gebracht werden. Nachteilig hierbei ist, dass das Verfahren ebenfalls notwendigerweise den kompletten Rohling zunächst auf eine Arbeitstemperatur unterhalb der späteren beim Metalldrücken in Teilbereichen des Rohlings erforderlichen Arbeitstemperatur gebracht werden muss. Zudem benötigt das Verfahren eine Vorrichtung, bei der zum Metalldrücken in Abhängigkeit der gewünschten Temperaturen eine zweistufige Aufheizeinrichtung vorgesehen ist, um die zweistufige Formgebung mit unterschiedlichen Arbeitstemperaturen durchführen zu können.From the prior art, a further method is shown in which according to thedocument DE 40 16 097 A1 a blank is formed by metal pressing to a curved molding by the blank is clamped circumferentially and bulged into a space. Within this process, an increased working temperature during metal pressing is already used in the first forming step by a two-stage heating of the blank, wherein substantially the entire blank is brought to and maintained at a first temperature below working temperature and only partial areas of the blank are brought to operating temperature before being pressed become. The disadvantage here is that the method also necessarily has the complete blank initially to a working temperature below the later required during metal pressing in partial areas of the blank working temperature must be brought. In addition, the method requires a device in which a two-stage heating device is provided for metal pressing depending on the desired temperatures in order to carry out the two-stage shaping with different operating temperatures can.

Die US-A-2 300 527 offenbart eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, die zur Herstellung eines Behälter bodens aus Aluminium geeignet ist, sowie ein Verfahren zum Metalldrücken eines Rohlings zu einem gewölbten Formteil. Der Rohling wird umfangsseitig eingespannt und in einen Freiraum wird eine Kalotte auf einen vorgebbaren Wölbungsradius hineingewölbt, wobei die Kalotte anschließend rotierend niedergehalten wird, wobei unter gleichzeitiger Wärmezufuhr in einem, von einem vorgebbaren Durchmesser der Kalotte bestimmten Übergangsbereich eine Krempe mit einem vorgebbaren Radius ausgeformt wird.US-A-2 300 527 discloses an apparatus according to the preamble of claim 7 which is suitable for producing a container bottom made of aluminum, and a method for metal-pressing a blank into a curved molding. The blank is clamped circumferentially and in a space a dome is arched to a predeterminable radius of curvature, the dome then held down rotating is, with the simultaneous application of heat in a, determined by a predetermined diameter of the dome transition region, a brim with a predetermined radius is formed.

Die Umformung eines Radius unter gleichzeitiger örtlicher Wärmezufuhr ist im Bereich der Herstellung derartiger gewölbter Formteile bekannt, wobei zur Bildung der Radien verschiedene Mittel eingesetzt werden.The transformation of a radius with simultaneous local heat is known in the field of producing such curved moldings, wherein different means are used to form the radii.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche kostengünstig ein maßgenaues Umformen von Formteilen, insbesondere von Behälterböden, erlaubt, wobei insbesondere in den Bereichen, bei denen durch den Umformvorgang große Spannungen auftreten, können Spannungen bereits während des Umformvorganges vermieden werden oder nur in sehr geringem Maß auftreten.The invention is therefore based on the object to provide a method and an apparatus which cost dimensionally accurate forming of moldings, in particular container bottoms allowed, in particular in the areas where high stresses occur by the forming process, stresses already during the forming process be avoided or occur only to a very limited extent.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und Anspruch 7 gelöst.This object is achieved by a method and an apparatus according to claim 1 and claim 7.

Dadurch, dass eine Kalotte mit einem vorgebbaren Wölbungsradius rotierend niedergehalten wird und unter gleichzeitiger Wärmezufuhr in einem, von einem vorgebbaren Durchmesser der Kalotte bestimmten Übergangsbereich eine Krempe mit einem vorgebbaren Radius ausgeformt wird, wird die Bildung von Spannungen im Übergangsbereich zwischen Kalotte und Krempe von vorneherein vermieden, so dass auf ein anschließendes Glühen generell verzichtet werden kann. In vorteilhafter Weise ist dadurch die Kalotte nur im Übergangsbereich zum Abbau der Spannungen zu erwärmen, so dass auf eine Erwärmung des gesamten Bauteils verzichtet werden kann.Characterized in that a dome with a predetermined radius of curvature is held down in rotation and formed with simultaneous heat input in a predetermined by a predetermined diameter of the dome transition area a brim with a predetermined radius, the formation of stresses in the transition region between the dome and brim is avoided from the outset , so that can be dispensed with a subsequent annealing in general. Advantageously, the calotte is thereby only to be heated in the transition region for reducing the stresses, so that heating of the entire component can be dispensed with.

Ferner ist dadurch, dass eine Rotationseinrichtung, auf der die rotierende Kalotte durch mindestens eine stationäre Wärmezuführungseinrichtung und ein stationäres Umformwerkzeug zumindest im Übergangsbereich des vorgebbaren Durchmessers erwärmbar und eine Krempe auf einen vorgebbaren Radius ausformbar ist, eine Vorrichtung ausgebildet, die es in vorteilhafter Weise erlaubt, die Kalotte genau im vorgegebenen Übergangsbereich mittels der Wärmezuführungseinrichtung umzuformen und durch ein angeordnetes stationäres Umformwerkzeug die Krempe spannungsfrei auf einen vorgebbaren Radius auszuformen.Furthermore, by virtue of the fact that a rotation device on which the rotating dome can be heated by at least one stationary heat supply device and a stationary forming tool, at least in the transition region of the predeterminable diameter, and a brim can be shaped to a predefinable radius, a device is formed which advantageously permits to form the calotte exactly in the predetermined transitional area by means of the heat supply device and by an arranged stationary forming tool to form the brim stress-free to a predeterminable radius.

Aus dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen Vorrichtung entstehen Formteile, insbesondere Behälterböden, wie Klöpperböden, Korbbogenböden oder auch Halbkugelböden, die sich dadurch auszeichnen, dass sie eine Kalotte und eine Krempe umfassen, wobei die Kalotte einen Wölbungsradius und die Krempe einen gegenüber dem Wölbungsradius reduzierten Radius und einen auf einem vorgebbaren Durchmesser ausgebildeten Übergangsbereich zwischen Kalotte und Krempe aufweisen, sowie durch eine während der Herstellung der Krempe in dem Übergangsbereich durchgeführte Wärmebehandlung spannungsarm oder im Idealfall spannungsfrei ausgebildet sind.Moldings, in particular container bottoms, such as dished ends, baskets or hemispherical bottoms, which are characterized in that they comprise a dome and a brim, the dome has a radius of curvature and the brim a radius reduced relative to the dome radius and have a transition region between the calotte and the brim formed on a predeterminable diameter, as well as being stress-relieved or ideally tension-free by a heat treatment carried out during the production of the brim in the transition region.

Der Übergangsbereich zwischen dem vorgebbaren Wölbungsradius der Kalotte und dem Bereich des auszuformenden Radius der Krempe wird ausgebildet und erwärmt.The transition region between the predeterminable curvature radius of the calotte and the region of the radius of the rim to be formed is formed and heated.

Im Übergangsbereich wird dazu die mindestens eine Wärmezuführungseinrichtung in Rotationsrichtung vor dem Umformwerkzeug positioniert. Vorzugsweise werden mehrere Wärmezuführungseinrichtungen am Übergangsbereich zwischen Kalotte und Krempe angeordnet, die in einer ersten Ausführungsvariante gegenüberliegend beziehungsweise in einer zweiten Ausführungsvariante symmetrisch an der Kalotte angeordnet werden.In the transition region, the at least one heat supply device is positioned in the direction of rotation in front of the forming tool for this purpose. Preferably, a plurality of heat supply devices are arranged at the transition region between the dome and the brim, which are arranged symmetrically on the dome in a first embodiment variant or in a second embodiment variant symmetrically.

Bevorzugt ist eine Anordnung der Wärmezuführungseinrichtung von einer Außenseite der Kalotte, wobei eine Anordnung von der Innenseite beziehungsweise von der Außen- und Innenseite und somit eine einseitige beziehungsweise zweiseitige Wirkung auf den Übergangsbereich erzielbar ist.An arrangement of the heat supply device from an outer side of the calotte is preferred, wherein an arrangement of the inner side or of the outer and inner side and thus a one-sided or two-sided effect on the transition region can be achieved.

Erfindungsgemäß wird durch die angeordnete Wärmezuführungseinrichtung der Übergangsbereich gleichmäßig erwärmt, wobei eine gewünschte Umformtemperatur für das Formteil auswählbar ist. Die Erwärmung des Formteils bei der vorgegebenen Temperatur führt unter Spannungsrelaxation zu einer plastischen Umformung der Kalotte im Übergangsbereich unter Ausformung der Krempe.According to the transition region is uniformly heated by the arranged heat supply means, wherein a desired forming temperature for the molding is selectable. The heating of the molding at the predetermined temperature leads under stress relaxation to a plastic deformation of the dome in the transition region under formation of the brim.

Ferner bevorzugt ist, dass die vorgebbare Temperatur im Übergangsbereich zwischen Kalotte und Krempe durch Steuerung der Wärmezuführungseinrichtung und/oder Beabstandung der Wärmezuführungseinrichtung zur Oberfläche der Kalotte beziehungsweise der Krempe eingestellt wird. Schließlich wird durch Steuerung und/oder Beabstandung der Wärmezuführungseinrichtung eine Wirkfläche der Wärmezuführungseinrichtung in Abhängigkeit der gewünschten zu erwärmenden Fläche des Übergangsbereiches eingestellt.Furthermore, it is preferred that the predeterminable temperature in the transitional area between the dome and the brim be adjusted by controlling the heat supply device and / or spacing the heat supply device to the surface of the dome or the brim. Finally, by controlling and / or spacing the heat supply device, an active surface of the heat supply device is set as a function of the desired area of the transition region to be heated.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfasst ein Drückwerkzeug zum Metalldrücken eines Rohlings, ein Einspannmittel zum Einspannen des Rohlings und eine Rotationseinrichtung, auf der die rotierende Kalotte durch mindestens eine stationäre Wärmezuführungseinrichtung und ein stationäres Umformwerkzeug ausformbar ist.The device according to the invention for carrying out the method comprises a pressing tool for metal pressing a blank, a clamping means for clamping the blank and a rotation device on which the rotating Cap is formed by at least one stationary heat supply device and a stationary forming tool.

In bevorzugter Ausgestaltung weist die Rotationseinrichtung einen Rotationstisch mit einem Auflageelement und einen Niederhalter auf. Der Niederhalter greift vorzugsweise im Mittelpunkt an einer Innenseite des Formteils, insbesondere der Kalotte, an. Das Drückwerkzeug und das stationäre Umformwerkzeug sind in einer gemeinsamen Vorrichtung oder in getrennten Vorrichtungen ausführbar.In a preferred embodiment, the rotation device on a rotary table with a support element and a hold-down. The hold-down device preferably engages in the center on an inner side of the molded part, in particular of the calotte. The spinning tool and the stationary forming tool are executable in a common device or in separate devices.

Das Drückwerkzeug greift an der Innenseite der Kalotte an, wobei das stationäre Umformwerkzeug in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung eine Bördelbirne ist, die ebenfalls an der Innenseite der Kalotte und eine Bördelrolle, die an einer Außenseite der Kalotte angreift, aufweist.The pressing tool engages on the inside of the dome, wherein the stationary forming tool in a preferred embodiment of the invention is a flaring pear, which also has on the inside of the dome and a crimping roller which acts on an outer side of the dome.

Die Kalotte ist auf dem vorgebbaren Durchmesser und dem ausgebildeten Übergangsbereich durch die Wärmezuführungseinrichtung derart erwärmbar dass die Krempe auf einem vorgebbaren Radius durch plastische Materialumformung ausbildbar ist.The calotte can be heated on the predeterminable diameter and the formed transition region by the heat supply device such that the brim can be formed on a predeterminable radius by plastic material deformation.

Die Wärmezuführungseinrichtung weist ein Ständerelement, ein Basiselement, ein erstes und zweites Befestigungselement und einen Medienanschluss sowie einen Brenner auf. Das erste und zweite Befestigungselement dienen zur Einstellung eines Winkels und eines Abstandes des Brenners gegenüber der Kalotte beziehungsweise zur Verstellung einer Höhe des Brenners gegenüber der Kalotte.The heat supply device has a stator element, a base element, a first and a second fastening element and a media connection and a burner. The first and second fastener serve to adjust an angle and a distance of the burner relative to the dome or for adjusting a height of the burner relative to the dome.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der Brenner durch die erste und/oder zweite Einrichtung so anordbar, dass die Brennerflamme rechtwinklig auf den Übergangsbereich trifft, wobei der Brenner jederzeit vor und während des Verfahrens nachjustierbar, also auch in anderen Winkeln zur zu verformenden Oberfläche im Übergangsbereich einstellbar istIn a preferred embodiment, the burner can be arranged by the first and / or second device such that the burner flame strikes the transition region at right angles, wherein the burner can be readjusted at any time before and during the process, ie also at other angles to the surface to be deformed in the transition region

Durch das Verfahren, bei dem das Umformen des Formteiles im Übergangsbereich und seine Erwärmung gleichzeitig durchgeführt werden, wird in vorteilhafter Weise bei der für das umzuformende Material geeigneten Temperatur, die bei nur zirka 120 °C liegt und in jedem Fall unterhalb einer Glühtemperatur liegt, die Bildung von Spannungen im stark umzuformenden Übergangsbereich zwischen Kalotte und Krempe von vornherein vermieden.By the method in which the forming of the molding in the transition region and its heating are carried out simultaneously, is advantageously at the suitable temperature for the material to be formed, which is only about 120 ° C and in any case below an annealing temperature, the Forming of stresses in the strongly transforming transition region between dome and brim from the outset avoided.

Durch das Einbringen der Wärme auf diesem relativ niedrigen Niveau, beispielsweise mit zwei gegenüberliegenden Wärmequellen oder mit mehreren symmetrisch angeordneten Wärmequellen, wird bei Rotation des Behälterbodens der Bördelbereich, also der Bereich zwischen Kalotte und Krempe, sehr gleichmäßig erwärmt, so dass optimale Materialeigenschaften für eine Umformung und nach dem Umformprozess Spannungsfreiheit erreicht werden.By introducing the heat at this relatively low level, for example, with two opposing heat sources or with a plurality of symmetrically arranged heat sources, during rotation of the container bottom of the crimping, ie the area between the dome and brim, heated very evenly, so that optimum material properties for forming and after the forming process voltage freedom can be achieved.

Durch Anordnung eines relativ breiten Brenners beziehungsweise einer relativ großflächigen Erwärmung, wird dafür gesorgt, dass über den mechanischen Verformungsbereich das gesamte Material gleichmäßig erwärmt wird. Dadurch können in vorteilhafter Weise die einzubringenden Umformkräfte reduziert werden.By arranging a relatively wide burner or a relatively large-scale heating, it is ensured that over the mechanical deformation range, the entire material is heated evenly. As a result, the forming forces to be introduced can be reduced in an advantageous manner.

Ferner besteht die Möglichkeit, eine wesentlich größere Maßgenauigkeit als bei den bisher bekannten Verfahren zu erreichen, so dass in vorteilhafter Weise keine Nacharbeiten nötig sind. Bei dem bekannten Glühen eines bereits verformten Behälterbodens, beispielsweise eines Korbbogenbodens, muss der Boden im Hinblick auf den definierten Gesamtradius und den Randradius nachgearbeitet werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren können diese Verfahrensschritte ersatzlos entfallen.It is also possible to achieve a much greater dimensional accuracy than in the previously known methods, so that advantageously no reworking is necessary. In the known annealing of an already deformed container bottom, for example a basket bottom, the bottom must be reworked with regard to the defined total radius and the edge radius. The inventive method, these steps can be omitted without replacement.

Weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ergeben sich aus den in den weiteren Ansprüchen genannten Merkmalen.Further preferred embodiment of the invention will become apparent from the features mentioned in the other claims.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Vorrichtung zum Metalldrücken als Drückwerkzeug eines Formteiles mit zugehörigem Einspannmittel;

Figur 2

das Formteil und eine Wärmezuführungseinrichtung;

Figur 3

das Formteil und eine Vorrichtung zum Umformen als ein Umformwerkzeug;

Figur 4

das Umformwerkzeug mit angeordneten Wärmezuführungseinrichtungen während der Umformung;

Figur 5

das Umformwerkzeug mit Wärmezuführungseinrichtung nach der Umformung und

Figur 6

eine schematische Darstellung des Formteiles, insbesondere ein Korbbodenbogen.

The invention will be explained in more detail in an embodiment with reference to the accompanying drawings. Show it:

FIG. 1

a device for metal pressing as a pressing tool of a molded part with associated clamping means;

FIG. 2

the molded part and a heat supply device;

FIG. 3

the molding and a device for forming as a forming tool;

FIG. 4

the forming tool with arranged heat supply means during the forming;

FIG. 5

the forming tool with heat supply device after forming and

FIG. 6

a schematic representation of the molded part, in particular a basket bottom sheet.

Zunächst zeigt Figur 6 schematisch einen Behälterboden 30, insbesondere einen Korbbogenboden. Der Behälterboden 30 weist eine Kalotte 22 und eine Krempe 20 auf. Die Kalotte 22 weist einen Wölbungsradius r_wi und die Krempe 20 einen Radius r_ki auf. Die Kalotte 22 selbst wird durch den Durchmesser d_k und die Krempe 20 und die Kalotte 22 durch einen Nenndurchmesser d_a bestimmt. Figur 6 zeigt einen Übergangsbereich 32 zwischen Krempe 20 und Kalotte 22.First, Figure 6 shows schematically a container bottom 30, in particular a basket bottom. The container bottom 30 has acap 22 and abrim 20. Thecalotte 22 has a radius of curvature r_wi and thebrim 20 has a radius r_ki . Thedome 22 itself is determined by the diameter d_k and therim 20 and thecap 22 by a nominal diameter d_a . FIG. 6 shows atransition region 32 between therim 20 and thecalotte 22.

Die Herstellung eines Behälterbodens 30 gemäß Figur 6, insbesondere mit Übergangsbereichen 32, zwischen der Kalotte 22 und der Krempe 20, die bei der Herstellung von Klöpperböden oder Korbbogenböden ausgebildet werden müssen, wird in einem Ausführungsbeispiel in den Figuren 1 bis 5 weiter erläutert.The production of a container bottom 30 according to FIG. 6, in particular withtransition regions 32, between thedome 22 and thebrim 20, which must be formed in the production of dished bottoms or basket bottom plates, will be further explained in an exemplary embodiment in FIGS. 1 to 5.

Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 10, die den Behälterboden 30, insbesondere die Kalotte 22, in einem Einspannmittel 12 festhält, so dass ein Drückwerkzeug 14 zu einer Verformung des Rohlings zur Kalotte 22 eingesetzt wird. Das Einspannmittel 12 kann verschiedenartig ausgeführt sein, wesentlich ist, dass das Einspannmittel 12 die Kalotte 22 rotierend in einer eingespannten Lage festhält. Das Drückwerkzeug 14 erlaubt, wie Figur 1 zeigt, neben der Festlegung der Kalotte 22 eine Rotation innerhalb der Werkzeuge des Einspannmittels 12. Durch das Umformen mittels Drückwerkzeug 14 erhält der Rohling, insbesondere die Kalotte 22, den Wölbungsradius r_wi.FIG. 1 shows adevice 10 according to the invention, which holds the container bottom 30, in particular thecap 22, in a clamping means 12, so that apressing tool 14 is used to deform the blank to thecap 22. The clamping means 12 can be designed in various ways, it is essential that the clamping means 12, thedome 22 rotatably holds in a clamped position. Thepressing tool 14 allows, as Figure 1 shows, in addition to the determination of thedome 22, a rotation within the tools ofEinspannmittels 12. By forming by means of pressingtool 14 receives the blank, in particular thecap 22, the curvature radius r_wi .

Figur 2 zeigt im Wesentlichen eine Wärmezuführungseinrichtung 18 zur Ausbildung der Krempe 20 an der - wie in Figur 1 beschriebenen - geformten Kalotte 22. Die Wärmezuführungseinrichtung 18 weist ein Ständerelement 18A, ein Basiselement 18B, einen Medienanschluss 18E und einen Brenner 18F auf, der durch ein erstes Befestigungselement 18C in seiner Länge verstellbar und durch ein zweites Befestigungselement 18D in seiner Höhe und seinem Winkel verstellbar angeordnet ist. Die Wärmezuführungseinrichtung 18, insbesondere der Brenner 18F, wirkt auf den Übergangsbereich 32 zwischen Krempe 20 und Kalotte 22, im Ausführungsbeispiel von einer Außenseite 38 des Behälterbodens 30.FIG. 2 essentially shows aheat supply device 18 for forming thebrim 20 on the shapeddome 22, as described in FIG. 1. Theheat supply device 18 has a stator element 18A, a base element 18B, a media connection 18E and a burner 18F, which can pass through first fastening element 18C adjustable in its length and is arranged adjustable by a second fastening element 18D in its height and its angle. Theheat supply device 18, in particular the burner 18F, acts on thetransition region 32 between therim 20 and thecap 22, in the embodiment of anouter side 38 of the container bottom 30th

Figur 3 zeigt die Vorrichtung 10, insbesondere ein Umformwerkzeug 16, welches in Form einer Bördelbirne 42 ausgeführt ist und von einer Innenseite 36 auf den Behälterboden 30 einwirkt. Das Umformwerkzeug 16 bildet der Bördelbirne 42 gegenüberliegend mindestens eine Bördelrolle 24 aus, die den Behälterboden 30 im Bereich der auszubildenden Krempe 20 führt und festhält. Figur 3 zeigt neben der Bördelrolle 24 zwei Druckrollen 24a, die das Werkstück stabilisieren. Bei der Umformung der Krempe 20 an die Kalotte 22 rotiert der Behälterboden 30 in Rotationsrichtung 46. Zur Durchführung der Rotation weist die Vorrichtung 10 einen Rotationstisch 40 auf.FIG. 3 shows thedevice 10, in particular a formingtool 16, which is designed in the form of a flaringbulb 42 and acts on the container bottom 30 from aninner side 36. The formingtool 16 forms at least one crimpingroller 24 opposite the crimpingbulb 42, which guides and holds thecontainer base 30 in the region of the brim to be formed. FIG. 3 shows, in addition to the crimpingroller 24, two pressure rollers 24a which stabilize the workpiece. During the deformation of therim 20 to thecap 22, the container bottom 30 rotates in the direction ofrotation 46. To carry out the rotation, thedevice 10 has a rotation table 40.

Der Rotationstisch 40 ist in Figur 4 dargestellt und weist im Wesentlichen ein Auflageelement 28 und einen Niederhalter 26 auf. Der Behälterboden 30 wird in dem Umformwerkzeug 16 rotierend auf dem Rotationstisch 40 bewegt und im Bereich der Bördelbirne 42 und der Rollen 24 (in Figur 4 nicht sichtbar) umgeformt.The rotary table 40 is shown in FIG. 4 and essentially has asupport element 28 and a hold-down 26. The container bottom 30 is in the formingtool 16 is rotationally moved on the rotary table 40 and in the area of the flaringbulb 42 and the rollers 24 (not visible in Figure 4).

Erfindungsgemäß wird die Krempe 20 unter gleichzeitiger Wärmezufuhr in dem Übergangsbereich 32 ausgehend vom vorgegebenen Durchmesser d_k der Kalotte 22 mit einem vorgegebenen Radius r_ki ausgeformt.According to the invention, thebrim 20 is formed with simultaneous heat supply in thetransition region 32, starting from the predetermined diameter d_{k of} thecalotte 22 with a predetermined radius r_ki .

Figur 4 zeigt diesen Vorgang der Ausformung der Krempe 20, wobei die Wärmezuführungseinrichtungen 18 symmetrisch bezüglich der Bördelbirne 42 und der Bödelrollen 24 angeordnet sind. Die Wärmezuführungseinrichtungen 18 sind so angeordnet, dass eine Wärmezufuhr über den Brenner 18F genau im Übergangsbereich 32 zwischen Krempe 20 und Kalotte 22 erreicht wird. Im Ausführungsbeispiel wirkt die Wärmezuführungseinrichtung 18 von der Außenseite 38 auf die Kalotte 22 beziehungsweise die Krempe 20 im Übergangsbereich 32, wobei auch eine Zuführung der Wärme von der Innenseite 36 beziehungsweise beidseitig Innenseite 36 und Außenseite 38 durchführbar ist. Durch die Wärmezuführung wird während der Ausformung der Krempe 20 im Übergangsbereich 32 gleichzeitig eine Spannungsrelaxation erreicht.FIG. 4 shows this process of forming thebrim 20, wherein theheat supply devices 18 are arranged symmetrically with respect to the crimpingbulb 42 and the dowel rolls 24. Theheat supply devices 18 are arranged so that a heat supply via the burner 18 F is achieved exactly in thetransition region 32 between therim 20 anddome 22. In the embodiment, theheat supply device 18 acts from the outside 38 on thecap 22 and thebrim 20 in thetransition region 32, wherein also a supply of heat from the inside 36 and on both sides inside 36 and outside 38 is feasible. By the heat supply, a stress relaxation is achieved during the formation of therim 20 in thetransition region 32 at the same time.

Zur Durchführung des Verfahrens - Metalldrücken des Rohlings - durch das Drückwerkzeug 14 und - Umformen der Kalotte 22 - unter Ausformung der Krempe 20 mit dem Umformwerkzeug 16 steht, wie Figur 4 zeigt, ein Steuergerät 48 mit einem Steuersystem zur Ansteuerung der gesamten Vorrichtung 10, bestehend aus dem Drückwerkzeug 14 und dem Umformwerkzeug 16, zur Verfügung. Das Steuergerät und das Steuersystem 48 können auch zur Ansteuerung der Wärmezuführungseinrichtung 18 (nicht dargestellt) eingesetzt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Temperatur nur über die Zeit einzustellen.For carrying out the method - metal pressing of the blank - by thepressing tool 14 and - reshaping the cap 22 - forming therim 20 with the formingtool 16 is, as Figure 4 shows, acontrol unit 48 with a control system for controlling theentire device 10, consisting from thespinning tool 14 and the formingtool 16, available. The control unit and thecontrol system 48 can also be used to control the heat supply device 18 (not shown). Another possibility is to set the temperature only over time.

Figur 5 zeigt den hergestellten Behälterboden 30, insbesondere einen Korbbogenboden, nach Rückführung des Niederhalters 26 des Umformwerkzeuges 16.FIG. 5 shows the container bottom 30 produced, in particular a basket bottom, after the return of the hold-down 26 of the formingtool 16.

Durch Vergleich von Figur 5 und Figur 4 ist erkennbar, dass das Auflageelement 28 höhenverstellbar ausgeführt ist.By comparing Figure 5 and Figure 4 it can be seen that thesupport element 28 is designed to be height adjustable.

Die Umformwerkzeuge 18 sind ferner zur Entnahme des Behälterbodens 30 problemlos über Rollen 44 verfahrbar, wie Figur 5 zeigt.The formingtools 18 are also for removing the container bottom 30 easily overrollers 44 movable, as Figure 5 shows.

Das Verfahren und die Vorrichtung eignen sich im besonderen Maße für die Herstellung von Klöpperböden und Korbbogenböden aus Aluminium. Die Herstellung größerer Behälterböden führt zumeist bei abnehmenden Radien r_ki der Krempe 20 dazu, dass Kalotte 22 und Krempe 20 getrennt hergestellt und später - insbesondere durch Schweißverbindungen - wieder zusammengefügt werden. Diese Vorgehensweise erfolgt insbesondere deswegen, weil Spannungen bei einer einteiligen Herstellung zumeist unzureichend vermieden werden können.The method and the device are particularly suitable for the production of dished bottoms and basket sheet aluminum. The production of larger container bottoms usually results in decreasing radii r_{ki of} therim 20 to make thecap 22 and brim 20 separately and later - especially by welded joints - are reassembled. This procedure is particularly because stresses in a one-piece production can usually be avoided insufficient.

Das neue Verfahren und die neue zugehörige Vorrichtung erlauben nunmehr, Behälterböden 30 einteilig unter Wärmezufuhr im Übergangsbereich 32 herzustellen und eine Spannungsrelaxation zu erreichen, insbesondere auch dann, wenn ein abnehmender Radius r_ki zu einer besonders stark ausgeformten Krempe 22 umgeformt werden soll.The new method and the new associated device now make it possible to producecontainer bottoms 30 in one piece with heat supply in thetransition region 32 and to achieve stress relaxation, in particular even if a decreasing radius r_{ki is} to be formed into a particularly pronouncedbrim 22.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

1010

Vorrichtungcontraption

1212

Einspannmittelchuck

1414

Drückwerkzeugspinning tool

1616

Umformwerkzeug (Bördelrolle/Bördelbirne)Forming tool (crimping roller / flare bulb)

1818

WärmezuführungseinrichtungHeat supply facility

18A18A

Ständerelementstand element

18B18B

Basiselementbase element

18C18C

erstes Befestigungselement (Winkel, Länge)first fastening element (angle, length)

18D18D

zweites Befestigungselement (Höhe)second fastening element (height)

18E18E

Medienanschlussmedia connection

18F18F

Brennerburner

2020

Krempebrim

2222

Kalottedome

2424

Bördelrolleflanging

24a24a

Druckrollepressure roller

2626

NiederhalterStripper plate

2828

Auflageelementsupport element

3030

Behälterbodencontainer bottom

3232

ÜbergangsbereichTransition area

4646

MittelpunktFocus

3636

Innenseiteinside

3838

Außenseiteoutside

4646

Rotationstischrotary table

4242

BördelbirneBördelbirne

4444

Rollerole

4646

Rotationsrichtungdirection of rotation

4848

Steuersystem/SteuergerätControl system / control unit

r_wir_wi

Wölbungsradius KalotteBuckling radius calotte

r_kir_ki

Radius KrempeRadius brim

d_kd_k

Durchmesser KalotteDiameter calotte

d_ad_a

NenndurchmesserNominal diameter

Claims (13)

1. A procedure for the metal spinning of an aluminium blank into a curved formed part, i.e. into a receptacle base, in which the blank is clamped around its circumference and a calotte (22) is curved into a free space onto a prespecifiable curvature radius (r_wi), whereby the calotte (22) is then held down while rotating, whereby while heat is simultaneously supplied in a transfer area (32) which is determined by a prespecifiable diameter (d_k) of the calotte (22), a rim (20) with a prespecifiable radius (r_ki) is formed, whereby

   a) the transfer area (32) between the prespecifiable curvature radius (r_wi) of the calotte (22) and the area of the radius (r_ki) to be formed of the rim (22) is formed and heated

   b) at least one heat supply facility (18) is positioned in the transfer area (32) in the direction of rotation (46) in front of a deforming tool (16)

   c) the at least one heat supply facility (18) affects the transfer area (32) from one outer side (38) and/or one inner side (36) of the calotte (22)

   d) the at least one heat supply facility (18) heats the transfer area (32) evenly

   e) with a prespecifiable temperature below stress relaxation, a plastic de formation of the calotte (22) is conducted, with the rim (22) in the transfer area (32) being moulded, and

   f) the prespecifiable temperature is approx. 120°C.
2. A procedure according to claim 1,characterized in that several heat supply facilities (18) are positioned on the transfer area (32) between the calotte (22) and the rim (22).
3. A procedure according to claim 2,characterized in that the heat supply facilities (18) are positioned on the rotating calotte (22) opposite each other.
4. A procedure according to either of claims 2 or 3,characterized in that the heat supply facilities (18) are positioned symmetrically on the rotating calotte (22).
5. A procedure according to any of claims 1 to 4,characterized in that the prespecifiable temperature in the transfer area (32) between the calotte (22) and the rim (22) is set by controlling the at least one heat supply facility (18) and/or by adjusting the distance between the heat supply facility (18) and the surface of the calotte (22) or the rim (22).
6. A procedure according to claim 5,characterized in that an active area of the heat supply facility (18) is set in dependence on the surface of the transfer area (32) to be heated.
7. A device for the metal spinning of an aluminium blank into a curved formed part, i.e. into a receptacle base, which comprises at least one clamping appliance (12) to clamp the blank around its circumference and a movement-controlled spinning tool (14) with a curvature radius (r_wi) for the production of a calotte by curving it into a free space, with one direction of rotation (40), on which the rotating calotte (22) can be heated by at least one stationary heat supply facility (18) and one stationary deforming tool (16), at least in the transfer area (32) of a prespecifiable diameter (d_k), and a rim (20) can be moulded to a prespecifiable radius (r_ki),characterized in that the heat supply facility (18) comprises a stand element (18A), a base element (18B), a first and a second attachment element (18C, 18D) and one media connection (18E) as well as a burner (18F).
8. A device according to claim 7,characterized in that the direction of rotation (46) comprises a spinning table (40) with a support element (28) and a holding-down clamp (26), whereby the support element (28) and the holding-down clamp (26) preferably engage in the central point (34) of the calotte (22).
9. A device according to claim 8,characterized in that the stationary deforming tool (16) comprises a flanged bulb (42), which engages on one inner side (36) of the calotte (22) and a flanged roll (44), which engages on one outer side of the calotte (22).
10. A device according to claim 7,characterized in that the first attachment element (18C) comprises a first facility for setting an angle and a distance of the burner (18F) opposite the calotte (22).
11. A device according to claim 7,characterized in that the second attachment element (18D) comprises a second facility for adjusting a height of the burner (18F).
12. A device according to any one of claims 7 to 11,characterized in that with the aid of the first and/or second facility, any arrangement, preferably a right-angled arrangement, of the burner (18F) opposite the transfer area (32) can be set in a manner which can be subsequently adjusted.
13. A deice according to any one of claims 7 to 12,characterized in that the heat supply facility (18), in particular, the burner (18F), can be operated with a combustible material, such as gas or oil.

Images