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Verschlussdeckel für eine kreisförmige Behälteröffnung und Verfahren zu seiner Herstellung
Die Erfindung betrifft einen Verschlussdeckel für eine kreisförmige Behälteröffnung, z. B. an Druck- kochtöpfen, bestehend aus einer elastischen, biegsamen, kreisförmigen Metallplatte, welche unter der
Wirkung von inneren Spannungen in Abwesenheit von äusseren Kräften eine verzogene Gestalt annimmt, die etwa nach einer Zylinderfläche gewölbt ist und deren Projektion im wesentlichen eine Ellipse ist, deren Nebenachse kleiner und deren Hauptachse grösser als der Durchmesser der Behälteröffnung ist, und welche unter der Einwirkung von äusseren Kräften eine kalottenähnliche Gestalt annimmt, in der sie die
Behälteröffnung verschliesst.
Die bekannten Verschlussdeckel der angeführten Art hatten den Nachteil, dass zu ihrer Überführung aus dem verzogenen in den unverzogenen Zustand eine grosse Kraft erforderlich war. Insbesondere konnten Frauen die zum Schliessen des Deckels eines Druckkochtopfes erforderliche Kraft oft nur schwer auf- bringen.
Die Erfindung bezweckt vor allem diesen Nachteil zu beseitigen und einen Verschlussdeckel der vor- stehend beschriebenen Art zu schaffen, der mit einer geringen Kraft aus dem verzogenen in den unverzo- genen, wirksamen Zustand überführt werden kann. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die inneren Spannungen im wesentlichen nur in einem ringförmigen äusseren Teil vorhanden sind.
Weiters bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemässen Ver- schlussdeckels. Dieses Verfahren zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass zur Herabsetzung der Kräf- te, die erforderlich sind, um den Verschlussdeckel aus der verzogenen Form in die kalottenähnliche Ge- stalt zu bringen, im wesentlichen nur im äusseren ringförmigen Teil des Verschlussdeckels innere Span- nungen hervorgerufen werden.
Im einzelnen wird hiezu die Metallplatte in eine gewölbte Gestalt gebracht, welche in bezug auf ihre, die dem Behälterinneren abgewendete Fläche des Deckels bildende Aussenfläche einen mittleren konkaven Teil und einen äusseren, ringförmigen konvexen Teil aufweist, worauf sodann die inneren Span- nungen erzeugt werden, welche verursachen, dass die geformte Metallplatte die verzogene Gestalt an- nimmt.
Zur Erzeugung der inneren Spannungen bzw. der verzogenen Gestalt wird dabei die Metallplatte ge- reckt und sodann der zentrale Teil in die andere Richtung gewölbt und damit von den inneren Spannungen befreit.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes und einer Vor- richtung zu seiner Herstellung sowie ein bekannter Deckel dargestellt. Fig. 1 zeigt im Schaubild einen
Druckkochtopf mit einem erfindungsgemässen Deckel. Fig. 2 einen Axialschnitt durch den Druckkocttopf nach Fig. 1, Fig. 3 im Schaubild den vom Druckkochtopf abgenommenen Deckel in seinem verzogenen
Zustand, Fig. 4 den Deckel im Schnitt längs der Nebenachse des verzogenen Deckels, Fig. 5 einen längs der Hauptachse des Deckels geführten Schnitt und Fig. 6 einen längs eines Durchmessers geführten Schnitt durch den Deckel in einem Zwischenstadium seiner Herstellung. Fig. 7 zeigt schematisch die Vorrichtung zur Verformung des in Fig. 6 gezeigten Deckels.
Die Fig. 8 und 9 geben schematisch im Querschnitt bzw. in der Draufsicht einen bekannten Deckel in einem Zwischenstadium seiner Herstellung wieder. Schliess- lich zeigt Fig. 10 einen erfindungsgemässen Deckel in einer der Fig. 9 ähnlichen Darstellung.
Der in Fig. 1 dargestellte Druckkochtopf 10 besteht aus dem eigentlichen Topf 12, der aus Aluminium, korrosionsfreiem Stahl od. dgl. hergestellt sein kann und zylindrisch ausgebildet ist, wobei ein im Durch- messer kleinerer oberer Teil 14 in einem einwärts und abwärts umgebördelten Wulst 16 endigt, der die
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Öffnung 17 des rcpfes begrenzt. Der Wulst ist im Querschnitt kreisförmig. In dem Wulst ist ein elastischer Dichtungsring 18 befestigt, der aus synthetischem Gummi od. dgl. besteht und eine Sitzfläche bildet. Die Unterseite des Ringes liegt frei und bildet einen im wesentlichen ebenen, kreisformigen Sitz 20, an dem der Deckel 22 in seinem wirksamen, unverzogenen Zustand zur Anlage kommt.
Zu seiner Verstärkung ist der Deckel mit einem an der Dichtung angreifenden Wulstrand 23 versehen.
An dem Topf ist in üblicher Weise ein Griff 24 angebracht. Er besitzt einen Teil 26 aus Holz oder Kunststoff, der von einer Befestigungsstange 28 durchsetzt ist, mit der der Teil 26 an einer Grifftülle 30 aus Metall befestigt ist, die ihrerseits z. B. durch Punktschweissung an dem Topf befestigt ist.
Zur Überführung des Deckels 22 aus seinem verzogenen in seinen unver-ogenen wirksamen Zustand und umgekehrt ist an dem Deckel eine Deckelgriffstange 32 befestigt, an deren äusserem Ende ein Dek-
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einer Schraube 36 befestigt, die eine Mittelöffnung 38 in dem Deckel durchsetzt und in ein zylirdri- bches Element 40 eingeschraubt ist, das an der Deckelstange 32 befestigt bzw. um sie herumgegossen ist. Das Element 40 ist innen mit einer Kammer 4 versehen, die mit einem aufrechtstehenden Rohr 44 verbunden ist, auf der ein Druckregelgewicht 46 abnehmbar sitzt. An dem Element 40 ist ein Manometer 48 angebracht. Der Deckel ist mit einer Überdrucksicherung, z. B. in Form des elastischen Stöpsels 49 (Fig. 2) versehen.
Die Deckelgriffstange 32 und der Deckelgriff 34 dienen zum Einsetzen des Deckels in den Topf und zum Herausnehmen des Deckels aus demselben, sowie zum Drücken des Deckels in die Verschlusslage, in der er an dem von dem Ring 18 gebildeten Sitz 20 anliegt. Diese Bewegung und Form Veränderung wird durch eine Schwenkbewegung des Deckelgriffes 34 und der Deckelgriffstange 32 hervorgerufen. Die Schwenkbewegung erfolgt um eine Gelenkpfanne 50, die schwenkbar das ballige untere Ende 52 eines Gelenkzapfens 54 aufnimmt, der mittels des Teiles 56 an der Deckelgriffstange befestigt ist. Die Gelenkpfanne 50 ist in einem pfawenstück 58 ausgebildet, das an der Oberseite der Griff tülle 30 befestigt ist. Der Deckel kann z.
B. durch einen Riegel 60, der auf der Stange 32 drehbar gelagert ist und den Griff 24 mit einem ha' : erförmigen äusseren Teil 62 untergreift, in seiner Lage gehalten werden.
Im verzogenen Zustand (Fig. 3) hat der Deckel eine Hauptachse 66, die im wesentlichen rechtwinkelig zu dem Griff verläuft, und eine Nebenachse 68, die im wesentlichen mit dem Griff 26 fluchtet.
Die Hauptachse ist länger und die Nebenachse kürzer als der Durchmesser der Topföffnung 17. Infolgedessen kann der Deckel in der Richtung seiner Hauptachse durch die Öffnung eingeführt werden, bis sein vorderer Rand die Innenwandung des Topfes berührt. Dann kann der Deckel so geneigt werden, dass sein Rand vollständig in den Topf gelangt und unterhalb des Sitzes 20 zu liegen kommt. Durch Anheben des mittleren Teiles des Deckels wird er jetzt durch den im Durchmesser kleineren Teil 14 des Topfes in die in Fig. 2 gezeigte Lage geführt, in der der Wulstrand 23 an dem Sitz 20 anliegt (Fig. 2).
Um den Deckel in diese Lage zu heben, wird das ballige untere Ende 52 des Gelenkzapfens 54 in die Pfanne 50 eingesetzt und es werden die Griffe 26 und 34 gegeneinandergedrückt, so dass auf den mittleren Teil des Deckels eine aufwärtsgerichtete Kraft ausgeübt wird. Dann wird der Deckel durch Verschwenken des Riegelhakens 60 in seine Riegelstellung festgelegt.
In dem in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigten unbelasteten Zustand des Deckels sind die inneren Spannungen im Gleichgewicht. Nach dem Einsetzen des Deckels in den Behälter wird ersterer an diametral entgegengesetzten Teilen seines Umfangrandes mit dem Sitz 20 in Berührung gebracht. Darauf werden die Griffe 26 und 34 gegeneinander gedrückt, so dass der mittlere Teil des Deckels angehoben wird, wobei das Ausmass, in dem die diametral entgegengesetzten Teile des Deckels mit dem Sitz 20 in Berührung gebracht werden, fortschreitend zunimmt.
Während der Deckel gegen die Dichtung gezogen wird und sich dabei der symmetrischen, unverzogenen Gestalt nähert, in der er die Topföffnung vollständig verschliesst, nimmt die Kraft, die erforderlich ist, um den Rand des Deckels zur Anlage an die Sitzfläche zu bringen, fortschreitend ab, bis schliesslich der Deckel in seine Verschlusslage springt.
Zur Herstellung eines erfindungsgemässen Verschlussdeckels dient die in Fig. 7 dargestellte Vorrichtung. Der Rohling 70 wird an seinem Umfangsrand zwischen ringförmigen Klemmstücken 72 und 74 festgeklemmt, von denen das eine, z. B. 72, beweglich ist und das andere an einer Grundplatte 76 befestigt werden kann. In dem Klemmstück 74 ist eine kreisförmige Auflage 78 aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, angeordnet, die eine ebene Oberseite 80 hat, auf der die Unterseite des Rohlings 70 aufliegt.
Die Vorrichtung weist weiters eine Patrize 82 auf, die eine gewölbte Oberfläche 84 besitzt. Die Fläche 84 der Patrize 82 hat einen nach unten gewölbten mittleren Teil, der sich über einen mit"A"be-
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zeichneten Durchmesser erstreckt, sowie einen entgegengesetzt gekrümmten, ringförmigen äusseren Teil mit der Breite B.
Nach seiner Verformung durch die Patrize 82 hat der Rohling den in Fig. 6 gezeigten Querschnitt.
Dort ist ein Deckelelernent 88 in einem Zwischenstadium seiner Herstellung gezeigt, u. zw. vor dem Verziehen. Der Deckel in Fig. 6 ist jedoch bereits mir dem Umfangwulst 23 versehen. Fr entspricht in seiner Form der Fläche 84 und weist infolgedessen einen nach unten gewölbten mittleren Teil 90 mit einem Durchmesser A und einen entgegengesetzt gekrümmten ringförmigen äusseren Teil 92 mit der Breite B auf.
Der Deckel stellt eine Rotationsfläche dar.
Zur Fertigung des Deckels wird er auf seiner ganzen Fläche um kleine Teilbeträge gereckt. Dabei nimmt der vorher konkave mittlere Teil dauernd eine konvexe Form an, so dass dieser Teil von inneren Spannungen befreit wird, während in dem ringförmigen äusseren Teil die Spannungen bleiben.
Wie in Fig. 10 schematisch dargestellt ist, weist der so erhaltene Deckel innere Spannungen nur in seinem ringförmigen äusseren Teil auf. Nach dem Verziehen sind in dem mittleren Teil praktisch keine inneren Spannungen mehr vorhanden, die bei der Überführung des Deckels aus seinem verzogenen in den unverzogenen, wirksamen Zustand überwunden werden müssen, sondern es müssen nur die in dem ring- förmigen. äusseren Teil 92 vorhandenen inneren Spannungen überwunden werden. Diese Spannungen sind für einen kleinen Sektor 94 schematisch angedeutet.
Dieser Deckel unterscheidet sich deutlich von dem bekannten Deckel 96, der in den Fig. 8 und 9 in einem Zwischenstadium seiner Herstellung dargestellt ist. Der Deckel 96 ist insgesamt schalenförmig ausgebildet. Wenn er zum Zweck des Verziehen gerecht wird,'verden in ihm auf seiner ganzen Fläche innere Spannungen hervorgerufen, wie für den Sektor 98 schematisch angedeutet ist.
Der dauernd spannungsfreie mittlere Teil kann einen ziemlich beträchtlichen Teil des erfindungsgemässen Deckels ausmachen. Bei einem Deckel von etwa 17, 8 cm kann der mittlere Teil einen Durchmesser von etwa 11, 4 cm haben. In dem in Fig. 6 dargestellten Zwischenstadium seiner Herstellung kann die Gesamthöhe des Deckels etwa 8 mm und die Tiefe des eingewölbten mittleren Teiles etwa 3, 2 mm betragen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verschlussdeckel für eine kreisförmige Behälteröffnung, z. B. an Druckkochtöpfen, bestehend aus einer elastischen, biegsamen, kreisförmigen Metallplatte, welche unter der Wirkung von inneren Spannungen in Abwesenheit von äusseren Kräften eine verzogene Gestalt annimmt, die etwa nach einer Zylinderfläche gewölbt ist und deren Projektion im wesentlichen eine Ellipse ist, deren Nebenachse kleiner und deren Hauptachse grösser als der Durchmesser der Behälteröffnung ist, und welche unter der Einwirkung von äusseren Kräften eine kalottenähnliche Gestalt annimmt, in der sie die Behälteröffnung verschliesst, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Spannungen im wesentlichen nur in einem ringförmigen äusseren Teil vorhanden sind.