BG62278B1 - Метод и устройство за допълнителна обработка на затварящкапак от метален лист - Google Patents

Description

Област на приложение

Настоящото изобретение се отнася до метод и устройство за допълнителна обработка на капак от метален лист, по-специално валцувания му край, предназначен за консервни кутии, съдържащи течности или други.

Предшестващо състояние на техниката

Подобен капак е известен от US 3 441170. Неговият радиус на кривината намалява в дебелина от вътрешната страна на капака, оформяйки ръб (щанцован ръб). По този начин се образува един вид шарнирна връзка между вътрешното рамо на жлеба и централната панелна част, ограничаваща издуването на капака към централната панелна част така, че да се намали теглещата сила, действаща радиално навътре, върху вътрешната стена на капака. При тази връзка по-силно издутата от увеличеното вътрешно налягане централна част се завърта към централната стена така, че да не въздейства или слабо да въздейства на последната по отношение на вертикалното й положение.

ЕР 88 968 А1 описва подобен начин, при който, започвайки от радиалния вътрешен край на радиуса на кривината, листът метал, от който е направен капакът, е външно деформиран в областта на радиуса на кривината от силата на налягането така, че материалът на капака се огъва радиално навън или навътре от областта на този радиус на кривината. В областта на деформацията се образува изравняване на външната страна от радиуса на кривината, където по-голямата част от това изравняване става в равнина, перпендикулярна на геометричната ос на капака или в конична равнина, наклонена навън и надолу. Това служи и за увеличаване устойчивостта на капака към издуване. Поради радиалното изкривяване на материала навътре, налягането е приложено към издутата навън централна панелна част, оформяйки свободно издуване (свободно куполообразуване на централната част), докато материалът, изкривяващ (издуващ) се ради ално навън, постоянно извърта вътрешното рамо на жлеба с U-образно напречно сечение от неговото първоначално, наклонено положение до положение, което е повече цилиндрично или паралелно на оста на цилиндъра (постоянно отклонение на вътрешното рамо). И при двата известни начина областта, деформирана чрез щамповане, се уякчава постоянно от студената обработка (работно уякчаване). И в двете описани дотук решения се стремят да предизвикат увеличено издуване на централната панелна част (куполообразуване). Въпреки това, ако напълнени консервни кутии с толкова силно издут капак се пастьоризират, например поставени са наопаки, последвалото издуване би ги накарало да се наклонят и да паднат.

Задачата на изобретението е да се промени капакът по метод, включващ предхарактеризиращата част на претенция 1 по такъв начин, че издуването на центъра на капака да бъде силно намалено и освен това да може да бъде изместено контролируемо известно количество материал от крайната част на капака, за да се увеличи устойчивостта към налягането.

Техническа същност на изобретението

Задачата е решена чрез метод съгласно претенции 1 и 2, респективно чрез устройство, съгласно претенция 9.

С тази цел пръстеновидната околовръстна област, оформена при допълнителната обработка, придружена с намаляване на дебелината, се намира радиално вътрешно на действителния радиус на кривината. Това означава, че почти никакъв материал не се измества в централната панелна част, а само от нейната крайна част навън, през радиуса на кривината и, много рядко, в радиално вътрешното рамо на U-образния вътрешен жлеб. Процесът на изместването се постига преди всичко чрез ъгъла, образуван и определен от щамповащите области, действащи върху пръстеновидната област. Този ъгъл се образува между щамповащите повърхности на щамповащия инструмент или щамповащата матрица, действащи външно върху капака, и една равнина, разположена перпендикулярно на геометричната ос на капака. Щамповащата повърхнина на долния щамповащ инструмент или щамповащата матрица е, за предпочитане, паралелна на равнината, разположена перпендикуляр2 но на геометричната ос на капака, което означава, че посоченият ъгъл съществува и между щамповащите повърхности. Този ъгъл трябва да бъде значително по-голям от 0°, и във всички случаи по-малък от 90°.

За предпочитане е ъгълът да бъде между 2°-15°.

Променената по този начин форма на капака го прави стабилен, когато се намира в обърнато положение, дори при увеличено вътрешно налягане, без да се пренебрегва предимството на по-правилното вертикално ориентиране на вътрешното рамо на жлеба.

За правилното центриране на капака, може да се използва пръстеновиден държач с формата на пръст в напречно сечение, центриран в U-образния жлеб по време на стъпката на щамповане, без да бъдат упражнявани деформиращи сили върху вътрешния жлеб.

Такъв пръстоподобен пръстеновиден инструмент може да бъде използван за прилагане на контролирано изтеглящо налягане в приблизително успоредна на оста на капака равнина върху дъното на вътрешния жлеб. Едновременно със/или по време на последната фаза на стъпката на щамповане материалът се измества навън така, че да се поддържа изтичането на материала радиално навън през радиуса на кривината, и същевременно да се натегне външното рамо на U-образния жлеб и да се приведе по-точно в желаното вертикално положение.

Съгласно изобретението листът метал, образуващ капак, се притиска в пръстеновидната околовръстна област така, че в тази област дебелината на листа постоянно намалява от точка с най-малка остатъчна дебелина радиално във външна посока. В деформируемата област остатъчната дебелина следователно се променя радиално навън, т.е. във формата на прав клин, като долната страна се намира в равнина, стояща перпендикулярно на геометричната ос на капака, а горната страна се намира върху права конична повърхност.

Доказано е, че е подходящо да се добави и втора стъпка на обработка. По време на тази стъпка материалът на капака в пръстеновидната област - сплескана и деформирана по време на първата стъпка, леко се изравнява, но все пак без изтласкване на значително количество материал. Това обаче се прави само в една част, а именно в радиално външната част на пръстена, граничеща с радиуса на кривината. От това следва ново намаление на радиуса на кривината, което естествено допринася за увеличаване устойчивостта на капака към издуване. Ако, благодарение на първата стъпка на щамповане, незначителна част от премахнатия материал се премахва радиално навътре, то втората стъпка на обработване изравнява слабото куполообразуване в централната част, което би могло да се образува, и създава в голяма степен правилното опиране на радиално вътрешната стена на вътрешния жлеб към долния формуващ инструмент. Радиално вътрешната преграда, втвърдена при деформацията благодарение на заклинващия и изравняващия ефект на инструмента, предпазва от това друга част от материала от една локална област да бъде изместена или прехвърлена навътре по време на изравняването (около втвърдената от деформацията преграда).

Съответно, изравняващата стъпка изпълнява само стриктно геометрично формираща работа, която се отнася до подобреното разположение на вътрешното рамо на вътрешния жлеб.

В US А 4 354 784 (Westphal) е описана безстружково нарязана назъбена линия върху метален капак, която е различна от изобретението. Тази насечена линия минава близо до вертикалната вътрешна стена на капака и се прави чрез инструмент с плоска средна част и две наклонени външни части (кол.4, първи параграф). Чрез този трапецовиден инструмент - уред се прави контур от насечена линия, което намалява опасността от изпадане на метални стружки при разкъсването. Липсата на стружки се постига, като се полага твърдо насечената линия чрез постоянно изместване на материал от централната част към двете страни (радиално навън и радиално навътре). Изместване на материала само едностранно не може да бъде постигнато с описания инструмент.

Друг аспект - предпазването на детските езици от порязване, е застъпен в DE-A-23 03 943. Тук се цели да се избегне опасността от порязване на езика, когато детето облизва дебелия пласт пудинг, останал върху долната страна на капака. За тази цел се предлага Sобразна тройно предпазваща сгъвка, която същевременно се обикаля и се получава чрез огъването на една следваща вертикална част от стената. Като предварителна стъпка на процеса на прегъване се използва част от инструмент (фиг. 14), който има пръстеновиден долен изрез и плоско издадена пръстеновидна повърхност, който в една област (означена с 45) постига намаляване на дебелината на материала на металния капак. Материалът, изместен радиално вътрешно от посочената зона чрез тази стъпка на щамповане, води до промяната на наклона на гореспоменатата вертикална част от стената, което впоследствие оформя S-образната предпазваща сгъвка. Премахване на материал само радиално външно тук не се предлага или предполага.

Описание на приложените фигури

Изобретението е пояснено подробно с помощта на приложените примерни изпълнения и фигури, където:

фигура 1 показва детайлно, в перпендикулярно сечение, съдържащо ос 16 на капака, инструментите, необходими за осъществяване на метода за допълнителна обработка на капак от листов метал съгласно изобретението;

фигура 2 - капака от листов метал, допълнително обработен съгласно изобретението, в подобно на фиг.1 изображение;

фигура 3 - модификация на инструмента за осъществяване на друго примерно изпълнение на метода;

фигура 4 - показва инструментите за друга стъпка от метода, следваща стъпката на допълнителна обработка, показана на фиг.1 или 2;

фигура 5 - едно изображение, подобно на това от фиг.2, капак, преминал през двете стъпки на обработка, съгласно фиг.1 и 4.

Примери за изпълнение на изобретението

Капакът 1 е формуван както обикновено от кръгла листова плоскост, така че има извита централна панелна част 10, която преминава по радиус R1 на кривина 11 в право вътрешно рамо 13 на жлеб 12, U-образен в напречно сечение. Неговото външно рамо 14 оформя вътрешната стена на капака (непоказана), която е съединена с ръба на капака. Ръбът може да бъде развит по различни начини, но найчесто е сгънат (фалцов) ръб.

Обработеният по този начин капак се поставя между щамповащите инструменти 2 и 4. Щамповащият инструмент 2 има щамповаща повърхност 3, приблизително перпендикулярна на геометричната ос 16 на капака. Щамповащият инструмент 4 е подвижен спрямо щамповащия инструмент 2 по стелка 15, като на долната му страна, във външната област, има пръстеновиден ръб, оформен от стъпалото 5, чиято щамповаща долна страна 6 образува предварително зададен ъгъл 25 спрямо щамповащата повърхност 3 на инструмента 2. Този ъгъл е забележимо по-голям от 0° и по-малък от 90°. За предпочитане е той да бъде между 2° и 15°. Щамповащият инструмент 4,5 е поддържан срещу матрица 7, срещу която на показания пример е подпрян чрез пружина 9 пръстеновиден долен държач 8, който е пръстоподобен в напречно сечение и взаимодейства (зацепва) центриращо с U-образния жлеб 12 на капака.

Фиг. 1 показва щамповащите инструменти в положение, което те приемат в края на процеса на пресуване или щамповане.

Поради допълнителната обработка на капака, материалът на централната панелна част 10 на листовия капак се пресува в пръстеновидна околовръстна област 20, която граничи радиално вътрешно с кривината lie радиус R1. В този случай самата кривина lie до голяма степен незасегната от пресоващата операция, но не и от ефекта й по отношение на изместения навън материал. Материалът, изместен по време на пресоването, изтича контролируемо радиално навън и през кривината 11 към направляващото вътрешно рамо 13 на жлеба 12.

Благодарение на тази обработка, се получава минимална остатъчна дебелина на разстояние, от кривината 11, надхвърлящо ширината на околовръстната лента 24, която дебелина е обозначена чрез положенията на инструментите на фиг.З с позиция 28. Тя може да бъде, например 65%. Намаляването на дебелината става радиално навън, за предпочитане през 22 равномерно и непрекъснато така, че остатъчната дебелина 29 се променя радиално навън безстепенно до нормалната дебелина на листовия материал в областта на кривината 11.

Стъпката на изтичане дори се улеснява, когато долният държач 8 е подпрян твърдо към матрицата 7 през частта 8а, като аксиал4 ната дължината 27 на центриращия пръстеновиден държач 8 е оразмерена така, че в края на стъпката на щамповане да се упражни предварително зададено налягане през държача 8 върху дъното на жлеба 12. В резултат на това, изтичането на материал от пръстеновидната област 20 през кривината 11 значително се улеснява и радиално вътрешното рамо 13 на U-образния жлеб 12 се поддържа едновременно под изтеглящо напрежение и се ориентира.

Устойчивостта на деформация на профила на ръба може значително да се увеличи, когато гореописаната стъпка на обработка (щамповане) според фиг.1 или 3 бъде последвана от втора стъпка на обработка (изравняване) съгласно фиг. 4. Тук се използват инструменти, подобни на тези при първата стъпка на обработка, но горната щамповаща матрица 31 има щамповащо ребро, чиято ефективна изравняваща повърхност се простира по същество перпендикулярно на оста 16 на капака така, че по време на изравняването материалът се оформя геометрично между две равнини и щамповащи повърхности, простиращи се перпендикулярно на оста 16. Освен това, изравняването се ограничава само до една част от пръстеновидната лента, която е била пресована преди това, а именно частта, която се допира до кривината и има най-голяма остатъчна дебелина (например между 100 и 70%). Щамповащият инструмент 31 е опрян към матрицата 30, срещу който е опрян и центриращ поддържащ инструмент 34, пръстообразен в напречно сечение. Последният може също да бъде подпрян директно чрез частта 33, както е показано на фиг.4.

Изтеглящото действие на инструмента 34 е същото, както на държача 8 от фиг.З.

По време на това изравняване радиусът R2 на кривината 11 се намалява в сравнение с радиуса R1 (фиг.2). Намаляването на радиуса на кривината и геометричното дооформяне на пресованата област води до увеличаването здравината на рамото чрез чисто очертаване на профила на ръба без допълнително уякчаване на материала.

Първоначалната (оригинална) остатъчна дебелина на листа в радиално външната област на пръстеновидната лента (отбелязана на фиг.З с 29) намалява незначително в 40, но е оформена геометрично. Външната повърхност, първоначално простираща се конично над ця лата ширина 24 на пръстеновидната лента 20, се оформя чрез деформацията в една плоска област 35, която е по-малка от ширината 24 на пръстеновидната лента 20 и е перпендикулярна на геометричната ос 16 на капака. Останалата част от лентата 20 запазва наклона си, отговарящ на ъгъл 25 на първата стъпка на щамповане. Центрирането по време на втората стъпка, съгласно фиг.5 може да бъде извършено съгласно фиг.1, т.е. с подпружинен центриращ инструмент. Все пак, за предпочитане е центриращ инструмент, изпълнен съгласно фиг.4, с помощта на която рамото 13 на U-образния жлеб 12 може да бъде подложено на напрежение на границата на провлачане (пластичност).

Claims (10)

1. Метод за допълнителна обработка на капак от метален лист за консерви за напитки или други подобни, по-специално на прегънатия му край, при който капакът се щанцова от плосък лист метал и се формува между формуващи инструменти, за да придобие централна панелна част (10), която преминава в радиално вътрешна стена (13) на вътрешен жлеб (12), включващ и ръба на капака, през радиус на кривина (R1,R2), и, при който за допълнителна обработка материалът на листа на капака в областта на радиуса на кривината се довежда до изтичане под действие на формуващото налягане за намаляване дебелината на листа, характеризиращ се с това, че за допълнителна обработка материалът на листа на капака в една пръстеновидна лентова област (20,24) на централната панелна част (10), граничеща по същество радиално с радиуса на кривина (R1,R2), се довежда до изтичане в посока към вътрешния жлеб (12), като за тази цел се притиска между повърхнина (3) на формуващ инструмент, ориентирана перпендикулярно на оста (16) на капака, и повърхнина (6) на формуващ инструмент, отклоняваща се радиално навън от повърхността (3) във вид на клин (25).

2. Метод за допълнителна обработка на капак от метален лист за консерви за напитки или други подобни, по-специално на прегънатия му край, при който капакът се щанцова от плосък лист метал и се формува между формуващи инструменти, за да придобие централ на панелна част (10), която преминава в радиално вътрешна стена (13) на вътрешен жлеб (12), включващ и ръба на капака, през радиус на кривина (R1,R2), при който за допълнителната обработка материалът на листа на капака, в областта на радиуса на кривината, се довежда до изтичане под действие на формуващото налягане за намаляване дебелината на листа, характеризиращ се с това, че за допълнителна обработка материалът на листа на капака в една пръстеновидна лентова област (20,24) на централната панелна част (10), граничеща по същество радиално на радиуса на кривината (R1,R2), се довежда до изтичане, така, че в пръстеновидната лентова област (20,24) на централната панелна част (10) редуцирането на дебелината на листа (28,29) постоянно (21,22,25) намалява от една точка на най-малка остатъчна дебелина (21) радиално навън в посока към вътрешния жлеб (12).

3. Метод съгласно претенции 1 и 2, характеризиращ се с това, че едновременно с намаляването на дебелината на листа на пръстеновидната лентова област (20) на централната панелна част (10), върху дъното на жлеба (12) се упражнява едно налягане, напрягащо на опън радиално вътрешната стена (13) на жлеба (12) в посока към оста (16) на капака, така че да поддържа изтичането на материала от пръстеновидната лентова област (20,24) през радиуса на кривина (R1,R2), както и да подпомага натягането и ориентирането на радиално вътрешната стена (13) на жлеба (12).

4. Метод съгласно една от предходните претенции, характеризиращ се с това, че по време на изтичането (пресуването), материалът се измества контролируемо радиално навън през кривината (11,R1,R2) към вътрешното рамо (13) на жлеба (12).

5. Метод съгласно коя да е от предходните претенции, характеризиращ се с това, че след изтичането на материала на капака в пръстеновидната лентова област (20,24) на централ ната панелна част (10), радиусът на кривината (R1,R2) се намалява по размер чрез изравняване (35,40) на пръстеновидната лентова област (20,24) или на част от нея.

6. Метод съгласно претенция 5, характеризиращ се с това, че по време на изравняването се пресува (35,40), само областта,лежаща в близост до радиуса на кривина (R2) на пръстеновидната лентова област, която включва по-голямата остатъчна дебелина (29).

7. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че се прилага пресово усилие върху дъното на жлеба (12) след намаляване радиуса на кривината (R1,R2) чрез изравняване (35,40) на пръстеновидната лентова област (20,24) или на част от нея.

8. Метод съгласно претенция 1 или 2, характеризиращ се с това, че се прилага пресово усилие върху дъното на жлеба (12), докато се намалява радиусът на кривината (R1,R2) чрез изравняване (35,40) на пръстеновидната лентова област (20,24) или на част от нея.

9. Обработващо устройство, включващо комплект от инструменти (2,4), който притежава един контур (5,6) и един противоположен контур (3) в пръстеновидна лентова област (20,24), която непрекъснато (21,22,25) се увеличава (29) радиално навън от една точка на минимално разстояние (28) между контура (5, 6) и противоположния контур (3), а радиално навътре така е оформена, че почти никакъв материал в тази посока да не се измества.

10. Устройство съгласно претенция 9, характеризиращо се с това, че пръстеновиден долен държач (8,34), насочен подобно на пръст от инструмента (4) с контур (5,6) към инструмента (2) с противоположен контур (3), е разположен извън посочените контури на комплекта инструменти (2,4).