Verfahren zum Befestigen eines mit mindestens einer Öffnung versehenen Aufreisslappens an einem Wandteil eines Metallbehälters, gemäss diesem Verfahren hergestellter Metallbehälter und Pressanlage zur Durchführung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eines mit mindestens einer Öffnung versehenen Aufreisslappens an einem Wandteil eines Metallbehälters ohne Zerstörung der Kontinuität dieses Wandteils, insbesondere für Ess-und Trinkwa.- ren, bei welchem Verfahren im Wandteil ein hohler Vorsprung gebildet wird, der durch eine Öffnung im Aufreisslappen durchgesteckt und anschliessend derart deformiert wird, dass Teile des Vorsprunges den Rand der Öffnung überlappen,
sowie einen nach die sem Verfahren hergestellten Metallbehäiter mit Aufreisslappen und eine Pressanlage zur Durchführung des Verfahrens.
Die Erfindung bezweckt. die Schaffung eines Verfahrens,, welches nicht irgendwelche Befestigungsmit- tel benötigt und daher die Kontinuität des Bleches nicht beeinträchtigt.
Früher wurden Hohlnieten verwendet, um ein mit mindestens einer Öffnung versehenes Metallglied mit einem ändern Metaügl. ied zu verbinden, wobei jedoch bei derartigen Niet-Verbindungen die Nieten zum Zwecke ihrer axialen. STauchung durch Schläge oder Druckanwendung gekürzt und das Metall, welches die Nietwände bildet, umgekrempelt wurde. Wenn bei eine Aluminiumbebälter mit dünner Wandung der- art vorgegangen wird, so entsteht beim Umkrempeln der Niete, die Gefahr, dass die Nietverbindung weich und die Luftdichtheit des Behälters in Frage gestellt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man zum Deformieren des Vorsprunges unter mindestens annähernder Belassung seiner axialen Länge dessen Abschlussquerwand zu sammenpresst und damit das Material dieser Querwand zum Fliessen und zum Bilden eines Böndelran- des bringt, welcher sich rund um den Rand der Öffnung des Aufreisslappens erstreckt.
Die Erfindung umfasst weiter einen nach dem Verfahren hergestellten Metallbehälter mit Aufreisslappen.
Die Pressanlage zur Durchführung des Verfah- rens zeichnet sich dadurch aus, dass zum Formen einer, in ihrer Dicke derjenigen des Aufreisslappens entsprechenden Abschlussquerwand des Vorsprunges Presswerkzeuge und zum Zusammenpressen dieser Wand ein Stempel angeordnet sind, wobei eines der als Amboss ausgebildeten Werkzeuge zum Einführen in den hohlen Vorsprung und zum Abstützen der in neren Abschlussquerwand vorgesehen ist, zum Zwecke, das Material der Abschlussquerwand durch Schlagbeanspruchung nach aussen zu bewegen und um einen einteiligen, nach aussen gerichteten, um- grenzenden.
Bordelrand zu bilden und damit die die Öffnung in diesem Aufreisslappen festlegende Rand- partie zu erfassen und zwischen dem Lappen und de. m Wandteil eine Verbindung zu schaffen.
Die Erfindungen werden anschliessend anhand von in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt :
Fig. 1 in perspektivischer Darstellung als Ausschnitt einen Oberteil einer Dose mit Deckel,
Fig. 2 eine Aufsicht auf den Deckel der Dose gemäss Fig. 1 mit dem Muster der Kerblinien,
Fig. 3 eine Aufsicht auf den Deckel nach dem ersten Verfahrensschritt, bei dem eine angekerbte Verliefung in den Deckel geformt ist,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus einem Meridianr schnitt durch eine Vertiefung mit den beiden sie er zeu, genden Presswerkzeugen, gemäss Linie 4-4 der Fig. 1,
Fig. 5 eine Aufsicht auf einen Deckel, nachdem aus der gekerbten Vertiefung eine steilschultrige Warze geformt wurde,
Fig.
6 im Schnitt einen vergrösserten Ausschnitt , durch die Presswerkzeuge zum Pressen, der Warze gemäss Linie 6-6 der Fig. 5,
Fig. 7 einen Ausschnitt in perspektivischer Dar- stellung aus dem untern Presswerkzeug gemäss Fig. 6,
Fig. 8 eine Aufsicht auf den Deckel nach dem Kerben, mit der steilschultrigen Warze am massgebenden Ende des Aufreissstreifens,
Fig. 9 eine vergrösserte schematiscbe Darstellung, aus welcher der Vorgang des Kerbens des Deckels mittels eines Kerbwerkzeuges hervorgeht,
Fig. 10 eine Aufsicht auf einen Lappen aus Blech, welcher zum Anbringen an einen Aufreissstreifen vorgesehen ist,
Fig. 11 einen Ausschnitt aus Fig.
10 im Schnitt nach Linie 11-11 mit geformtem Rand im Lappen, welcher die Öffnungskante des. Lappens umfasst und verstärkt,
Fig. 12 einen Ausschnitt im Schnitt mit auf den Deckel aufgeschobenem Lappen, wobei die steil schultrige Warze auf dem Deckel sich durch die Öffnung des Lappens erstreckt und das Presswerkzeug zu deren Spreizung ersichtlich ist,
Fig. 13 eine der Fig. 12 ähnliche Lage, in welcher das obere Presswerkzeug gegenüber der Fig. 12 abge- senkt ist und den Lappen gegen den Deckel presst,
Fig. 14 eine Lage analog Fig.
13, jedoch in fort geschrittenem Stadium, in welchem das obere Presswerkzeug die steilschultrige Warze durch Überspreizen in ineinandergreifende Verbindung mit dem Lappen bringt,
Fig. 15 eine der Fig. 2 ähnliche Figur mit anderer Ausbildung der steilschultrigen ;
Warze,
Fig. 16 eine schematische Darstellung eines kon- tinuierlichen Verfahrens zur Massenherstellung von Deckel,
Fig. 17 einen Ausschnitt analog Fig. 14 mit einer andern Form eines Lappens,
Fig. 18 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt aus einer Mikrophotographie einer Vertie fung, in zeichnerischer Darstellung,
Fig. 19 einen Längsschnitt durch eine Deckelwarze, dargestellt als zeichnerische Reproduktion eines Ausschntttes aus einer Mikrophotognaphie,
Fig. 20 einen Längsschnitt analog Fig. 19, aber mit um 90 gedrehter Schnittebene,
Fig. 21 einen Längsschnitt längs Linie 21-21 , der Fig.
25, n der Darstellung einer Zeichnungsreproduktion. einer Mikrophotographie, der Lappenverbindungsstelle,
Fig. 22 einen Längsschnitt durch die Anordnung der Presswerkzeuge in einer Zwischenlage während des Formen der Warze,
Fig. 23 einen Ausschnitt aus einem Längsschnitt durch, ie Presswerkzeuge, bei einer andern Ausführungsform,
Fig. 24 einen Längsschnitt längs der Linie 24-24 der Fig. 25, und Zeichnungsreproduktion einer Mikrophotographie der Lappenverbindung, gemäss der Au, sführungsform nach Fig. 23,
Fig. 25 einen Ausschnitt aus einer Aufsicht auf einen Deckel mit typischer Verbindungsstelle,
Fig.
26 einen Längsschnitt durch einen Ausschnitt aus Presswerkzeugen mit Darstellung einer vorzugsweisen Verbindungsform von Lappen und Aufreissstreifen.
Fig. 1 zeigt eine vorzugsweise Ausführungsform, in welcher eine Dose 20, hergestellt aus einer Metalllegierung, an wenigstens einem ihrer Enden einen Verschlussdeckel 22 besitzt, der ebenfalls aus einer Legierung besteht. Denartige Dosen oder Behälter werden aus einer Legierung von Aluminium oder Stahl hergestellt, wobei die Konstruktion durch das Produkt, für welches die Dose vorgesehen ist, beeinF flusst wird. Der Deckel 22 ist längs eines Linienpaa- res 24 gekerbt, um einen Aufreissstneifen 25 zu bil- den und spiralförmig den Umfang des Deckels so auszubilden, dass durch Abziehen des Aufreissstrei- fens der ganze Deckel von der Dose getrennt wird.
Der Aufreissstreifen 25 besitzt ein massgebendes Ende 26 (Fig. 2). Das eine Ende eines dünnen Aufreisslappens 28 ist mit. dem massgobenden Ende des Aufneissstreifens 25 verbunden und dient als handgriffähn. licbes Element zum Ergreifen und Weg- ziehen, des Aufreissstreifens.
Der Aufreisslappan 28 wird n. ormalerweise bei aufeinanderliegenden Flächen mit der äusseren Fläche des Dosendeckels verbunden, was ein normales Stapeln'der Dosen für den Transport oder die Ver schiffung nicht beeinträchtigt. In der dargestellten Ausführung weist der Lappen 28 eine Öffnung 30 mit einer Kante 31 auf, die als gerade Linie ausgebil- det ist und eine Soll-Bruch-Linie in unmittelbarer Nähe des massgebenden Endes des Aufreissstreifens aufweist.
Es geht daraus klar hervor, dass eine das freie Ende des Lappens anhebende Kraft ein Abbiegen des Lappens längs der durch die Kante 31 der Öffnung 30 bestimmten Linie zur Folge hat. Daher wird zum Abnehmen d'es Deckels der Lappen von der Oberfläche des Deckels nach oben weggebogen.
Er dient als Handhabe zum Trennen des Aufreissstreifens vom Deckel und mithin des Deckols von der Dose durch eine leichte Zugkraft, welche man auf den Lappen wirken lässt. Der Lappen 28 weist ferner eine Öffnung 32 auf, wie dies aus Fig. 10 ersichtlich ist, welche derart ausgebildet ist, dass sie eine eintei- lige Ausbildung des Dosendeckels erlaubt. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ist die Öffnung 32 mittels einer gesickten Rippe 34 umfasst, welche den Rand der Öffnung verstärkt. Aus Fig. 11 geht ebenfalls hervor, dass der innere Umfangsteil 35 des Lappens, welcher die Öffnung 32 umfasst, konisch ausgebildet ist.
Im fertigen Deckel 22 gemäss, den Fig. 1 und 2 umfasst die einteilige Ausbildung eine vorstehende Warze 36, welche im Bereiche des masagebenden Endes 26 des Aufreissstreifens 25 ausgebildet ist und durch die Öffnung 32 des Lappens 28 hindurchragt, abgeflacht und nach aussen gepresst ist, um einen bördelähnlichen Aussenteil 36a zu bilden, der die obere Fläche des Lappens übe. rzieht, um den die Öffnung 32 einfassenden Randteil des Lappens mit dem Aufreissstreifen 25 zu verbinden.
Die sich ergebende Verbindung zwischen dem Lappen 28 und dem Deckel 22 ist am besten in Fig. 14 ersichtlich, aus welcher hervorgeht, dass die innere Umfangswand 38 der Warze 36 nach aussen in enge Verbindung mit der äusseren Fläche des innem Umfangsteiles 35 der Öffnung des Lappens 28 gepresst ist.
Fig. 14 zeigt eindeutig, dass die Quer- oder Ab schlussquerw, an, d 37 der Warze 36 ausgebreitet und abgeflacht ist, um einen bördelrandähnlichen Aussenteil 36a zu bilden, welcher den Randteil, der die Öffnung 32 umschliesst, üborlappt, um mindestens diesen die Öffnung 32 umfassenden Randteil fest mit dem darunter liegenden Decket in zwangsweiser Art zu verbinden.
In der vorzugsweisen Ausführungsform wird die Warze 36 in zwei Verfahrensschritten geformt, wobei im ersten Schritt im Deckel eine relativ breite kreis- förmige Vertiefung 40 geformt wird. Diese Vertiefung 40 ist in Fig. 3 ersichtlich, während Fig. 4 zeigt, wie. die Vertiefung 40 mit Hilfe zweier zusammenar- beitender Presswerkzeuge gepresst wird. Der eine der Stempel 42 weist eine im Querschnitt kreisförmige Ausnehmung 45 auf, welche bezüglich Umfang und Tiefe derart bemessen ist, dass die gewünschte Vertiefung hergestellt werden kann.
Das andere Presswerkzeug, der Amboss 44, besitzt einen domähnlichen Teil 46, der das Metall des Deckels 22 in die Ausnehmung 45 hineinpresst. Wegen der speziellen Grosse und Form der formenden Flächen des Stempels 42 und des Ambosses 44 wird, die Metalldicke in demjenigen Teil des Deckels, in welchem sich die Vertiefung 40 befindet, etwas abgenommen haben.
Die Vertiefung 40 ist in all ihren Abmessungen wesentlich grösser als die Warze 36.
In der zweiten Stufe wird, wie, dies aus Fig. 6 hervorgeht, die Vertiefung 40 zwischen ein oberes und ein unteres Presswerkzeug 48 bzw. 50 geschoben.
Das obere Presswerkzeug 48 besitzt eine flache massgebende ringförmige Abschlussfläche 52 und eine zentrale Ausnehmung 54 in Form und Abmessung der gewünschten äusseren oder aufstehenden Wand der Wanze, wobei die Ausnehmung 54 derart bemessen ist, dass die obere Fläche der Querwand 37 der r Warze 36 nicht berührt und in ihrer r Form eingeschränkt wird. Das untere Presswerkzeug 50 besitzt ein, flache Arbeitsfläche 55 und d trägt einen Vorsprung 56, der. als Dom dient, wobei dieses Werkzeug bezüglich Form und Dimension dem Innenraum der gewüns. chten Warze entspricht.
Wenn die zwei Presswerkzeuge 48 und 50 sich schliessen, verwandeln sie die relativ breite Vertiefung g 40 in die schmale, steil sehultrige Warze 363 wobei die Seitenwände dieser Warze praktisch senkrecht zur Deckelebene des Dek kels 22 stehen. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, weist die Warze 36 eins ovale Form auf, wobei die Form und Dime. nsion, der, art ist, dass die Warze die vorerwähnte Öffnung 32 des Lappens 28 ausfüllt (Fig. 10).
Während des Pnessvorganges, welcher durch den Gebrauch dar Presswerkzeuge 48 und 50 vervollstän- digt wird, wobei diese Werkzeuge die Art gebräuchli- cher Einschnürstempel besitzen, wird das Metall der Wand der vorgängig enzeugtien Vertiefung in Teilen radial nach innen fliessen, was sich in einem verdick- ten Wandteil äusserst, der sich im allgemeinen über , den zentralen Teil erstreckt, welcher durch die Flächen der Presswerkzeuge nicht begrenzt ist. Es wird mit andern Worten die Wanddicke der. ganzen Querwand 37 der Warze 36 erhöht.
Nachdem die Warze 36 im Deckel 22 an der in Fig. 5 ersichtliehten Stelle gebildet ist, kaum der Dek- kel anschliessend zwecks Bildung des Aufreissstrei- fens 25 mit der Warze 36 an dessen massgebendem Ende, wie in Fig. 8 ersichtlich, gekerbt werden. Um den Aufreissstreifen zu bilden, kann man den Deckel 22 in der in Fig. 9 dargestellten Weise auf einen festen Metallsupport 60 legen, wonach mit einem Kelibwerkzeug 62 das Metall längs der Linie 24 spi ralförmig g gekerbt wird, wie dies in Fig. 1 ersichtlich ist.
Wenn die Dicke des Deckels 22 grössenoidmmgs- mässig 0, 2 mm beträgt, kann das Metall auf eine Tiefe von 0, 125 mm gekerbt werden. Die Tiefe der Kerbe hängt jedoch verständllicherweise bis zu einem gewissen Grad vom verwendeten Metall bzw. der Metallegierung ab, sowie vom Produkt, welches in der Dose aufbewahrt werden soll.
In der nächsten Station wird gemäss einer vorzugsweisen Ausführung der Deckel 22 auf ein unteres Presswerkzeug 64 in der, in Fig. 12 ersichtlichen Lage gelegt, wobei ein Amboss 65 des unteren Presswerkzeuges 64 satt in den Inmemraum der Warze 36 passt.
Der Lappen 28 wird derart auf den Deckel 22 aufge- legt, dass die Warze 36 sich durch die Öffnung 32 des Lappens erstreckend vonsteht. Der obere Stempel 66 wird dann betätigt und vermindert, in Zusammenarbeit mit dem untem Presswerkzeug 64, die Dicke der Wand 37 der Warze 36. Der obere Stempel 66 besteht aus einem Kolben 68 und einem federbelaste- ten, ringförmigen Stempel 70, wobei der Kolben 68 gleiten, in einer Öffnung 72 des Stempels angeordnet ist. Der Querschnitt des Kolbens 68 und der Bohrung 72 stimmt mit der Form der Warze 36 überein, wobei aber die Ausführung gemäss Fig. 14 etwas breiter ist als die Warze.
Die Bohrung 72 endigt in einer Gegenbohrung oder Ausnehmung 74, welche derart bemessen ist, dass die Rippe 34 des Lappens 28, wie in Fig. 14 ersichtlich, freiliegt.
In diesem Arbeitsgang bewegt sich der Stempel 70 gegen das untere Presswerkzeug 64, wie in Fig. 13 ersichtlich, und, drückt vorgängig den Lappen im Gebiet, welches, die Warze 36 umfasst, fest auf den Dek kel 22. Während dieses Anpnessens des Lappens 28 auf, den Deckel 22 bewegt man den Kolben oder die Kolben 68 mit hoher Geschwindigkeit durch einer Schlag gegen die Querwand 37 der Warze 36, um die Wand 37 gegen den Amboss 65 des untem Presswerkzeuges 64 zu treiben.
Resultierend aus diesem Ambossschlag wir, d das Metall der Querwand 37 der Warze 36, wie in Fig. 14 angogeben, seitlich nach aussen gedrückt, und das Metall fliesst in praktisch flüssiger Phase gegen die nach innen gerichteten Oberflächen der Rippe 34 und in eine Verbindung mit diesen (Fig. 14).
Die Schlagkraft sollte gross genug sein, um das Metall der Wand 37. der Warze 36 radial in allen Richtungen nach aussen zu treiben, wie dies durch die Pfeile 75 in Fig. 14 angegeben ist, um dadurch den verschlussbördelähnlichen Aussente. il 36a zu bilden, welcher den. den Rand der Öffnung 32 begrenzenden Teil des Lappens umfasst, und eine Wanddicke aufweist, die grösser ist als die nun dün- ner gewordene Querwand 37.
Da die Höhe der Warze 36 etwas grösser ist als die Dicke des Lappens 28, besteht die Tendez, beim Ambosss. chlag des Kolbens 68, sofern dieser Kolben etwas breiter, ist als die Warze 36, deren Seitenwand 38 nach aussen zu erweitern und sie in Druckverbmdung mit der Aussenfläche des konisch verlaufenden Umfangsteiles 35 des Lappens zu bringen. Diese Verbindung vermehrt verständlichenweise den Klemmeffekt des bördelähnlichen Aussenteils 36a und bewirkt eine mechanische Verbindung, welche den Lappen 28 in zwangsläufiger Art mit dem Deckel 22 der Dose vereint.
Die Praxis hat gezeigt, dass das Abschrägen oder Erweitern des Umfangteiles 35, welcher die Öffnung 32 des Lappens einfasst, weiterhin vorteilhaft ist, da es die Tendenz des die Öffnung 32 umspannenden Randes ver hütet, die Umfangswände 38 der Warze 36 im End- pressvorgang zu durchstossen oder, wie dieser in Fig. 14 dargestellt ist, zu zerreissen.
Obschon die Rippe 34 die Verbindung verstärkt und dem Lappen 28 im Bereich der Öffnung 32 in einigen Anwendungen der vorliegenden Erfindung g zusätzliche Steifheit verschafft, hat es sich gezeigt, dass diese gesickte Rippe 34 weggelassen werden kann. In diesem Falle wird die Gegenbohrung oder Ausnehmung 74 des ringförmigen Stempels 70, welcher auszugsweise in Fig. 17 dargestellt ist, verklei nert. Bei dieser Ausführung sind die e Press-Arbeitsgänge gleich wie diejenigen der vonbeschriebenen Ausführung und der bördelähnliche Aussenteil 36a überlappt den Randteil der Öffnung 32, wie dies aus Fig. 17 hervorgeht, wobei die Wand 38 mit dem innern zusammenlaufenden Umfangsteil 35 der Öff- nung 32 durch Pressung verbunden ist (Fig. 14).
Fig. 15 zeigt einen Deckel 22', welcher den gleiche, Aufbau besitzt wie der Deckel 22 der Fig. 1 und 2. Die Öffnung des Lappens 28'und die Warze 36', welche den Randteil der Öffnung umfasst, weisen hier die Form eines Kreises mit einem stehengelasse- nen Segment auf. So ist die Form der Warze 36', wie auch. diejenige der Warze 36 nicht kreisrund, um eine Drehbewegung des Lappens um die Warze zwangs- läufig zu verhüten. Es ist natürlich möglich, die Warze kreisförmig auszubilden oder ihr irgend eine andere Form zu geben.
Fig. 16 zeigt in Form eines Flussbildes für eine Massenherstellung speziell geeignete Verfahrens- schritte. Beim ersten Schnitt wind ein) aus einer Alu miniumlegieifung bestehendes, längliches Blech 76 in spinalenähnliche Teile. geschnitten und Schritt für Schritt durch eine Vielzahl von Presswerkzeugen durchgeschoben, welche Deckelfocmen 78 in das Blech einpressen ohne diese Deckelformen vom Blech zu trennen. Beim nächsten Schritt formt eine Vielzahl von Stempeln von der in Fig. 4 dargestellten Ausführung Vertiefungen 40 in die Deckelformen 78.
Beim dritten Schritt werden die Vertiefungen 40 mit Hilfe einer Vielzahl von in den Fig. 6 und 7 dargestellten Presswerkzeugen in steilschultrige Warzen 36 gepresst. Beim nächsten Schritt kerbt eine Vielzahl von Formwerkzeugen Aufreissstreifen 25 in die Dekkelform 78.
In der Zwischenzeit werden in einem oder mehreren Schritten in einen Metallstneifen 82, der beispielsweise eine Dicke von 0, 38 mm aufweisen kann, Lappenformen 84 gepresst. Jede Lappenform besitzt die erwähnte Öffnung 30, um ein sauberes Biegen des Lappens zu erleichtern und ferner eine beschriebene lippenverstärkte Öffnung 32, um die steilschultrige Warze 36 des Deckels 22 aufzunehmen. Beim fünften Verarbeitungsschritt des Streifens 76 werden die Lappen 84 aus dem Streifen 82 ausgestanzt, so dass sich die gewünschten Lappen 28 ergeben, welche von den Stanzwerkzeugen den Warzen 36 des Bleches 76 angeliefert werden, wie dies mit gestrichelten Linien 85 m Fig. 16 dargestellt ist.
Beim 6. Schritt wenden die Warzen 36 mittels einer Vielzahl von Presserkzeugen, wie diese in den Fig. 12, 13 und 14 dargestellt sind, flachgepresst und verbreitert, um die Lappen 28 mit den Aufreissstrei- fen 25 zu verbinden. Beim nächsten Schritt werden die Deckelformen 78 aus dem Blech 76 ausgestanzt, so dass sich einzelne freie Deckel 22 ergeben.
Schlussendlich werden die Deckel 22 mit Hilfe bekannter Mittel 86 einem Randeinrollvorgang unterzogen, welche Deckelränder im Hinblick auf das Aufbringen der Deckel auf zylindrische Dosenkörper einrollen.
Wie. anhand der Fig. 1-17 erläutert, wird ein neuartiges Verfahren zum Befestigen eines ersten blechförmigem Elementes auf einem zweiten blechförmigen Element, beispielsweise eines Lappens oder Schlüs, sels, auf einer Dosemwand oder einem Deckel geschaffen, sowie ein neuer, daraus resultierender Antikel. Beim Betrachten der dargestellten Ausführungen wird ersichtlich, dass das zweite tafelähnliche Element, der Dosendeckel, vorgängig mit einer im allgemeinen konischen Vertiefung oder einer tropfen ähnlichen Deformation an einem vorbestimmten Ort des Deckels geformt wird, wonach anschliessend diese Vertiefung bzw.
die konische Deformation in all ihnen Dimensionen wesentlich verkleinert und in einen steilrandigen Vorsprung in Form einer Warze umgepresst wird, dessen Höhe grösser ist als die Dicke des ersten Elementes., d. h. des Lappens oder Schlüssels, und de. r eine Querschnittsgrösse und Form aufweist, welche annäheund gleich der Grosse und Form der Öffnung im ersten Element sind.
Diese Ausführung gestattet, das erste Element auf das zweite zu. bringen, wobei dessen Warze durch die Öffnung des ersten Elementes hindurchragend vorsteht. Bei diesem Stande des Verfahrens weist die Warze eine Querwand auf, deren Dicke grösser ist als diejenige der Wand der ursprünglich geprssssten Ver- tiefung.
Auf Grund der durch die Öffnung vorstehenden Warze kann, um genügend d Material der Wand nach aussen zu pressen und trotzdem die Wand auf dem ersten Element starr abzustützen, deren Querwanddicke unter Druck verringert werden. Damit wird ein ringförmigefp Bördelmand gebildet, dessen Wanddicke grösser ist als die vecdünnhe Querwanddicke und wel- cher den öffnungsrand überlappt und festhält, um damit eine zwangsläufige Verbindung zwischen den Elementen zu schaffen. Dabei wächst die Dicke des Bördelrandes progressiv von einem Punkt innerhalb des Offnungsrandes aus. Die Dicke nimmt progressiv zu bis in den aufstehenden Wandteil der Warze, der mit der Wand der Offnung verbunden ist.
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen wird anhand der Fig. 18-26 die offen- barte Erfindng weitenhin erläutert.
Fig. 18 zeigt eine zeichnerische Wiedergabe einer vergnösserten Mikrodarstellung eines Querschnitts durch die gepresste Vertiefung 40. Es ist daraus ersichtlich, dass, wählend die Wandstärke der Vertie fung 40 in geringem Masse bezüglich der Originaldick, des Deckels 22 abgenommen hat, die Wand- dicke dieser Vertiefung ungefähr überall gleich gross gehalten ist. Bei einer vorzugsweisen Ausführung, wenn) beispielsweise eine Aluminiumlegiefung Ver- wendung findet, wie diese vielfach für Dosenmaterial gebraucht wemden, hat sich ergeben, dass die Wanddicke der gepresste Vertiefung über deren ganze Ausdehnung gleich gross ist und nur wenig geninger als die Dicke des Deckels 22.
Speziell unter Berück- sichtigung der physikalischen Charakteristiken der Vestiefung 40 ist ersichtlich, dass die nun bevorzugte, dargestellte Form derart ausgebildet ist, dass die Vertiefung im Längsschnitt durch ein lineanes Segment 100 bestimmt wird, welches sich ringförmig rund herum, erstreckt und gleichmässig in einen gebogenen bzw. einen gekrümmten Scheitelteil 102 übergeht. Es ist natürlich klar, dass die totale Schnittfläche, wie aus den Schnittdimensionen der Fig. 18 hervorgeht, wesentlich grosseur ist als die anschliessend gepresste, in den Fig. 19 und 20 dargestellte Warze.
Es zei. gte sich, dass wenn, das vorbeschriebene Verfahren auf Aluminiumdosendeckel, welche eine kommerzielle Blechdicke von 0, 2 mm aufweisen, angewendet wird, die Vertiefung 40 mit einer maxima len Deformation am gekrümmten Scheitel, wie diese durch, die Pfeilhöhe A in Fig. 18 dargestellt ist, annä- hernd 2¸-3 mal so hoch ist, wie die sich ergebende vertikale Höhe der Warze.
Es wird nun auf Fig. 22 verwiesen, welche das Zusammenspiel von Presswerkzeugein 104 und 106 zeigt, die bezüglich Aufbau, den in Fig. 6 dargestellten Elementen entsprechen. Die Ausführung gemäss Fig. 22 zeigt jedoch die Werkzeuge in einem Zwi schenstadium wähnend des. Fressens der Warze. Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass die Vertiefung 40 mit einer etwas geringeren Wanddicke geformt wurde als den Deckel 22, wird der Fachmann sofont erkennen, dass der ringförmige, etwas dickere, die etwas dünnene Vertiefung umschliessende Dek kolteil ab Bremsglied wirkt und ein Auswärtsfliessen des Metalls der Vertiefung während des Pressformens verhindert.
Wie aus Fig. 22 ersichtlich, wird daher beim Schliessen der Presswerkzeuge 104 und 106 das Metall der Vertiefung 40 in die geweüto schalenför- mige Form 108 gepresst und das Material der Vertiefung wind auf ein schmaleres Volumen, welches durch die Ausnehmung des s Presswerkzeuges bestimmt wird, zusammengedrängt. Zusätzlich kann ein federbelastetes, ringförmiges Press- oder Druckglied 110, wie dieses bei den meisten Pressverfahren üblich ist, verwendet werden, auf den Deckel 22 abgesenkt werden, bevor die Schliessbewegung des Presswerkzeuges 104 erfolgt, zum Zwecke,
den Dekkel 22 in die richtige Lage zu bringen und dessen Metall festzuhalten.
Nach dem Schliessen der Presswerkzeuge 104 und 106 in eine Lage, welche derjenigen der Elemente gemäss Fig. 6 entspricht, wenden die Wellen der Zwischenstufe) gemäss Fig. 22 gewaltsam zum Verschwinden gebracht und das Metall der Vertie fung wird im allgemeinen gegen deren Mitte hin an gehäuft und fliesst zur Bildung der Warze in die Aus nebmung des obem Presswerkzeuges 104.
Die Aus nehmung im obem Presswerkzeug ist wesentlich tiefer als das Gegenprofil im untel Presselement, so dass das freie Fliessea des Metalles im ganzen Teil der Vertiefung, welcher scblussendlich die Querwand d des Vorsprunges bildet, nicht behindert wird. Dieser relativ glatte gleichmässige Fluss wird nicht nur durch das Pressen erreicht, sondern ist eine Folge des vorbescbdebenen Effektes des kreisförmigen Ringes.
Die Fig. 19 und 20 zeigen ebenfalls eine vergrös- serte Mikroreproduktion einer Querschnittsform einer typischen steilwandigen ovalförmigen Warze, welche aus der Vertiefung 40 geformt ist. Zum Zwecke klaren Verständnisses wird die Warze hier allgemein durch das Bezugszeichen 112 gekennzeich- net. Die Querwand 114 der, Warze 112 wird aus praktischen Gründen im allgemeinen gleiche Dicke aufweisen. Weiterhin wird als Resultat des Metallflusses, welcher anlässlich der Verformung zur Warze beschrieben wurde, die Quenw. and 114 bedeutend dicker als die Wand der Vertiefung 40..
Je nach dem zur Verwendung gelangenden Metall kann die Wand 114 nicht nur verdickt werden, sondern auch leicht ausgebogsn, wie dies im Querschnitt durch die Ausbildung einer entsprechendem Oberfläche des Gegen- presswerkzeuges zum untern Presswerkzeug ersichtlich ist.
Es ist einleuchtend, dass das Dickerwerden der Wand 114 bezüglich der Wanddicke der Vertiefung 40 beurteilt werden muss, wie auch bezüglich der ursprünglichen Dicke des Dosendeckels 22, und dass die Dicke der wiedergebildeten Wand 114 je nach dem zur Anwendung gelangenden Dosenmaterial, wie auch der. Ausgangsdicke des Deckels 22, in geringem Masse ändern kann.
So umfasst in einer vorzugsweisen Form die Warze 112 ein Hohlglied, welches aus der allgemeinen Ebene des Deckels 22 ausgebogen ist und eine vertikale Länge besitzt, die, von der Obenfläche des Deckels 22 zur obern Fläche der Querwand 114 gemessen, grösser ist als die Dicke des vorerwähnten Lappens 28, insbesondere im Randbe- reich vor dessen Öffnung 32. Anschliessend wird auf Fig. 26 verwiesen, die ungefähr den in Fig. 17 dargestellten Verfornmngsvorgang wiedergibt und eine typische Verformungsart zur Herstellung der. Warze zeigt, mittels welcher der Schlüssel oder der Lappen am Dosendeckel befestigt wird.
Bei dieser Ausführung wird ein unteres Press wenkzeug 120 mit einer. flachen, ringförmigen tragenden Ringstützfläche 122 verwendet, welche die untere Fläche des Dosendeckels 22 während des Pressez vorganges stützt. Das Presswerkzeug 120 weist zu sätzlich einen Amboss 124 auf, der nach oben von der Fläche 122 vorsteht und derart bemessen ist, dass er senau in die vorgepresste Warze, wie vorstehend beschrieben, hineinpasst und damit während des Pnessvorganges eine für die Querwand saubere Auf- lage darstellt.
Es wind wiederum ein Schlüssel oder Lappen 126 derart auf die Warze gelegt, dass diese durch die Öff- nung 128 hindurchragt. Der die Öffnung einfassende Rand kann abgekantet oder mit Abmessungen 130 und 132 versehen sein, um Spitzenspannungen oder ein Schneiden des Metalls des Dosendeckels während der Beendigung des Befestigungsvorganges des Lappens zu vermeiden. Auch hier wird ein konventionel- ler Druckring 134, der gleich ist wie der ringförmige Stempel 70 gemäss Fig. 17, denart angeordnet, dass er einen Stempel 136 umgibt oder, umfasst. Er dient dazu, die miteinander zu verbindenden Teile aufeinanderzupressen.
Wie ersichtlich, ist der Ring 134 mit einer ringförmigen Ausnehmung 138 versehen, welche derart bemessen) ist, dass während der entsprechend be- schriebenen Verformung genügend Spiel für das fliessende Metall vorhanden ist, ohne dass dieses Metall von dar Ausnehmung durch Berührung gestört wird. Weiterhin wird in einer speziellen Ausführungsform die obere Fläche 140 des Ambosses 124 leicht konvex ausgebildet, während die Verformungs- fläche 142 des Stempels 136 vor, zugsweise als zur Bewegungsrichtung des Stempls senkrecht angeordnete Ebene ausgebildet ist.
Wie ersichtlich, ist die Querfläche des Ambosses 124 dimensionsmässig ungefähr gleich wie die Querfläche des Presswerkzeuges oder Stempels 136.
Beim Einsatz den in Fig. 2-6 dargestellten ; Mittel wird, wie vorstehend ini bezug auf die frühern Verfahrensschritte beschrieben und erläutert wurde, der Stempel 136 in Verfommngskontakt mit der Querwand 114 gebnacht, während die letztere durch den Amboss 124 gestutzt und vorzugsweise höher als die oberfe Fläche des Lappens 126 verläuft. Beim Verformen durch den Stempel 136 presst dieser das Material der Wand 114 radial nach aussen in über lappende Verbindung mit der obem Fläche des Lappens 126. Auf diese Art erfolgt zwischen dem Lap pen oder Schlüssel und dem Dosendeckel ein zwangsläufiges Ineinandergreifen.
Ein Spezielles, einzigartiges Resultat wird beim vorbeschriebenen Verfahremsschritt in. dem Sinne hervorger, ufen,; als durch die Verbindungsverformung bedingte Biege-oder Druckspannungen in der ringför migen Seitenwand 144 wesentlich verringert oder praktisch eliminiere werden.
Es wird eine saubere und zwangsläufige Verbindung zwischen dem Lappen und, dem Deckel hergestellt, welche genügend Festigkeit aufweist, um, das Abnehmen des Deckels wie er läutert zu ermöglichen. und ein ungewolltes Trennen der Verbindung Lappen/Deckel oder einen Verbinh dungs, bruch zu vermeiden, trotzdem das Deckelmaterial, welches für den vodiegenden Zweck wirtschaft lich ausfühnbar ist, an und für sich relativ, dünn und beispielsweise nur 0, 2 mm misst.
Kehren wir nun zu Fig. 21 zurück, welche wiederum eine Reproduktion einer Zeichnung eines vergrösserten Querschnittes aus einer Mikrophotogra- phie nach Durchführung der Verbindungsoperation darstellt, wobei hervorgeht, dass sich die Dicke der Querwand 114 verringert hat, was grösstenteils auf das Nachaussenwandern ihres Metalles zurückzufüh r, en ist. Es ist auch festzuhalten, dass die Abmessung B in Fig. 19 und die Abmessung C in Fig. 21 ungefähr. gleich sind, was auf die Tatsache hinweist, dass während der Verbindungsoperation das ringförmige Zusammenfallen der Säulemwand 148 wie auch das Einführen von Druck-und Biegespannungen in diese vermieden worden sind.
Mit andern Worten ist das Falten des über den Lappen vorstehenden Wandtei- les der Warze ausgeschaltet worden, was ein Brechen des Materials am äussern ringförmigen Ende des Bördelramdes 146 verhütet.
Die Verformungskraft hat, wie nun begreiflich, vorzugsweise dazu gedient, das Metall nach aussen zu pnessen und damit den umfassenden BördelEand 146 zu schaffen, welcher die Umrandung der. Öffnung überlappt. Die Wand 148, als ein Resultat der Her- stellung des hohlen Börderlrandes 146, ist, wie dies aus dem Schnitt hervorgeht, allgemein gebogen, wobei der Bördelrand 146, der Deckel 22 und die innere Säulenwand 148 einen wieder eintretenden Teil umfassen, welcher. den die Öffnung begrenzen- den Rand des Lappens oder Schlüssels aufnimmt.
In der vorzugsweisen Ausführungsform sollte die Querwand 114 nicht dünner gepresst werden als auf den Wert, welcher r gemäs s früherer Beschreibung durch die Kerblinien im Deckel 22 erreicht wird.
Im Sinne einer praktischen Lehre zum technischen Handeln ist zu bemerken, dass die Verfor- mungskraft sorgsam überlegt kontrolliert werden muss. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Dosen- deckel aus relativ hochgeschmeidigem Metall, wie dies viele normalerweise, in der Dosenfabrikation verwendete Aluminiumlegierungen darstellen, hergestellt ist.
Wenn der Pressdruck zu gering ist, so wird das Metall nicht genügend radial nach aussen gepresst und es ist nicht möglich, eine saubere Böndelrandver- b : ndung zu erreichen. Anderseits kann ein zu hoher Pressdruck den Radialfluss des Metalles, so vergrös- ser, n, dass die Lappenverbindung nicht mehr optimal wird.
In Fig. 21 ist eine typische, optimale Qualität besitzende Bördelverbindung dargestellt. Es ist daraus ersichtliche dass die Wanddicke des nach aussen ge richteten umfasse. nden Bördelrandes 146 wes, entlich grösser ist als die Dicke der Querwand 114. Tatsäch- lich sind die Bördelwand, wie auch die Wand 148 der Warze als Resultat des MetaIMlusses he : rvorigerufen durch die Verformungskraft dicker geworden.
Fig. 23 zeigt eine alternative Ausführungsform, welche für gewisse Aufwendungen verwendet wird. In dieser ist ein unteres Presswerkzeug 160 mit einem nach oben vorstehenden Amboss 162 angeordnet, der in der vorstehend beschriebenen Art wirkt. Ein Druckstempel oder Kolben 164 dient wiederum dazu, die Verformung zu bewirken. Der Kolben 164 ist jedoch, zusätzlich zu semer Verformungsfläche 166, die mit der Ambossfläche 168 zusammenwirkt, um ein Nachaussenfliessen des Metalles zu erwirken, mit einem Paar von sich gegenüberliegenden ungefähr linear r nach unten vorspringenden Anschlägen 170 und 172 versehen.
Auch hier kann ein Druck- oder Pressring 174 vorgesehen werden, um ringförmig den Kolben 164 zu umfassen.
Wenn bei dieser Ausführung die Querwand 114 in vorbeschriebenet Weis verformt wird, resultiert das Nachaussenfliessen des Metalls. Die Anwesenheit der Anschläge 170 und 172 auf sich gegenüberlie- genden Seiten der Verbindung verhindert hier ein Nachaussenfliesscnf des Metalls, so dass in diesen Gebieten der Verbindung der Materialfluss verdickte Streifen 176 und 178 bildet. Die Streifen 176 und 178 erstrecken sich normalerweise ungefähr parallel längs sich gegenüberliegenden Seiten der Verbindung und wirken als Verstärkungsglieder für die Warzenverbindung, was sich insbesondere während des Öff nens der Dose positiv auswirkt.
Unter diesem Ge sichtspunkt ist es vorteilhaft, die Streifen 176 und 178 ungefähr parallel zu der Bewegungsrichtung des
Lappens während dem Aufreissen des Bandes am
Deckel auszubilden.
Es ist auch möglich, die Ausfühmmgen bezüglich Fig. 23 als Alternative zu der vorherigen Beschreibung aufzufassen, was von Erwägungen, wie Verbin- dungsgrösse und ursprüngliche Dicke des Ausgangs- deckelmaterials abhängt. Eine typische Zeichnungsreproduktion einer vergrösserten Mikrophotographie der Struktur, wie sie während der Verfonnungsope- ration, gemäss Fig. 23 auftritt, ist in Fig. 24 dargestellt.
In Fig. 25, welche einen Ausschnitt aus einer ver grösserten Darstellung eines Deckelgliedes mit einer vollständigen Verbindung zeigt, ist ein Lappen 180 dargestellt, welcher eine ungefähre Längsachse 182 besitzt. Im Deckel 186 ist eine Kerbe 184 anliegend an die vervollständigte Verbindung 188 auf derjenigen Seite eingepresst, welche dem Griffteil 189 des Lappens 180 anliegt. Weiterhin ist der Streifen 180 mit einer Nase 190 versehen, die in unmittelbarer Nähe eines Teiles der Kerbe 184 liegt. Zusätzlich ist die Nase 190 von der Verbindung 188 soweit ent fernjt, dass sie während des Offnens als Kraftdrehpunkt dient.
Da, wie verständlich, der Griffteil 189 des Strei- fens 180 von Han. gehoben wird, liegt die Wirkungs Unie der Kraft in der Längsachse 182 und die Kraft ist gegen die Drehnase 190 hin gerichtet. Das unmit- telbare Nebensinanderliogen der Kerb. 184 und der Verbindung 188 bringt in hohem Masse eine Kräfte- konzentratioa im Schnittpunkt der Achse 182 und der Kerbe 184 mit sich und bildet damit den Ausgang eines Bruches, wobei das Abnehmen des Deckels leicht vervollständigt werden kann.
Wenn gewünscht, kann der Lappen 180 mit Streifen 192 ausgebildet werden, um dem Zweitklassbebeb, dargestellt durch den Lappen, zusätzliche Steifigkeit zu verschaffen.
Der vorliegend beschriebene Erfindungsgedanke kann unter spezifischeren Gesichtspunkten in Verbindung mit einem verschlossenen Behälter angewandt werden, welcher mindestens eine mit einem Aufreissstreifen versehene Wand besitzt. Dieser Streifen ist. durch Linien verringerter Materialdicke festgelegt. An dessen massgebendem Ende ist ein kleiner Lappen mittels einer einteiligen, durch mechanisches Ineinandergreifen bezüglich der eine Öffnung im einen.
Ende des Lappens umrandenden Kants bewirkte Verbindung befestigt, wobei der Lappe. n ein handgriffähnliches Glied bildet, welches durch den Verbraucher erfasst, es diesem ermöglicht, den Aufreissstreifen von der Wand zu trennen und in der Wand eine Öffnung zu erzeugen.