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PATENTANSPRÜCHE 1. Metallgebinde mit einem mit Versteifungssicken versehenen Rumpf, einem mit dem Rumpf verbundenen Boden und einem auf den Rumpf aufgesetzten Deckel, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Versteifungssicken (5, 5.1, 5.2) schraubenlinienförmig über den Gebinderumpf (1) erstrekken, durch radial auswärts gerichtete Partien des Rumpfmaterials ausgebildet sind, und im wesentlichen gleichmässig über die ganze Rumpfoberfläche verteilt angeordnet sind.
2. Metallgebinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Versteifungssicken (5, 5.1, 5.2) unter einem Steigungswinkel (a) von 30 - 750 zur Horizontalen geneigt verlaufen und unter sich im wesentlichen parallel angeordnet sind.
3. Metallgebinde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sickenabstand (s) im Bereich von 715% des Rumpfdurchmessers (D; D) liegt.
4. Metallgebinde nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sickenhöhe (h) im Bereich von 520% des Sickenabstandes (s) liegt.
5. Metallgebinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken als einzelne V-förmige Aufbiegungen des Rumpfmaterials (1) gestaltet sind (Fig. 3, 5).
6. Metallgebinde nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (5.2) in Gruppen (19) von mehreren schmalen Einzelsicken angeordnet sind und zwischen benachbarten Sickengruppen (19) ein Sickenabstand (a2) besteht, der mindestens der Summe aus 10% des Zargendurchmessers (D2) und dem Mittenabstand (al) der äussersten Sikken einer Gruppe (19) entspricht.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Metallgebinde nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Metallgebinden, vorzugsweise solchen aus Blech geringer Wandstärke (0,2-0,5 mm) ist es üblich, zur Erzielung erhöhter radialer und/oder vertikaler Belastbarkeit den Gebinderumpf, auch Zarge genannt, mit Umfangssicken und/ oder Vertikalsicken zu versehen. In Fällen, wo ein Gebinderumpf aus Gründen der genannten Belastbarkeit sowohl mit Umfangs- als auch mit Vertikalsicken zu versehen ist, ist es in der Regel notwendig, diese Sicken in getrennten und somit mehreren Arbeitsgängen herzustellen. Dadurch erhöhen sich nicht nur die Bearbeitungskosten, sondern auch der Aufwand für die Herstellung und Lagerung von Werkzeugen, sowie der Platzbedarf für die allfällige Zwischenlagerung von teilbearbeiteten Gebinderümpfen.
Ausserdem vermag eine solche Sickenanordnung der zwangsweise unterschiedlichen Materialbeanspruchung wegen die Festigkeitserfordernisse selten optimal zu erfüllen, und das Aussehen der Gebinde ist meistens schlecht, so dass allenfalls zu zusätzlichen Gestaltungsmitteln gegriffen werden muss.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Metallgebinde der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art zu schaffen, bei dem die beschriebenen Mängel vermeidbar sind.
Die Lösung dieser Aufgabe ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Ausführungsformen davon können nach den abhängigen Ansprüchen gestaltet werden.
Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Metallgebindes ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. In dieser zeigt
Fig. 1 in perspektivischer Seitenansicht ein im wesenfli- chen zylindrisches Metallgebinde,
Fig. 2 ein partieller Horizontalschnitt durch die Rumpfwand des Gebindes nach der Linie II - II in Fig. 1 in vergrösserter Darstellungsweise, hergestellt mit einem den Gebinderumpf von innen nach aussen expandierenden Werkzeug,
Fig. 3 ein partieller Schnitt durch die Rumpfwand des Gebindes nach der Linie III-III in Fig. 1 in vergrösserter Darstellungsweise, geformt in der Art nach Fig. 2,
Fig. 4 ein ähnlicher Horizontalschnitt wie Fig. 2 an einem Gebinderumpf, hergestellt mit einem von innen wirksamen Expandierwerkzeug und einem aussen angelegten Gegenhalter,
Fig.
5 ein ähnlicher Schnitt wie Fig. 3 an einem Gebinderumpf, geformt in der Art nach Fig. 4, und
Fig. 6 ein Schnitt ähnlich Fig. 5 durch eine Ausführungsvariante der Rumpfsicken.
Das in Fig. 1 gezeigte Metallgebinde besitzt einen Rumpf 1 mit einem durch ein Randbördel 2 dicht angeschlossenen Deckel 3. Ein in der Zeichnung nicht sichtbarer Boden ist mittels eines weitern Randbördels 4 an den Rumpf 1 angeschlossen. Die Durchmesser der Aufstandbereiche der Randbördel 2,4 und der beim vertikalen Stapeln mehrerer Gebinde jeweils benachbarten Deckel- bzw. Bodenrandzonen sind so aufeinanderabgestimmt, dass die Randbördel übereinanderstehender Gebinde ineinandergreifen. Dabei kann sowohl das untere als auch das obere Randbördel den grössern bzw.
kleinen Durchmesser aufweisen, wobei im ersten Fall der Deckel 3 enger als der Boden, und im zweiten Fall der Boden enger als der Deckel ist. Das Gleiche kann auch für die Durchmesser der angrenzenden Rumpfpartien gelten. Jedoch können diese Rumpfpartien gegenüber dem Haupterstreckungsbereich des Rumpfes so eingezogen oder erweitert sein, dass entweder ein im wesentlichen zylindrischer, oder ein sich von oben nach unten bzw. von unten nach oben konisch verjüngender, oder ein balliger bzw. fassförmiger Rumpf resultiert.
Der Gebinderumpf 1 ist mit auf dessen Umfang schraubenlinienförmig und parallel zueinander verlaufenden Sikken 5 versehen. Diese Sicken schliessen zur Horizontalen einen Steigungswinkel a von etwa 30 bis 75" ein, der sich unter dem subjektiven Gesichtspunkt eines ästhetisch befriedigenden Aussehens des Gebindes nach dessen radialer und - vor allem - axialer Belastbarkeit richtet. Die Sicken 5 können als in gleichen gegenseitigen Vertikal- bzw. Horizontalabständen V bzw. H angebrachten Einzelsicken (Fig. 3, 5) oder in Gruppen (Fig. 6) angeordnet sein, in welchen zwei oder mehr näher beieinanderliegende Sicken durch einen breitern Vertikal- bzw. Horizontalabstand voneinander getrennt sind. Ausserdem können die Sicken am Gebinderumpf rechts- oder linksdrehend ausgebildet sein.
Die Gestaltung der Sicken 5 erfolgt auf bekannte Weise mittels eines in Fig. 1 schematisch gezeigten und allgemein mit 8 bezeichneten Expandierwerkzeuges, das in das Innere einer vorzugsweise zylindrisch oder leicht konisch vorgeformten und zweckmässig verschweissten Zarge 6 eingreift.
Fig. 2 zeigt schematisch einen partiellen Horizontalschnitt durch einen Gebinderumpf 1, dessen mit einer strichlierten Linie etwa kreisförmig gezeigte Zarge 6 an den Sickenstellen A mit Ausbuchtungen versehen ist. Diese Ausbuchtungen liegen im gezeigten Horizontalschnitt und der beschriebenen Herstellungsart an den Eckpunkten eines Polygons, dessen Seitenzahl mit der Anzahl der sickenbildenden Segmentköpfe 7 am Expandierwerkzeug 8 übereinstimmt. In der Horizontalschnittdarstellung Fig. 1 liegt das Rumpfmaterial 1 zwischen den Stellen A gestreckt auf einer Geraden. Vom Expandierwerkzeug 8 sind in der Zeichnung ausser den genannten Segmentköpfen 7 nur die Segmenttrennebenen 9 und die Segmentachsen 10 angegeben, längs welchen sich die Expandiersegmente auf bekannte Weise in Pfeilrichtung radial ausschieben lassen.
Fig. 3 zeigt die mit einem nur von der Innenseite der
strichlierten Zarge 6 her wirkenden Expandierwerkzeug erstellten Sicken 5 im Schnitt IIIIII nach Fig. 1, wobei eine ausgeprägte Sickengestalt sichtbar ist. Durch Andruck der Segmentköpfe 7 in Pfeilrichtung wird das Zargenblech 6 in die mit Doppellinie dargestellte Kettenlinie 11 gebracht, wobei der tiefste Bereich der Kettenlinie 11 etwa auf der Ausgangslinie der Zarge 6 verbleibt. Es ergeben sich dabei ausgeformte Sicken 5 mit relativ flachen Seitenabschnitten 13.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel eines Weissblech-Gebindes von ca. 32 cm Durchmesser und einem vertikalen Sickenabstand s (Fig. 1) von ca. 30 mm (30 Liter Gebinde) ergab sich dabei eine Sickenhöhe h von etwa 3 mm. Mit dieser Sickenhöhe und einer Blechstärke von 0,25 mm war eine Vertikalbelastung von ca. 6000 N erreichbar. Durch die insgesamt 18 über den ganzen Gebindeumfang gleichmässig verteilten und in einem einzigen Formvorgang erzielten Verbesserung der axialen Belastbarkeit gegen über einem etwa gleichgrossen herkömmlichen Metallgebinde mit gleicher Zargenblechstärke liess sich so eine Steigerung um ca. 10 bis 15% erzielen. Der radiale Verstärkungseffekt bei einem gleichgrossen Metallgebinde und gleicher Zargenwandstärke kann mit etwa 30% angenommen werden.
Nur von der Innenseite der Zarge ausgeformte Sicken 5 (Fig. 2, 3) werden zweckmässig als Einzelsicken (im Gegensatz zu gruppenweise angeordneten Sicken) ausgeführt, wobei für den Sickenabstand s vorteilhaft Werte von ca. 7 bis 15% des Zargen-Ausgangsdurchmessers D gewählt werden.
Die Sickenhöhe h beträgt dabei ca. 5 bis 20% des Sickenabstandes s und hängt bezüglich rationeller Ausführbarkeit wesentlich von der Zargenblechstärke (0,24 bis 0,5 mm) ab, d.h. einer geringeren Blechstärke ist ein höherer h-Wert, und umgekehrt zuzuordnen. Bei gegebenen Werten für s und h lässt sich bei Steigungswinkeln a (Fig. 1) zwischen 30 bis 75" die axiale Belastbarkeit im Bereich von Faktoren 1 - 1,5, und für die radiale Belastbarkeit im Bereich von 2:1 variieren. Der als am vorteilhaftesten zu wählende Sickensteigungswinkel a hängt somit bei gegebenem Verhältnis s:h, welches für die ästhetische Gestaltung der Gebindeoberfläche meist wichtiger ist als die Sickensteigung, vom Anforderungsprofil der Radial- und Axialbelastbarkeit ab.
Für tiefer auszuformende Sicken zwecks Erzielung höherer Belastbarkeiten sowohl in Radial- als auch in Vertikalrichtung ist ein Expandierwerkzeug vorzusehen, das eine zwangsweise Vergrösserung der Sickenhöhe erlaubt. Es sei auf die Fig. 4 und 5 verwiesen. in welchen gleiche oder identische Sickenabschnitt- und Werkzeugteilebezeichnungen mit dem gleichen Referenz-Zeichen, jedoch mit dem Index 1 versehen, wie oben bezeichnet sind.
Die Steigerung der Sickenhöhe h, ist mit einer auf die Aussenseite der strichliert gezeigten Zarge 6.1 einwirkenden Gegenhalterung 15 möglich, von welcher nur die die Gebinderumpf-Aussenkontur formenden Teile im Abstand gezeigt sind. Die in Fig. 4 schematisch dargestellten Expandier Segmente beidseits der Segmenttrennebenen 9.1 mit den Segmentköpfen 7.1 sind wiederum längs Segmentachsen 10.1 in Richtung der Pfeile radial ausschiebbar. Die Gegenhalterung 15 kann mehrteilig gestaltet, und die bezüglichen Segmente können gegebenenfalls längs Trennebenen 16 aufklappbar sein. Die Expandierung der gestrichelt gezeigten Zarge 6.1 erfolgt im Prinzip wie oben beschrieben, wobei die Sicken 5.1 an den Stellen Al definiert ausgepresst werden.
Die Verbindungsbereiche zwischen benachbarten Sicken sind nun nicht mehr geradlinige Polygonverbindungen wie in Fig. 1, sondern entsprechend den Wölbungen 17 der Gegenhalterung 15 gebogene Rumpfpartien 18. Durch die formtreue Auspressung der Sicken 5.1 (Stellen A ,) und der Rumpfpartien 18 zwischen den Sicken 5.1 ist es möglich, die Sickenhöhe hl unabhängig von der natürlichen Verformung des Rumpfbleches zwischen zwei Stickenstellen A, festzulegen, so dass der Wandverstärkungseffekt der Sicken 5.1 sowohl in radialer als auch in axialer Richtung gesteuert festlegbar ist.
Weiterhin ist es möglich, zwei oder mehr Sicken 5.2 beispielsweise in der Art nach Fig. 6 zu einer Sickengruppe 19 zusammenzufassen und die Gruppen in einem Abstand a anzuordnen, der sich vom Abstand der Sicken 5.2 innerhalb einer Gruppe 19 unterscheidet. Ausserdem ist es möglich, Sikken unterschiedlicher Profilierung innerhalb einer Gruppe vorzusehen, beispielsweise um neben höhern Rumpfwand Verstärkungseffekten auch dekorative Effekte zu erzielen.
Im Falle von Sickengruppen 19 ist es gemäss Fig. 6 zweckmässig, den Sickenabstand a zwischen den äussersten Sicken 5.2 zweier benachbarter Gruppen 19 mindestens doppelt so gross zu wählen wie den Abstand a, zwischen den jeweils äussersten Sicken einer Gruppe, bzw. den Mittenabstand a2 solcher Gruppen nicht kleiner zu wählen als 10% des Zargendurchmessers D2 vermehrt um den Mittenabstand a, der äussersten Sicken einer Gruppe 19 ausmacht.
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PATENT CLAIMS 1. Metal containers with a body provided with stiffening beads, a bottom connected to the body and a cover placed on the body, characterized in that the stiffening beads (5, 5.1, 5.2) extend helically over the container body (1) by radial outward parts of the fuselage material are formed, and are arranged substantially uniformly distributed over the entire fuselage surface.
2. Metal container according to claim 1, characterized in that the stiffening beads (5, 5.1, 5.2) are inclined at an angle of inclination (a) of 30-750 to the horizontal and are arranged substantially parallel below one another.
3. Metal container according to claim 2, characterized in that the bead spacing (s) is in the range of 715% of the fuselage diameter (D; D).
4. Metal container according to claim 2, characterized in that the bead height (h) is in the range of 520% of the bead spacing (s).
5. Metal container according to claim 1, characterized in that the beads are designed as individual V-shaped bends of the fuselage material (1) (Fig. 3, 5).
6. Metal container according to claim 1, characterized in that the beads (5.2) are arranged in groups (19) of several narrow individual beads and between adjacent bead groups (19) there is a bead spacing (a2) which is at least the sum of 10% of the frame diameter (D2) and the center distance (al) of the outermost Sikken of a group (19).
The invention relates to a metal container according to the preamble of patent claim 1.
In the case of metal containers, preferably those made of sheet metal with a small wall thickness (0.2-0.5 mm), it is customary to provide the container body, also called the frame, with circumferential beads and / or vertical beads in order to achieve increased radial and / or vertical resilience. In cases where a container body is to be provided with both circumferential and vertical beads for reasons of the load capacity mentioned, it is generally necessary to produce these beads in separate and thus several operations. This increases not only the processing costs, but also the effort for the manufacture and storage of tools, as well as the space required for any intermediate storage of partially processed container bodies.
In addition, such a bead arrangement is rarely able to optimally meet the strength requirements due to the different material stresses, and the appearance of the containers is usually poor, so that additional design means may have to be used.
The invention is therefore based on the object of creating a metal container of the type described in the preamble of claim 1, in which the deficiencies described can be avoided.
The solution to this problem is defined by claim 1. Embodiments thereof can be designed according to the dependent claims.
An embodiment of the metal container according to the invention is explained below with reference to the drawing. In this shows
1 is a perspective side view of an essentially cylindrical metal container,
2 shows a partial horizontal section through the fuselage wall of the container along the line II-II in FIG. 1 in an enlarged representation, produced with a tool that expands the container body from the inside to the outside,
3 shows a partial section through the fuselage wall of the container along the line III-III in FIG. 1 in an enlarged representation, shaped in the manner according to FIG. 2,
4 shows a horizontal section similar to FIG. 2 on a container body, produced with an expanding tool effective from the inside and a counter-holder applied on the outside, FIG.
Fig.
5 shows a section similar to FIG. 3 on a container body, shaped in the manner according to FIG. 4, and
Fig. 6 is a section similar to FIG. 5 through an embodiment of the fuselage beads.
The metal container shown in FIG. 1 has a fuselage 1 with a lid 3 which is tightly connected by an edge flange 2. A base (not visible in the drawing) is connected to the fuselage 1 by means of a further edge flange 4. The diameters of the contact areas of the edge flanges 2, 4 and the lid or bottom edge zones which are respectively adjacent when vertically stacking several containers are matched to one another in such a way that the edge flanges of containers standing one above the other engage one another. Both the lower and the upper edge flange can be the larger or
have small diameter, in the first case the lid 3 is narrower than the bottom, and in the second case the bottom is narrower than the lid. The same can also apply to the diameters of the adjacent parts of the fuselage. However, these parts of the fuselage can be drawn in or expanded relative to the main area of extension of the fuselage in such a way that either a substantially cylindrical, or a conically tapering from top to bottom or from bottom to top, or a spherical or barrel-shaped body results.
The container body 1 is provided with sikken 5 which extend helically on its circumference and run parallel to one another. These beads include an inclination angle a of about 30 to 75 "to the horizontal, which, from the subjective point of view of an aesthetically satisfactory appearance of the container, depends on its radial and - above all - axial load-bearing capacity. The beads 5 can be arranged in the same mutual vertical or horizontal distances V or H attached individual beads (Fig. 3, 5) or in groups (Fig. 6) in which two or more beads closer together are separated by a wider vertical or horizontal distance Beads on the container body to be clockwise or counterclockwise.
The beads 5 are designed in a known manner by means of an expanding tool, shown schematically in FIG. 1 and generally designated 8, which engages in the interior of a frame 6, preferably cylindrical or slightly conically shaped and expediently welded.
Fig. 2 shows schematically a partial horizontal section through a container body 1, the frame 6 shown with a dashed line approximately circular is provided at the bead locations A with bulges. These bulges lie in the horizontal section shown and the type of production described at the corner points of a polygon, the number of sides of which corresponds to the number of bead-forming segment heads 7 on the expanding tool 8. In the horizontal sectional view of FIG. 1, the hull material 1 lies stretched on a straight line between the positions A. Apart from the segment heads 7 mentioned, only the segment separation planes 9 and the segment axes 10 of the expansion tool 8 are shown in the drawing, along which the expansion segments can be pushed out radially in the known direction in the direction of the arrow.
Fig. 3 shows the one only from the inside of the
Dashed frame 6 acting expanding tool beads 5 in section IIIIII of FIG. 1, with a pronounced bead shape is visible. By pressing the segment heads 7 in the direction of the arrow, the frame plate 6 is brought into the chain line 11 shown with a double line, the deepest area of the chain line 11 remaining approximately on the starting line of the frame 6. This results in shaped beads 5 with relatively flat side sections 13.
In a practical embodiment of a tin container of approximately 32 cm in diameter and a vertical bead spacing s (FIG. 1) of approximately 30 mm (30 liter container), this resulted in a bead height h of approximately 3 mm. With this bead height and a sheet thickness of 0.25 mm, a vertical load of approx. 6000 N could be achieved. Due to the 18 improvements in the axial load capacity, evenly distributed over the entire circumference of the container and achieved in a single molding process, compared to an approximately equally large conventional metal container with the same frame sheet thickness, an increase of approx. 10 to 15% could be achieved. The radial reinforcement effect with an equally large metal container and the same frame wall thickness can be assumed to be around 30%.
Only beads 5 (FIGS. 2, 3) formed from the inside of the frame are expediently designed as individual beads (in contrast to beads arranged in groups), values of approximately 7 to 15% of the frame starting diameter D advantageously being selected for the bead spacing s will.
The bead height h is approx. 5 to 20% of the bead spacing s and depends on the frame sheet thickness (0.24 to 0.5 mm) in terms of rational feasibility, i.e. a lower sheet thickness is associated with a higher h-value and vice versa. Given values for s and h, the axial load capacity can be varied in the range of factors 1 - 1.5 for pitch angles a (FIG. 1) between 30 to 75 "and for the radial load capacity in the range of 2: 1. The as The most advantageous bead pitch angle a thus depends on the given ratio s: h, which is usually more important for the aesthetic design of the container surface than the bead pitch, on the requirement profile of the radial and axial load capacity.
For beads to be shaped deeper in order to achieve higher load capacities both in the radial and in the vertical direction, an expanding tool must be provided which allows the bead height to be increased by force. Reference is made to FIGS. 4 and 5. in which the same or identical bead section and tool part designations are provided with the same reference symbol, but with the index 1, as described above.
The increase in the bead height h is possible with a counter-holder 15 acting on the outside of the frame 6.1 shown in broken lines, from which only the parts forming the outer container contour are shown at a distance. The expanding segments shown schematically in FIG. 4 on both sides of the segment separation planes 9.1 with the segment heads 7.1 can in turn be pushed radially along the segment axes 10.1 in the direction of the arrows. The counter bracket 15 can be designed in several parts, and the related segments can optionally be hinged along dividing planes 16. In principle, the frame 6.1 shown in dashed lines is expanded as described above, the beads 5.1 being pressed in a defined manner at the points A1.
The connection areas between adjacent beads are now no longer straight polygon connections as in FIG. 1, but body parts 18 bent in accordance with the curvatures 17 of the counter-holder 15. Due to the true-to-shape pressing of the beads 5.1 (points A,) and the body parts 18 between the beads 5.1 it is possible to determine the corrugation height hl independently of the natural deformation of the fuselage sheet between two embroidery points A, so that the wall reinforcing effect of the corrugations 5.1 can be determined in a controlled manner both in the radial and in the axial direction.
Furthermore, it is possible to combine two or more beads 5.2, for example in the manner shown in FIG. 6, to form a bead group 19 and to arrange the groups at a distance a that differs from the distance of the beads 5.2 within a group 19. In addition, it is possible to provide sikken with different profiles within a group, for example to achieve reinforcement effects as well as decorative effects in addition to higher fuselage walls.
In the case of bead groups 19, it is expedient according to FIG. 6 to choose the bead spacing a between the outermost beads 5.2 of two adjacent groups 19 at least twice as large as the distance a between the outermost beads of a group, or the center distance a2 of such Groups not to be selected smaller than 10% of the frame diameter D2 increased by the center distance a, which is the outermost beads of a group 19.