CN111372700A

CN111372700A - 用于制造卷边的方法

Info

Publication number: CN111372700A
Application number: CN201880064508.4A
Authority: CN
Inventors: 贝亚特·让泽; 桑德罗·博托格; 乌尔斯·格拉夫; 于尔根·斯皮勒
Original assignee: Adval Tech Holding AG
Current assignee: Adval Tech Holding AG
Priority date: 2017-10-02
Filing date: 2018-09-27
Publication date: 2020-07-03
Anticipated expiration: 2038-09-27
Also published as: EP3691810A1; ES2898759T3; CN111372700B; JP2020535969A; EP3691810B1; WO2019068539A1; US20200246854A1; US11498105B2; PL3691810T3; JP7261228B2

Abstract

本发明涉及一种用于从管的圆柱形边缘部分(11)制造卷边的方法。在该方法中，通过强制受控的工具(30)使边缘部分(11)的起始区域(14)卷曲。然后，将翻边模(21)推进到卷曲的边缘部分(11)中，并将卷曲的边缘部分翻边成卷(12)。根据本发明的方法的特征在于，通过包括折边模(37)和对夹器(34)的工具(30)从轴向方向(45)将边缘部分(11)的起始区域(14)以75°到105°的角度(α)折叠成基本径向的周向凸缘(41)。本发明还涉及具有这种卷边的元件，特别地呈气溶胶圆顶形式。

Description

用于制造卷边的方法

技术领域

本发明涉及一种用于从管的边缘部分制造卷边的方法，在该方法中，将翻边模推进到边缘部分中，并将其翻边成卷。

这种方法可用于制造所谓的用于喷雾瓶等的气溶胶圆顶，其中，此圆顶的管部分恰好在这种卷边中形成以容纳阀板。特别地，这里对精度提出高的要求，并且需使用仅几十分之毫米厚度的薄金属板。

背景技术

在如今的于气溶胶圆顶上制造卷边时，具有特定半径的翻边模被推进到预先通过拉延方法在气溶胶圆顶上制造的管部分中，并将此管部分的边缘翻边成卷。卷边的形状和大小很大程度上取决于翻边模的几何形状及其所提到的半径。但是，在该成形过程中，卷边的起始区域通常不具有所期望的半径，而是具有相当平直的形状。在该相当平直的起始区域与相邻的径向变形区域之间形成弯曲部。该效果是由金属薄板的固有稳定性引起的，并且随着金属薄板变得越来越硬和越来越薄而变得更加显著。此外，材料和工具中的不规则性具有相似的效果，并且总体上导致不均匀、不受控的变形。

将借助于图1、图2a)-2e)和图3更详细地说明上述情况。

图1以纵向截面图示出了具有管部分11的气溶胶圆顶10和未另外示出的半径22的成形工具20的翻边模21。图1的左侧示出了起始状态，其中尚未变形的管部分11和翻边模21处于其起始位置。图1的右侧示出了翻边模21处于其最终位置。在翻边模21在起始位置与最终位置之间移动期间，管部分11沿半径22变形(或者至少其边缘部分根据管部分的长度如此发生变形)以形成卷12。

图2a)-2e)分别以图1的放大剖视图A示出了卷曲(roll)过程的细节。能够看出，形成了实际平直起始区域14的从图2a)转换到图2b)期间，制造了上述弯曲部13，该弯曲部在根据图2c)-2e)的进一步成形过程中不利地保持不变。在成形技术中，起始区域14构建了不可控的几何区域。如图3在所形成的气溶胶圆顶的局部视图中所示，这导致卷边12的高度H变化(见图2e)，并且因此还导致不可控的、不规则的边缘几何形状15。

为了解决这个问题，EP-A-1 372 880提出了结构化如图4-6所示的过程：在图4中(以纵向截面图示出了在两个位置处的卷曲工具中具有管部分的气溶胶圆顶，即在左侧仍未变形，并且在右侧最终卷曲)，再次将具有管部分11的气溶胶圆顶表示为10，但其被放置在此处卷曲工具30中。这包括具有半径32的卷边模31、至少一个压具33、多个对夹器(counterholder)34和相应数量的推动器35。对夹器34可以成形为一起绑定或释放圆形开口的四个可径向移动的段。在图4的左侧示出了起始状态，其中管部分11仍未变形并且卷边模31处于其起始位置。但是，部件33-35已经处于其最终或作用位置。它们从如虚线所示的释放位置到达该位置，因为首先压具33与对夹器34一起向下移动，直到撞上气溶胶圆顶的环形边缘16。推动器35然后向下移动直至压具33。如图所示，通过倾斜表面与对夹器34的耦接，它们将对夹器34径向向内推至其最终位置以进行压印过程。图4的右侧示出了处于其最终位置的卷边模31。随着卷边模31在其起始位置与最终位置之间移动，使管部分11的起始部分14卷曲，并设置有半径32。此后，将卷边模31再次从管部分拉回，推动器35向上移动，对夹器34径向向外行进，压具33向上行进，从而释放气溶胶圆顶10。

如上所述，然后根据已借助图1和图2说明的方法进一步形成气溶胶圆顶10或其管部分11，其中，图5示出了对应于图1的图示。然而，能够看出，在左侧示出的处于起始位置已经开始卷曲的管部分11的起始区域14以形状配合的方式与翻边模21的半径22相适配。为此，优选地一方面，翻边模21的半径22和卷边模31的半径32也具有相同的尺寸。在具有翻边模21的进一步卷曲中，如图5的详细表示B所示，给定起始区域14在图6中具有其受控的半径，具有最终的卷曲的边缘部分。

根据现有技术的这种方法的问题尤其是它们无法被执行，特别是对于具有高强度、没有材料应力以及相关联的裂纹和断裂伸长率的起始材料。此外，发现卷边是波浪形的，因为套环不具有凸缘半径。

由US 4,113,133已知一种用于在压力容器上制造卷边的方法，其中，卷边从容器壁向外延伸，并具有通过容器轴线的横截面中至少180°的圆形区段部分，卷边的端部部分引入该圆形区段部分中，该端部部分在通过容器轴线的横截面中是平直的，其长度大于该圆形区段部分的半径，并朝向压力容器的底部与容器轴线形成锐角。该方法的特征在于，使边缘达到所需的开口直径，边缘的端部部分以垂直于容器轴线的直线向外弯曲，工具制造自由成形部，从而该部分不被支撑在底部，然后其向下弯曲，同时与容器壁形成锐角，然后使边缘卷曲以形成圆形区段部分。

从DE 20 2013 100 529 U1中已知一种用于罐的翻边机，其包括容器和盖；其中翻边机具有至少一个翻边装置，该翻边装置从外部径向使已折叠的边缘卷曲，并设计成通过翻边过程将容器和盖结合在一起。该工具包括从外部径向接合的辊子，该辊子被设计成在盖和容器的边缘处执行翻边过程；该方法的特征在于，(至少一个)翻边装置包括气动致动器，该气动致动器被设计成移动辊子，使其与罐接触并执行翻边过程。

发明内容

因此，本发明的主题是一种用于从管的圆柱形边缘部分制造卷边的方法，在该方法中，通过强制受控的工具使边缘部分的起始区域卷曲或将其更好地折叠成平直的凸缘，然后将翻边模推进到卷曲或更好地折叠的边缘部分中，然后将其翻边成卷。该方法优选仅在这两个步骤中进行，即“圆柱形边缘部分”在这刚好两个步骤中进行精确加工，该圆柱形边缘部分可以可选地被预先处理(例如，表面处理、同心度的调节等)，但被引入到该过程中刚好作为这种圆柱形边缘部分，即该圆柱形边缘部分在第一步中被折叠，然后在第二步中使该折叠边缘卷曲。优选地，不设置其他步骤。因此，该方法优选仅涉及这两个步骤。因此，优选地，这是一种用于从管的圆柱形边缘部分制造卷边的两步的方法，该方法包括所提到的第一步和所提到的第二步，以便提供预期供其使用的最终卷边。

因此，该方法的特征在于，在所提到的第一步——折叠中，通过工具从轴向方向将边缘部分的起始区域以75°到105°的角度(α)折叠成基本径向的周向凸缘(41)，该工具包括优选在第一步中至少部分地轴向引入边缘部分的开口中的折边模，并且优选地包括对夹器。该凸缘的角度α优选为80°到100°，优选为85°到95°。折边模具有平面支承表面，该平面支承表面根据所提到的折叠角度相对于边缘部分的轴线倾斜，并且对夹器也具有基本平行于其延伸的同样的平面抵接表面。如果折边模从上方前进到圆柱形边缘部分中，则对夹器的抵接表面因此在底部支撑折叠部分，从而由于支撑过程控制，使得即使在硬质材料的情况下，也能以小的弯曲半径实现受控的过程。

上述完全原始的方法的问题在于，在卷边的端部处产生美学上不令人满意的边缘。可以使用根据EP-A-1 372 880的方法在很大程度上消除该问题。然而，发现两种方法均会引起问题，特别是考虑到当今对将更硬和/或更薄的金属薄板作为起始材料的需求，因为真正希望的是只采用两个步骤来进行对边缘的整个卷曲，并且希望避免带来额外的复杂性和额外的成本的其他中间处理步骤。尤其是当使用例如TH520或TH500型的镀锡板(或具有甚至更高屈服强度和/或拉伸强度的材料)时，由于现有技术的两步法中更低的断裂伸长率所引起的材料应力而导致裂纹。此外，由于套环不具有翻边半径，因此边缘变为波浪形。

为了使用具有所提到的更高的屈服强度和/或拉伸强度的材料，优选在第一步(折叠)使用支撑成形而不是自由成型(仅使用一个模具)，例如，通过与在US 4,113,133中描述的方法进行对比，该方法不能与这种硬质材料一起使用，也就是说，通过由折边模和对夹器组成的工具以角度(α)折叠边缘。在这些材料的情况下，自由成形不允许任何小半径的倾斜。

令人惊讶的是，现在已经发现这些问题能够得以解决，特别是在两步法的情况下，因此，如果管的起始区域未卷曲、而是被折叠基本90°，则能够使用提到的硬质材料甚至更硬的材料而不会出现上述问题。这稳定了套环的端部，并通过各向异性使波形成稳定。此外，这缓解了套环的起始区域来自由制备过程所引起的材料应力。

该方法的优选实施例的特征在于，周向凸缘与相邻的轴向部分之间的弯曲半径r小于圆柱形边缘部分的材料厚度(s)的两倍。换句话说，90°弯曲的支腿的长度优选相对于材料厚度以一定的比例来定义。

进一步优选地，弯曲半径r是圆柱形边缘部分的材料厚度(s)的0.5到1.5倍、特别优选地是0.75到1.25倍。

另一个优选实施例的特征在于，凸缘的径向长度q是圆柱形边缘部分的材料厚度(s)的2到5倍、优选3到4倍或3到3.5倍。

优选地，最初产生的90°凸缘在翻边期间稍微隐藏在卷的内部中。因此，根据另一优选实施例的方法的特征在于，在折叠之后的卷曲期间，凸缘的基本线性部分通过翻边模放置在卷的内部中，并且优选地以基本径向的方向被引导到卷中。

边缘部分的材料厚度优选地为0.05到1mm、优选地为0.15到0.4mm、特别优选地为0.18到0.34mm。

边缘部分的材料通常是钢板、优选地是镀锡板。

进一步优选地，用于边缘部分的材料是具有至少500MPa、优选地至少520MPa、特别优选地至少550MPa的屈服强度(根据EN 10202:2001、特别是第8.2章，以及根据DIN EN10002-1:2001的测量方法确定)的钢板。

根据优选的实施例，用于边缘部分的材料能够是具有至少500MPa、优选地至少550MPa、特别优选地至少575MPa的拉伸强度(根据EN 10202:2001、特别是第8.2章，以及根据DIN EN 10002-1:2001的测量方法确定)的钢板。

通常，边缘部分的材料是TH520(材料号1.0384)、TH550(材料号1.0373)、TH580(材料号1.0382)、TH620(材料号1.0374)或者均根据DIN EN 10202:2001的相应的TS类型的镀锡板。可选地，均根据AISI/ASTM 623由DR8、DR8、DR8.5或DR9型配制。这些材料的相应组成和性能在引用的标准中有定义；为了定义此处特别提到的材料，所引用标准中的相应公开内容明确地包含在本公开内容中。

为了随后也有效地使折叠边缘卷曲，翻边模优选具有至少100°、优选地至少120°的包角。

该工具通常包括相对于管轴线可径向调节的多个外部对夹器，还包括折边模，并且所述卷曲以以下步骤进行：

-将外部对夹器径向向内移动，直到撞上管部分，

-将折边模推进到管部分中，以折叠其起始区域，

-将折边模从管部分移除，

-使外部对夹器径向向外移动，以轴向释放管部分。

由此，能够设置围绕圆周分布的3、4、5或6个(优选4个)外部对夹器，所述外部对夹器中的每一个具有径向臂和位于径向内侧的夹持区域，该夹持区域基本上围绕并包围轴向部分。

通常将卷边放置在用于喷雾罐的气溶胶圆顶的管部分上，以容纳阀板，其中能够与上面讨论的步骤并行地执行、或者除执行上面讨论的步骤之外执行可选地附加成形步骤、特别是用于准备固定至喷雾罐的步骤。

优选地，在折叠期间，折边模和对夹器通过形状配合围绕边缘部分。

此外，本发明涉及这种方法用于制造卷边、特别是用于制造具有这种用于喷雾罐的卷边的气溶胶圆顶的用途。

最后，本发明涉及一种卷边，特别是作为通过上述方法制造的用于喷雾罐的气溶胶圆顶的一部分或具有这种卷边的喷雾罐的一部分。

在从属权利要求中提出了其他实施例。

附图说明

下面借助于附图对本发明的优选实施例进行描述，所述附图仅用于说明并且不应理解为限制。所述附图示出：

图1-6是用于说明现有技术中的关系的已解释过的附图；

图7是气溶胶圆顶和折边模、以及处于两个位置的推动器和对夹器的图示，即左侧仍未变形并且右侧被折叠，即气溶胶圆顶具有折叠的起始区域；

图8是折边模的平面图；

图9是具有翻边模的卷曲工具中的气溶胶圆顶的图示，但是该气溶胶圆顶已经具有折叠的起始区域；

图10是图9中B的详细的放大剖视图，是根据本发明的最终卷边；

图11是在利用翻边模处理之前的折叠部分的详细图示。

具体实施方式

图7-11示出了新提出的用于制造卷边的方法的各图示和不同步骤，现在也可以使用比先前可能的材料更硬的材料。

图7示出了对工具中的起始区域14进行折叠的步骤，其中工具在左侧仍打开，并且工具在右侧处于边缘被折叠成周向翻边41的状态。

如能够在左侧看到的那样，气溶胶圆顶10和轴向部分42在侧面或者在周围由相应的对夹器元件34包围，并且具有窄半径36的折边模37从上方沿着轴线44插入开口中。如在图7的右侧能够看到，起始区域14以直角折叠并形成基本上以直角或大约90°的相对尖锐的边缘。

图8以平面图示出了用于执行产生卷边的该第一操作的一个可能的工具。能够看出，总共有控制对夹器34的4个推动器35。对夹器34各自具有相对于工具轴线44的径向臂38和以略小于90°的角度围绕并接合工件的轴向部分42的区域39。

在下一步中，如图9所示，产生实际卷边。再次在左侧所示工具仍处于打开状态，即翻边模21已被引入到准备好的圆顶的开口中但尚未形成边缘区域的状态。翻边模21具有约120°的相对大的包角48。在该步骤中同样能够设置其他工具元件、特别是对夹器，但并不是强制性的。然后翻边模21轴向前进到开口中，并且现在使轴向部分42卷曲成实际的卷12。

如在图10的详细剖面图中能够看到的，折叠的起始区域基本保持不变。几乎线性的折叠区域41和尖锐弯曲部40基本保持完整、但是没有阻碍，由于为形成卷12将边缘卷曲得太多，使得几乎线性的区域41或多或少地指入卷12的内部47。因此，不会产生任何干扰的或特别是美学上的问题，并且因为将可选地尖锐边缘移入卷的内部中，彻底确保了安全性。

为了实现该过程，材料厚度和半径以及弯曲长度有利地特别地彼此协调。为此，各个参数如图11所示。一方面是折叠角度α，另一方面是弯曲长度q(即凸缘的径向延伸量)以及材料厚度s。这些变量分别根据轴向部分42、几乎线性的区域41和轴向部分42的区域中的轴向方向、或折叠区域41的当不精确地等于90°时的基本径向方向(46)给出。

附图标记列表

10 气溶胶圆顶 38 34的径向臂

11 气溶胶圆顶的管或边缘 39 34的夹持区域部分

40 12中的尖锐弯曲部

12 卷 41 14的几乎线性的区域

13 弯曲部 42 轴向部分

14 起始区域 43 圆顶部分

15 边缘几何形状 44 对称轴线

16 环形边缘 45 区域42中的轴向方向

20 成形工具 46 折叠区域41的方向

21 翻边模 47 12的内部

22 翻边模处的半径 48 21的包角

30 卷曲工具 s 材料厚度

31 卷边模 q 弯曲长度

32 卷边模处的半径 r 弯曲半径

33 压具 α 折叠角度

34 对夹器

35 推动器

36 折边模处的半径

37 折边模

Claims

1.一种用于从管的圆柱形边缘部分(11)制造卷边的方法，其中，在第一步中，通过强制受控的工具(30)使边缘部分(11)的起始区域(14)卷曲，然后在第二步中将翻边模(21)推进到卷曲的边缘部分(11)中，并且将所述卷曲的边缘部分翻边成卷(12)，

其特征在于

在第一步中，通过包括折边模(37)和对夹器(34)的工具(30)从轴向方向(45)将边缘部分(11)的起始区域(14)以75°到105°的角度(α)折叠成基本径向的周向凸缘(41)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述周向凸缘(41)与相邻的轴向部分(42)之间的弯曲半径(r)小于圆柱形边缘部分(11)的材料厚度(s)的两倍，优选地所述弯曲半径(r)是圆柱形边缘部分(11)的材料厚度(s)的0.5到1.5倍、特别优选地是0.75到1.25倍。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述凸缘(41)的径向长度(q)是圆柱形边缘部分(11)的材料厚度(s)的2到5倍、优选地3到4倍。

4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在折叠之后的卷曲期间，将凸缘的基本线性部分(41)通过翻边模(21)放置在卷(12)的内部(47)中，并且优选地以基本径向的方向引导到所述卷中。

5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述角度(α)为80°到100°、优选地为85°到95°。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述边缘部分(11)的材料厚度为0.1到1mm、优选地为0.15到0.4mm、特别优选地为0.18到0.34mm。

7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述边缘部分(11)的材料是钢板、优选地是镀锡板。

8.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述边缘部分(11)的材料是钢板，所述钢板具有根据DIN EN 10002-1:2001确定的至少500MPa、优选地至少520MPa、特别优选地至少550MPa的屈服强度，和/或具有根据DIN EN10002-1:2001确定的至少500MPa、优选地至少550MPa、特别优选地至少575MPa的拉伸强度。

9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述边缘部分(11)的材料是钢板，优选材料号为1.0384的TH520型镀锡板；材料号为1.0373的TH550型镀锡板；材料号为1.0382的TH580型镀锡板；材料号为1.0374的TH620型镀锡板，或者均根据DIN EN 10202:2001的相应的TS类型的镀锡板，和/或均根据AISI/ASTM 623的DR8、DR8、DR8.5或DR9类型的镀锡板。

10.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述翻边模(21)具有至少100°、优选地至少120°的包角。

11.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述方法仅包括所述第一步和第二步，并且工具(30)包括相对于管轴线(44)可径向调节的多个外部对夹器(34)，还包括折边模(37)，并且所述卷曲以以下步骤进行：

-使外部对夹器(34)径向向内移动，直到撞上管部分(11)，

-将折边模(37)推进到管部分(11)中，以折叠所述管部分的起始区域(14)，

-将折边模(37)从管部分(11)移除，

-使外部对夹器(34)径向向外移动，以轴向释放所述管部分(11)，

其中优选地设置围绕圆周分布的3、4、5或6个外部对夹器(34)，所述3、4、5或6个外部对夹器中的每一个具有径向臂(38)和位于径向内侧的夹持区域(39)，所述夹持区域基本上围绕并包围轴向部分(42)。

12.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，将所述卷边放置在用于喷雾罐的气溶胶圆顶(10)的管部分(11)上，以容纳阀板。

13.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述折边模(37)和对夹器(34)以形状配合的方式围绕边缘部分。

14.一种将根据前述权利要求之一所述的方法用于制造用于喷雾罐的气溶胶圆顶的用途。

15.一种卷边，其特别是作为通过根据前述权利要求之一所述的方法制造的用于喷雾罐的气溶胶圆顶的一部分或具有这种卷边的喷雾罐的一部分。