DE1452650C3

DE1452650C3 - Vorrichtung zur Verbindung von Blechen, insbesondere einer einen Reiß streifen aufweisenden Behalterwand mit einer Lasche zum Offnen des Reißstreifens mittels zweier ineinandergefügter Hohl niete

Info

Publication number: DE1452650C3
Application number: DE1452650A
Authority: DE
Inventors: Ermal Cleon Dayton Ohio Fraze (V.St.A.)
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1964-03-02
Filing date: 1965-06-04
Publication date: 1973-09-20
Also published as: GB1101795A; DE1452650A1; DE1452650B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verbindung von Blechen, insbesondere einer einen Reißstreifen aufweisenden Behälterwand mit einer Lasche zum Öffnen des Reißstreifens mittels zweier ineinandergefügter Hohlniete, mit zwei gegeneinanderwirkenden Stempeln, die die beiden Hohlniete gemeinsam anköpfen.

Es ist (aus der deutschen Auslegeschrift 1 064 463) bekannt, zwei Bleche mit einer derartigen Vorrichtung zu verbinden, wobei beide Stempel, ebene Stirnflächen als Arbeitsflächen aufweisen, welche die in einem eigenen Arbeitsgang zuvor ausgebuchteten Böden der Hohlniete so flachdrücken, daß die beim Zusammendrücken sich ausbildenden, schwalbenschwanzförmigen Seitenflanken der Niete verstärkt werden. Um diese Verstärkung sicherzustellen, ist der auf das äußere der beiden Bleche einwirkende zylindrische Stempel in einer zylindrischen Bohrung einer Matrize geführt, durch welche das beim Flachdrücken der eingebuchteten Böden radial nach außen verdrängte Material der Nietbodenränder scharf in axiale Fließrichtung umgelenkt wird.

Nachdem die beiden Hohlniete auf ihrer offenen Seite in einer gegenüber der Arbeitsfläche des in die Niete hineinragenden Stempels zurückgesetzten Auskehlung anliegen, tritt durch den axialen Materialfluß vom Nietboden eine Stauchung der Seitenflankerrund damit deren gewünschte Verstärkung ein. Es haf sich gezeigt,-daß derartig ausgebildete und ver- formte Hohlniete insbesondere bei der Verbindung einer einen Reißstreifen aufweisenden Behälterwand mit einer Lasche zum öffnen dieses Reißstreifens nicht geeignet sind. Die für diesen Zweck verwendeten Bleche sind verhältnismäßig dünn, so daß "eine auf die komplexen Verformungsvorgänge bis zum radialen Verdrängen des Randes der Nietböden folgende, zusätzliche scharfe Abknickung und Stauchung der Seitenflanken zur Rißbildung im Blechmaterial führt. Die ebenen, zueinander parallelen Arbeitsflächen der beiden Stempel behindern zudem ferner die radiale Verdrängung des Blechmaterials im Bereich der Nietböden. Dabei wird vor allem der innere Nietboden durch den außen anliegenden äußeren Nietboden an der Ausdehnung gehindert und örtlich gestaucht. Um trotzdem eine ausreichende Verformung der Seitenflanken beider Niete zu erreichen, müssen sehr hohe Preßdrücke ausgeübt werden, was jedoch darüber hinaus zu weiteren partiellen Uberbeanspruchungen des Materials führt.

Nach einem (aus der deutschen Patentschrift 620 868) bekannten Verfahren zur Verbindung einer Aufreißlasche an einem Aufreißstreifen eines Konservendosendeckels wird auf einen im Aufreißstreifen vorgeformten Hohlniet eine entsprechend ausgestanzte Aufreißlasche aufgesteckt und die Verbindung durch Breitquetschen des Nietbodens hergestellt. Auch hier wird das Blech des Nietbodens am Rand scharf umgeknickt und durch die ebene Ausbildung der Arbeitsfläche des Verformungsstempels am radialen Auseinanderfließen behindert, was ähnlich wie vorbeschrieben zu höheren Flächenpressungen und einer starken Materialbeanspruchung führt.

Schließlich ist (aus der französischen Patentschrift 1400 659) ein Verfahren bekannt, nach welchem ebenfalls zunächst eine durchbohrte Aufreißlasche auf einen Hohlniet im Aufreißstreifen aufgesteckt wird, welcher in einer Mehrzahl von Arbeitsgängen vorgeformt wurde. Daraufhin wird, wiederum in mehreren Arbeitsgängen, der Nietbodenrand durch Zusammenpressen der beiden Stempel über den dabei ebenfalls nach oben gebördelten Rand der Laschenöffnung umgebogen. Außer dem durch die Vielzahl der Verarbeitungsstufen bedingten hohen wirtschaftlichen Aufwand hat dieses Verfahren ebenfalls den Nachteil, daß das Material am radialen Fließen im Bereich des Nietbodens durch die ebenen Arbeitsfläche der Stempel behindert wird und insbesondere im Bereich des um 180° umgebogenen Nietbodenrandes äußerst hoch beansprucht wird, so daß das Entstehen von Rissen unvermeidlich erscheint.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Verbindung von Blechen, insbesondere einer einen Reißstreifen aufweisenden Behälterwand mit einer Lasche zum Öffnen des Reißstreifens mittels zweier ineinander gefügter Hohlnieten der eingangs erwähnten Bauart zu schaffen, die beim Aufeinanderpressen der beiden Stempel eine ungehinderte radiale Ausdehnung des Materials der beiden Nietböden, speziell des inneren Nietbodens gewährleistet und Uberbeanspruchungen des Materials der zu verbindenden Bleche vermeidet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß der äußere der beiden Stempel eine konvexe Arbeitsfläche aufweist.

Dadurch wird erreicht, daß einmal der äußere Stempel beim Beginn des Verformens der beiden ineinandergefügten fiohlniete nur auf einem verhältnismäßig kleinen mittleren Bereich auf den äußeren Nietboden einwirkt und das radiale Ausweichen des äußeren Randbereiches des Nietbodens nicht behindert. Zum anderen wirken infolge der konkaven Wölbung der Arbeitsfläche des äußeren Stempels auf dem Nietboden nicht nur axiale sondern auch radiale Kraftkomponenten ein, was das radiale Fließen des Materials ebenfalls begünstigt,,,Beide Hohlniete werden im Übergangsbereich ihrer Böden in. die sich trichterförmig verformenden Seitenflanken gleichmäßig gebogen, ohne durch das Auftreffen auf eine das radiale Auswandern begrenzende Matrize scharf umgelenkt zu werden. Das gleichmäßige Abbiegen am Rand der Nietbögen wird vor allem auch dadurch erreicht, daß sich der Boden des äußeren Hohlniets ra-

dial mehr vergrößert als der Boden des inneren Hohlniets, wobei die radiale Vergrößerung des äußeren Bodens vor derjenigen des inneren Bodens eingeleitet wird.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an Hand von mehreren in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Konservendosendeckel, der in der Mitte vorverformt ist,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt längs der LinieII-II der Fig. 1 mit den zur Ausbildung der Vorverformung angedeuteten Werkzeugen,

F i g. 3 eine der F i g. 1 entsprechende Draufsicht mit fertig geformtem Hohlniet,

F i g. 4 einen der F i g. 2 entsprechenden Teilquerschnitt längs der Linie IV-IV in F i g. 3,

F i g. 5 einen vergrößerten Teilquerschnitt des im Büchsendeckel ausgebildeten Hohlniets mit einer Aufreißlasche, in welcher ein entsprechend ausgebildeter Hohlniet vorgesehen ist,

F i g. 6 ein stark vergrößerter Schnitt der beiden in F i g. 5 gezeigten Hohlnieten in übereinandergeschobenem Zustand mit den zu ihrer weiteren Verformung erforderlichen beiden Stempeln vor dem Beginn der Verformung,

F i g. 7 eine der F i g. 6 entsprechende Darstellung nach der Verformung,

F i g. 8 eine Draufsicht auf einen Dosendeckel mit Reißstreifen und Lasche zum Öffnen dieses Reiß-Streifens,

F i g. 9 einen Querschnitt längs der Linie IX-IX inFig.8,

F i g. 10 ein stark vergrößerter Teilquerschnitt der zum öffnen des Reißstreifens von außen in den Dosendeckel geprägten Kerblinie,

Fig. 11 eine der Fig. 10 entsprechende Ansicht, bei der die Kerblinie an der Deckelinnenseite ausgebildet ist,

Fig. 12 und 13 die Werkzeuge zur Verformung eines doppellagigen Bleches in einen doppellagigen Hohlniet vor und nach dem Arbeitshub,

F i g. 14 eine Schnittansicht des verformten doppelwandigen Hohlniets mit dem dazu erforderlichen Werkzeug und

Fig. 15 bis 17 Schnittansichten die den in den F i g. 12 bis 14 gezeigten Ansichten entsprechen, jedoch mit einem zum Inneren des Büchsendeckels hineinragenden doppellagigen Hohlnieten.

In der Zeichnung ist mit 20 der Deckel einer Blechdose bezeichnet, der üblicherweise aus Aluminium oder Stahlblech gefertigt sein kann. In der Mitte dieses Deckels wird nach Vorverformung einer verhältnismäßig großflächigen, nach dem Teil einer Kugelfläche gebildeten Vertiefung 22 mittels eines oberen Ringstempels 25 und eines unteren Gegenstempels 26 der in den Fig.3 und4 dargestellte Hohlniet 24 gebildet. Dazu ist ein unterer Stempel 34 mit einem Zapfen 35 vorgesehen, der im Querschnitt dem Innendurchmesser des zu erzeugenden Hohlniets entspricht. Der obere Stempel 30 weist einen Hohlraum 32 auf, der gegenüber dem Außendurchmesser des Hohlniets 34 reichlich dimensioniert ist, um das Blech der Seitenflanken des Hohlniets so wenig wie möglich bei der Verformung zu behindern.

Die in Fig.5 gezeigte Aufreißlasche 38 weist einen Hohlniet 40 auf, welcher' so bemessen ist, daß er genau passend über den ersten Hohlniet 24 des Deckels 20 bis zur Anlage der Nietböden 36 bzw. 42 geschoben werden kann. F i g. 6 zeigt die beiden übereinandergeschobenen Hohlniete 24 und 40 zwischen einem oberen Stempel 44 und einem unteren Stempel 45 vor der endgültigen Verformung. Der untere Stempel 45 weist einen Zapfen 46 auf, der genau in den inneren Hohlniet 24 hineinpaßt und dadurch den doppellagigen Hohlniet 24, 40 von innen her stützt, um ein axiales Zusammendrücken desselben zu verhindern.

Nach der Erfindung weist der äußere Stempel 44 eine konvexe Arbeitsfläche 48 auf. Wie bereits beschrieben, kann sich dadurch der Nietboden 42 des äußeren Hohlniets 40 ungehindert radial nach außen ausdehnen. Er vergrößert sich dabei mehr als der Nietboden 36 des inneren Hohlniets 24, wobei die radiale Vergrößerung des äußeren Nietbodens 42 vor derjenigen des inneren Nietbodens 36 eingeleitet wird. Dabei wird der am Übergang der Nietböden zu den Seitenflanken der Hohlnieten sich ausbildende Ringwulst 52 ohne axiale Stauchung der Seitenflanken der Niete ausgebogen und verformt.

Vorteilhaft weist außer dem äußeren Stempel 44 auch der innere Stempel eine konvexe Arbeitsfläche 50 auf, wobei der Krümmungsradius der äußeren Arbeitsfläche 48 kleiner ist als der Krümmungsradius der inneren Arbeitsfläche. Dadurch wird auch das radiale Wegfließen des Materials des inneren Nietbodens gefördert, ohne jedoch die vom äußeren Stempel im äußeren Nietboden 42 bewirkte radiale Verdrängung zu übertreffen, so daß das gleichmäßige Ausformen des Ringwulstes 52 gewährleistet bleibt. In jedem Fall — mit flacher und mit konvexer Arbeitsfläche 50 des inneren Stempels — wird die radiale Verdrängung des äußeren Nietbodens 42 früher eingeleitet und reicht weiter als diejenige des inneren Nietbodens 36. Es wird eine dauerhafte Verbindung der Aufreißlasche 38 mit dem Deckel 20 erreicht, ohne daß Undichtigkeiten des Deckels infolge Überbeanspruchung des Materials befürchtet werden müssen.

In den F i g. 8 und 9 ist der fertiggestellte Büchsendeckel gezeigt, der außen eine Rundnut 54 und einen abgebogenen Randflansch 55 aufweist. Zum leichteren öffnen weist die Aufreißlasche 38 eine nach oben abgebogene Zunge 56 und zur Versteifung drei Längsrippen 58 bzw. 60 auf. Der Aufreißstreifen 62 ist durch eine durchgehende Einkerbung 64 begrenzt, welche sowohl auf der Außenseite des Büchsendeckels 20, (wie F i g. 10) als auch auf der Innenseite dieses Deckels (Fig. 11) ausgebildet sein kann. Üblicherweise wird ein Alüminiumdeckel von außen, ein Stahldeckel "von innen eingekerbt. Zweckmäßig verjüngt sich die Aufreißlasche 38 hinter dem Hohlniet, so daß dadurch im wesentlichen zwei Stützkanten 65 gebildet werden, an welchen sich die Lasche beim Öffnen bei geeignet winkliger Anordnung zum Aufreißstreifen abstützen kann.

Bei geeigneter Dimensionierung der Verformungswerkzeuge können gemäß F i g. 12 und 13 die beiden Hohlniete in einem Arbeitsgang hergestellt und ineinandergefügt werden. Dazu werden der Büchsendeckel 20 α und die Aufreißlasche 38 α zwischen einem oberen Stempel 70 und einem unteren Stempel 72 angeordnet. Der obere Stempel 70 weist einen Hohlraum 74 auf, der im Durchmesser etwas größer dimensioniert ist als der Durchmesser des zu erzeugenden doppellagigen Hohlniets. Der Hohlraum

1 452 65Ü

74 ist außerdem tiefer als die Höhe des Hohlniets und hat eine Entlüftung 75. Der Zapfen 76 des unteren Stempels 72 füllt den Hohlraum des Doppelniets aus. Der durch Zusammenschieben der beiden Stempel 70 und 72 erzeugte Hohlniet 78 wird zur festen Verbindung der Aufreißlasche 38 α mit dem Deckel 20 α wie vorbeschrieben durch Zusammentreffen der Stempel 80 und 82 unter Ausbildung einer Ringwulst verformt. Gleichermaßen ist dabei die Arbeitsfläche 85 des Stempels 80 konvex ausgebildet. Ferner kann die Arbeitsfläche 86 des am Stempel 82 vorgesehenen Zapfens 84 ebenfalls konvex sein, wobei der Krümmungsradius der äußeren Arbeitsfläche 85 kleiner ist als der Krümmungsradius der inneren Arbeitsfläche 86.

Gemäß Fig. 15 und 16 können die Stempel 70 und 72 auch zur Ausbildung eines Hohlniets 88 verwendet werden, der zum Doseninneren hin verformt ist. Das Blech des Dosendeckels 20 b bildet hier die äußere, das Blech der Aufreißlasche 38 b die innere Lage des doppellagigen Hohlniets 88, der gemäß F i g. 17 in einer zur F i g. 14 analogen Form durch Zusammenpressen der beiden Stempel 80 und ,82 verformt wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Verbindung von Blechen, insbesondere einer einen Reißstreifen aufweisenden Behälterwand mit einer Lasche zum Öffnen des Reißstreifens mittels zweier ineinandergefügter Hohlnieten, mit zwei gegeneinanderwirkenden Stempeln, die die beiden Hohlniete gemeinsam anköpfen, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere der beiden Stempel (44 bzw. 80) eine konvexe Arbeitsfläche (48 bzw. 85) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch der innere der beiden Stempel (44 bzw. 80) eine konvexe Arbeitsfläche (50 bzw. 86) aufweist, wobei der Krümmungsradius der äußeren Arbeitsfläche (48 bzw. 85) kleiner ist als der Krümmungsradius der inneren Arbeitsfläche.