DE1652624A1 - Method for manufacturing a rivet and tooling device for carrying out the method - Google Patents
Method for manufacturing a rivet and tooling device for carrying out the methodInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D51/00—Making hollow objects
- B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
- B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
- B21D51/383—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures scoring lines, tear strips or pulling tabs
Description
Verfahren zur Herstellung eines Nietes und Werkzeugeinrichtung zur A@z:fi.irir i.ing des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung ' eines Nietes an einem ausgewählten Segment eines verformbaren Metalls, insbesondere eines Hohlnietes an einem ausgewählten Segment einer Stirnseite einer leicht zu öffnenden .Blechdose zur Befestigung eines Zuglappens an der Dosenstirnsehe, sowie auf.' eine Werkzeugeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens.Method for producing a rivet and tool device for A @ z: fi.ir i.ing of the method The invention relates to a method for Making a rivet on a selected segment of malleable metal, in particular a hollow rivet on a selected segment of an end face of a easy-to-open sheet metal box for attaching a pull tab to the front end of the box, as well as on. ' a tool device for carrying out the method.
Große Schwierigkeiten träten bisher bei der mechanischen Befestigung
von zuglappen oder Reißstreifen an Dosen oder Behältern, insbesondere an Behältern
aus Nichteisenmetallen auf. Die Verwendung von "e trennten Nieten oder anderen Befestigungseinrichtunäen
ist irl allgemeinen unerwünscht. Die Ausbildurig eines Hohlnietes an der Dose selbst
ist ebenfalls schwierig, (1a das Metall 'die Neigung zeig-, abzuscheren oder zu
hrehen,wenn der Hohlniet anfänglich nusdebiidet wird c)cler wenn anschließend der
hüpf an dem Hohlniet äusgerormt
Gemäß der Erfindung; wird diese Aufgabe dadurch gelöst, ö.aß auf die
gegenüberliegenden Seien des ausgewählten Segments zwei Prägewerkzeueleraente gepreßt
aerden,- trrot)ei die Ar- -CD
beitsfläche des einen Elements mit einer Ausnehmung
vorbestimmter Querschnittsgröße versehen ist, damit das Metall einer kontinuierlichen
Zone des Segments, die in Anlage Llit den Vlerkzeugelementen steht, unter eine so
starken Druckspannung gebracht wird, daß das Metall der Zone und das 'etall des
Segments-' das von der Zone umschrieben wird, zwangsläufig(in die Ausnehmung verdrängt
wird, wobei die-Zone des Segments geschwächt wird, wenn das verdrängte Metall in
die Ausnehmung fließt, um einen aufrechtstehenden Niet auszubilden, der aus einem-Stück
mit dem Segment aus dem verformbaren Metall besteht und mit dem Querschnitt und
der Form der Ausnehmung des einen Yierkzeugelements übereinstimmt. Die Erfindung
wird nun auch anhand der beiliegenden Abbildungen ausführlijh beschrieben, wobei
alle aus=- der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder
Merkmale zur Iösung der Aufgabe im Sinne der 3rfindung beit> können und mit dem
Taillen zur Patenberlin- in die Anmeldung aufgenommen würden. Es zeigen: Fig. f
eine vereinfachte perspektivische Ansicht einer Dosenoberseite, an der ein Reißstreifen
oder -lappen geL1ätder Erfindung angebracht ist
gemäß der Erfindung wird ein Hohlniet in einer Aluminiumdose oder einer .Dose aus anderem Metall in einem Vorgang mit zwei Prägewerkzeugen ausgebildet, wobei der Hohlniet im Dosenmetall selbst ausgeformt wird. Wie aus dem folgenden noch deutlicher hervorgeht, ist der so ausgebildete Hohlniet nahezu ideal für seinen Zweck geeignet.according to the invention is a hollow rivet in an aluminum can or a box made of other metal in one process with two embossing tools, whereby the hollow rivet is formed in the can metal itself. As from the following is even clearer, the hollow rivet formed in this way is almost ideal for his Purpose suitable.
In Fig. 1 ist eine Dosenoberseite 10 gezeigt, die den üblichen hochgezogenen
ringförmigen Rand-12' und ein ebendsw 1`,littelteil 14 aufweist. :Ein Reißstreifen
oder -läppen 16
Gemäß der Erfindung wird der Schaft des Hohlnietes 18 dadurch ausgebildet, daß ein ringförmiger Bereich des Dosenoberseiterohlings unter Druck gesetzt wird, woraufhin der Hohlniet sich von der Zone des Dosenoberseiterohlings erhebt, die innerhalb des ringförmigen Bereichs eingeschlossen ist, Die Auspressung bzw, Extrusion des Hohlnietes kann mittels zweier Prägewerkzeuge 22 und 24 ausgeführt werden, die in Fig. 2 und 3 gezeigt sind. Das erste oder untere ,;Merkzeug 22 weist eine erste Arbeitsfläche 26 mit einem Hittelabschnitt 28 auf, der gegen das zweite Prägewerkzeug 24 hin abgesetzt ist. Der abgesetzte Abschnitt 28 kann als "Plateau" bezeichnet werden, und im vorliegenden Fall weist das "Plateau" eine sch;3rach konvexe Oberfläche 30 auf, kann jedoch - falls erwünscht - eine ebene Oberfläche besitzen. Das zweite oder obere Prägewerkzeug 24 weist eine ebene Arbeitsfläche 32 auf und ist mit einer hIittelausnehmung 34 versehen, deren Querschnittsbereich dem Querschnittsbereich des gewünschten Hohlnietes entspricht, Es wird bemerkt, daß der abgesetzte Abschnitt 28 des ersten oder unteren Werkzeugs 22 eine größere Fläche hat als die Querschnittsfläche der Ausnehmung 34o In Fig. 2 ist ein Blechrohling 14a für eine Dosenoberseite zwischen den Arbeitsflächen der-zwei Werkzeuge 22 und 24 gehalten, Inder Praxis kann der Hohling zunächst auf denn erhabenen. Abschnitt 28 des unteren Werkzeugs 22 ruhen. Das obere Werkzeug 24 wird kräftig und schnell gegen die Oberfläche des Rohlings 14a vorberegt oder gegen diese geschlagene Beim Aufschlagen auf die obere Fläche des Rohlings wird der B1e:chrohling in einer kontinuierlichen Zone rund um -den Bereich der Ausnehmung 34 unter Druck gesetzt, und die kontinuierliche Zone stellt eine Hingzone an, der Stelle dar, an der die Arbeitsfläche' des oberen Werkzeugs 24 über dem in Umfangsrichtung verlaufenden Randabschnitt des "Plateaus" 28 des unteren Werkzeugs. 22 -legt. Zur gleichen Zeit nähert sich der übrige. äußere radiale Teil der oberen Werkzeugfläche 32 dementsprechend dem äußeren. radialen. Abschnitt der unteren `Nerkzeugfläche 26 so stark, daß der entsprechende Teil des Blechs gegen das unilere Werkzeug geklemmt wird, ohne daß der Rohling züsamneni@epreßt oder verformt wird.According to the invention, the shank of the tubular rivet 18 is formed in that an annular area of the can top blank is pressurized, whereupon the tubular rivet rises from the zone of the can top blank which is enclosed within the annular area, the extrusion of the tubular rivet can be carried out by means of two embossing tools 22 and 24, which are shown in Figs. The first or lower tool 22 has a first working surface 26 with a middle section 28 which is offset from the second embossing tool 24. The stepped portion 28 can be referred to as a "plateau", and in the present case the "plateau" has a sloping convex surface 30 , but can - if desired - have a flat surface. The second or upper embossing tool 24 has a flat working surface 32 and is provided with a central recess 34, the cross-sectional area of which corresponds to the cross-sectional area of the desired hollow rivet Cross-sectional area of recess 34o In FIG. 2, a sheet metal blank 14a for a can top is held between the working surfaces of the two tools 22 and 24. In practice, the hollowing can initially be raised. Section 28 of the lower tool 22 is at rest. The upper tool 24 is vigorously and quickly pre-energized against the surface of the blank 14a or struck against it continuous zone represents a hanging zone, the point at which the working surface of the upper tool 24 extends over the circumferential edge portion of the "plateau" 28 of the lower tool. 22 -laid. At the same time the remainder is approaching. outer radial part of the upper tool surface 32 corresponding to the outer. radial. Section of the lower tool surface 26 so strong that the corresponding part of the sheet metal is clamped against the unilere tool without the blank being compressed or deformed.
Nie der Fachwelt geläufig ist, neigen Metalle zum Fließen, wenn sie einem Druck un'erworfen werden, und das Blech in der die Ausnehmung 34 umgebenden Ringzone neigt demzufolge dazu, in'entgegengesetzte radiale Richtungen zu fließen;. Der Widerstand gegen den radialen Fluß nach außen beträgt jedoch ein Vielfaches des Widerstandes gegen. .den radialen Fluß nach innen, und z,7ar deshalb, weil einerseits die Ausnehmung 34 einen freien Raun sphafft, in den das Mietall einflößen kann, und weil andererseits das massive Metall ein Fließen radial nach außen blockiert,, insbesondere dann, wenn die Werkzeugflächen zusammenwirken und eine Verdickung des Blechs im äußeren radialen Bereich verhindern, der die Ringzone umgibt, in der das f5etall gequetscht wird. Das durch den Quetschvorgang in der Hingzone verdrängte Metall wird demzufolge radial nach innen in die Ausnehmung 34 gepreßt, was zur Folge hat, daß sich das Blech: kugpelfärmig in: der Ausnehnung aufbiegt. Diese in den Figuren 3, 3a und 4 mit '18a gekennzeichnete form kann. als anfängliche Form des Hohlnietes bezeichnet werden* Das ist die Form des Hohlnietes, bevor er -verforrat iivirdum einen: Kopf oder Wulst auszubilden. Wichtig ist die Feststellung, daß der Hohlniet'in seiner .anfänglichen Form 18a eine Umfangswand und eine querverlaufende Stirnwand aufweist und daß die querverlaufende Stirnwand oder der mittlere Bereich des Nietes ziemlich die gleiche Dicke wie die ursprüngliche Dicke des Rohlings 14a hat, da dieser mittlere Bereich des Blechs nicht einem Quetschvorgang unterworfen war. Da das Metall in der Gefügestruktur, (formation) der anfänglichen Form-18a des Hohlnietes fließt und sich nicht verbiegt, hat das Metall kaum oder überhaupt nicht die Neigung, rund um den Rand oder der Basis des Hohlnietes abzuscheren oder zu reißen. Übliche Stopperblöcke oder dergleichen (nicht gezeigt) können in bekannter Weise dazu verwendet werden, die Bewegung des oberen Prägewerkzeuge 24- zu begrenzen, um ein Zusammenpressen des Blechs zu vermeiden, das den ringförmigen Bereich umgibt, -indem das Metall gequetscht oder geschwächt wird, um den Hohlniet auszubilden.As is never known to those skilled in the art, metals tend to flow when they are subjected to pressure, and the sheet metal in the annular zone surrounding the recess 34 consequently tends to flow in opposite radial directions. However, the resistance to the radial outward flow is a multiple of the resistance to. .the radial flow inwards, and z, 7ar because, on the one hand, the recess 34 creates a free space into which the rent can flow, and on the other hand, because the solid metal blocks a flow radially outwards, especially when the tool surfaces cooperate and prevent a thickening of the sheet in the outer radial area that surrounds the ring zone in which the metal is squeezed. The metal displaced by the squeezing process in the hanging zone is consequently pressed radially inward into the recess 34, with the result that the sheet metal bends upward in the shape of a spherical shape in: the expansion. This shape marked '18a in Figures 3, 3a and 4 can. as the initial shape of the hollow rivet * This is the shape of the hollow rivet before it deforms to form a head or bead. It is important to note that the hollow rivet in its initial shape 18a has a circumferential wall and a transverse end wall and that the transverse end wall or the central region of the rivet has approximately the same thickness as the original thickness of the blank 14a, since this central region the sheet was not subjected to a crushing process. Since the metal in the microstructure, (formation) of the initial shape-18a of the tubular rivet flows and does not bend, the metal has little or no tendency to shear or tear around the edge or base of the tubular rivet. Conventional stopper blocks or the like (not shown) can be used in a known manner to limit the movement of the upper embossing tool 24 in order to avoid compressing the sheet metal surrounding the annular area by squeezing or weakening the metal to form the hollow rivet.
Einwichtiger Vorteil caes beschriebenen Verfahrens zur Ausbildung eines Nietes besteht darin, daß der Niet dicht am Rand der Dosenoberseite ausgebildet werden kann. Ein anderer Vorteil besteht darin, daß - je nach Bedarf - der Niet relativ klein bzw. dünn gehalten werden kann.One important advantage of caes described method of training of a rivet is that the rivet is formed close to the edge of the can top can be. Another advantage is that - as needed - the rivet can be kept relatively small or thin.
Nachdem die in den Figuren 2 und 3 gezeigten Werkzeuge einen Hohlniet
mit der anfänglichen Form 18a ausgebildet haben, werden geeignete Werkzeuge eingesetzt,
wie sie in Fig. 3a angedeutet sind,-um die bereits erwähnten Prägelinien 20 auszubilden,
die-den Reißstreifen begrenzen, welcher durch den Lappen 16 zu entfernen ist. Die
in Fig: 3a gezeigten Werkzeuge erzeugen eine Prägelinie, deren Form in der Draufsicht
in Fig. 9 angedeutet ist, aus der .zu ersehen ist, daß die Prägelinie 20 rund- um
drei Seiten eines Hohlnietes verläuft:
Die in Fig. 3a gezeigte
Vierkzeuganordnung weist ein unteres Werkzeug 36, dessen Form der Unterseite des
Dos-enoberseiterohlings 14a angepaßt ist, und ein oberes Werkzeug 38 auf, das einen
derart bemessenen Hohlraum 40 enthält, daß dieser den Hohlniet 18a mit Spiel aufnehmen
kann. Das obere Werkzeug 38 ist mit einem einstückigen Prägeelement ¢2 versehen,
das dem Präzemuster oder -Verlauf folzt. das in Pie. 9 anzedeutet
In dem in Fig. 5 dargestellten Werkzeugarbeitsgang arbeitet das obere ferkzeug 45 mit dem Ansatz 46 des unteren Werkzeugs zusammen, um die querverlaufende Stirnwand des Niets quer über ihre Dicke zu quetschen, so daß das Metall der Stirnwand radial in alle Richtungen ausgepreßt wird, was zur Folge hat, daß der Niet erweitert bzw. ausgedehnt wird, um einen Topf oder einen hohlen Wulst 47 an dem Niet zu bilden, der sich in überlappendem Eingriff mit dem Lappen 16a befindet: -Obwohl die hier beschriebene Erfindung mit einer Anzahl unterschiedlicher Metalle angewendet werden kann, ist sie doch in der Hauptsache zur Benutzung mit Aluminium vorgesehen.Die Grüße des Dosenoberseiterohlings 10 und der anfängliche 1`1,_=t 18a, der an dieseln .auszubilden ist, können -gemäß' :den Erfordernissen des fertigen @reugnisses verändert werden. Die Erfindung ließ sich z:.Herfolgreich bei Aluminiumblech mit einer Dicke von (,2 mm (0i008 Zoll) anwenden, und, zwar in Verbindung mit einem Werkzeug 24 mit einer Ausnehmung 34, deren Durchmesser 5,08 mm (0,2 Zoll) betrug. Der hochgezogene Abschnitt oder das "Plateau" 28 des Werkzeugs 22 war in diesem Fall im wesentlichen sphärisch und um 0,088 mm (0,0035 Zoll) über die Oberfläche 26 hochgezogen. Der Durchmesser des "Plateaus" 28 betrug, quer über die Fläche 26 gemessen, etwa 7,6 mm (0,3 Zoll). Die Höhe der anfänglichen Nietform 18a hängt von dem Grad des Zusammendrückens des Bleches und der Fläche des erhabenen Abschnitts 28 ab. Der Ber#ich der ringförmigen Arbeitsfläche 32 des oberen Werkzeugs 24. war im Verhältnis zur Ausnehmung 34 groß,. wie dies in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist.In the tool operation shown in Fig. 5, the upper ferkzeug 45 cooperates with the extension 46 of the lower tool to squeeze the transverse end wall of the rivet across its thickness, so that the metal of the end wall is pressed out radially in all directions, resulting in As a result, the rivet is expanded to form a pot or hollow bead 47 on the rivet which is in lapping engagement with tab 16a: Although the invention described herein can be used with a number of different metals it is mainly intended for use with aluminum. The greetings of the can top blank 10 and the initial 1`1, _ = t 18a, which is to be trained on diesels, can be changed according to the requirements of the finished certificate will. The invention has been successfully applied to aluminum sheet having a thickness of 0.2 mm (0.1008 inches) in conjunction with a tool 24 having a recess 34 the diameter of which is 5.08 mm (0.2 inches). The raised portion or "plateau" 28 of tool 22 in this case was substantially spherical and raised 0.088 mm (0.0035 inches) above surface 26. The diameter of "plateau" 28 was across the surface The height of the initial rivet shape 18a depends on the degree of compression of the sheet metal and the area of the raised portion 28. The area of the annular working surface 32 of the upper tool 24 is measured was. in relation to the recess 34 ,. large as shown in FIGS. 2 and 3.
In Fig. 6 ist ein Frägewerkzeug 22 dargestellt, dessen Arbeitsfläche sich von der oben beschriebenen etwas unterscheidet. In diesem Fallist ein kleiner kreisrunder Ansatz 28a mit gekrümiitem Querschnitt zentral am hochgezogenen-Abschnitt 28 und koaxial zur oberen Werkzeugausnehmung 34 ausgebildet, wobei der Durchmesser des Ansatzes beträchtlich kleiner ist als der Durchmesser der Ausnehmung. Das Ergebnis_der Werkzeugarbetsweisedargestellt in Fig. 6, ist gleich dem Ergebnis der vorher beschriebenen VYterkzeugarbeitsweise, dargestellt in Fig. 3, der Ansatz 28a zeigt sich jedoch vorteilhaft bei der Umlenkung des ausgepreßten Metalle nach oben in die Ausnehmung 34. -Die Halterungen für die Werkzeuge sind nicht gezeigt, da sie von üblicher Ausführung sein können. Die Ausbildung der anfärglichen Nietform 18ä läßt sich tatsächlich einfach da- -durch erreichen, daß auf das obere Werkzeug 24 mit einem Eiammer ein Schlag ausgeübt wird.In Fig. 6 a milling tool 22 is shown, the working surface slightly different from the one described above. In this case is a small one circular attachment 28a with a curved cross-section in the center of the raised section 28 and formed coaxially to the upper tool recess 34, the diameter of the approach is considerably smaller than the diameter of the recess. The result_der The tool illustrated in Fig. 6 is the same as the result of that previously described The tool operation shown in Fig. 3, however, the projection 28a shows advantageous in deflecting the pressed metal upwards into the recess 34. -The holders for the tools are not shown as they are of the usual design could be. The formation of the initial rivet shape 18a can actually simply thereby achieve that on the upper tool 24 with a Eiammer a blow is applied.
Bei der praktischen Au=sführung der Erfindung, die bis zu diesem Funkt beschrieben ist, wird das Metall in einer Ringzone rund um die Basis des Nietes durch einen Werkzeugarbeitsgang, gequetscht, wobei der Dosenoberseiterohling an seiner Unterseite eingedrückt wird, d.h. an der Seite,-die der Seite gegenüberliegt, von der der Hohlniet absteht. Zu diesem Zweck befindet sich der Ansatz oder hochgezogene Abschnitt 28, der den Quetschvorgang in der Ringzone erzeugt, am unteren Werkzeug.In the practical implementation of the invention, which up to this point is described, the metal is in an annular zone around the base of the rivet by a tooling operation, squeezed with the can top blank on its underside is pressed in, i.e. on the side opposite the side, from which the hollow rivet protrudes. For this purpose there is the approach or raised Section 28, which generates the squeezing process in the ring zone, on the lower tool.
=Bei der-Ausführung der Erfindung gemäß den Fig. 7 bis 11 wird der Dosenoberseiterohling an seiner oberen Seite eingedrückt statt an seiner Unterseite, wobei sich der hochgezogene Abschnitt zur Erzeugung der ringförmigen Druckzone am oberen Werkzeug statt am unteren Werkzeug befindet.= In the embodiment of the invention according to FIGS. 7 to 11, the Can top blank pressed in on its upper side instead of on its underside, wherein the raised portion to generate the annular pressure zone on the upper tool instead of the lower tool.
Das untere Werkzeug 50..in Fig. 7 besitzt einen Einsatz 52,: der einen kleinen Mittelansatz 54 bildet, welcher die gleiche Funktion.wie der bereits beschriebene Ansatz 28a in Fig. 6 hat. Das obere Werkzeug 55 in Fig. 7 besitzt die übliche Ausnehmung 56, wodurch ein freier Raum ausgebildet ist" in dem der Hohlniet ausgeformt- werden kann. Das obere Werkzeug 55 enthält eine Arbeitsfläche 58, die mit der Arbeitsfläche 60 des unteren Werkzeugs 50 zusammenwirkt. Die Arbeitsfläche 58 ist gegen das untere Werkzeug hin abgesetzt, um einen ringförmigen erhabenen Abschnitt 62 rund um den Einlaß zur Ausnehmung 56 auszubilden.The lower tool 50 ... in Fig. 7 has an insert 52: the one forms a small central attachment 54, which has the same function as the one already described Approach 28a in Fig. 6 has. The upper tool 55 in Fig. 7 has the usual recess 56, whereby a free space is formed "in which the hollow rivet are formed can. The upper tool 55 includes a work surface 58 that coincides with the work surface 60 of the lower tool 50 cooperates. The work surface 58 is against the lower one Deposed tool down to an annular raised portion 62 around the To form the inlet to the recess 56.
Inder begrenzt geschlossenen Stellung der zwei Werkzeuge gemäß Fig: 7 dringt der ringförmige erhabene Abschnitt 62 in das Blech des Dosenoberseiterohlings 14a ein und der restliche äußere radiale Abschnitt der Arbeitsfläche 58 erreicht eine Grenzstellung, derem Abstand von der Arbeitsfläche 60 der Dicke des Dosenoberseiterohlings entspricht. Es ist erkennbar, daß durch das Quetschen des Blechs durch den ringförmigen erhabenen Abschnitt 62 ein Hohlniet miteiner anfänglichen Form 18b erzeugt wird, die in Fig. 8 gezeigt-ist, wobei die Basis des Hohlnietes .durch eine Rijqgzone in der Form .einer Einprägung 64 an der oberen Seite des Dosenoberseiterohlings 14a umgeben ist. Nachqem der Hohlniet 18b auf diese Weise ausgebildet ist, werden zur Ausbildung der üblichen Trenn- oder Prägelinie 20 Prägewerkzeuge eingesetzt, die z:B. den bereits beschriebenen Werkzeugen ent- . sprechen können. Wie aus Fig# 9 hervorgeht, tritt die Präge-Linie 20 in -die Ringzone der ringförmigen Einprägung 64 ein und läuft rund um drei Seiten des Hohlnietes 18b herum, um die Ringzone schließlich wieder zu verlassen.In the limited closed position of the two tools according to 7, the annular raised portion 62 penetrates the sheet metal of the can top blank 14a and the remainder of the outer radial section of the working surface 58 is reached a limit position, the distance from the working surface 60 of which is the thickness of the can top blank is equivalent to. It can be seen that by squeezing the sheet through the annular raised portion 62 a tubular rivet with an initial shape 18b is produced, which is shown in Fig. 8, wherein the base of the hollow rivet .by a Rijqgzone in the form of an indentation 64 on the upper side of the top blank of the can 14a is surrounded. After the hollow rivet 18b is formed in this way 20 embossing tools used to form the usual dividing or embossing line, the z: B. the tools already described. to be able to speak. As from Fig # 9, the embossing line 20 enters the ring zone of the annular embossing 64 and runs around three sides of the hollow rivet 18b, finally around the ring zone to leave again.
Fig. 10 zeigt, wie ein Lappen 66 mit der üblichen Öffnung 68. versehen
sein kann, um den Hohlniet 18b aufzunehmen, und der Lappen kann ferner mit einem
ringförmigen Ansatz 70 versehen sein' der sich in die ringförmige Einprägung 64
einlegt. Die Fig. 10 und 11 zeigen, wie der Hohlniet in: seiner anfänglichen Form
18b in einen formschlüssigere dauerhaften Eingriff mit dem Lappen 66 verformt bzw.
mit einem Kopf versehen werden kann. Zu diesem Zweck werden zwei Werkzeuge in der
bereits beschriebenen Weise verwendet: ,_. nämlich ein unteres Werkzeug 72, das
einen Ansatz 74 aufweist, der in den Innenraum des
Das .erwünschte Verhalten der langgestreckten '°Blasei'l auf die axiale Schlagkraft läßt sich, durch die Tatsache erklären, daß der Längsquerschnitt der langgestreckten Blase demjeni= gen eines umgekehrten "U" entspricht, wobei die zwei Schenkel des "U" auseinanderlaufen und das Metall in der Dicke .gegen die. zwei Enden der zwei Schenkel, d.h. gegen das Fußende des Nietes hin, abnimmt, so daß sich der Innenraum des Nietes gegen das Fußende aufweitet. Die innere Umfangswand des Nietes verläuft also etwas-schräg nach innen und, hängt über dem hohlen Innenraum des Nietes.The .desired behavior of the elongated '° Blasei'l on the axial Striking force can be explained by the fact that the longitudinal cross-section of the elongated bladder corresponds to that of an inverted "U", the two Legs of the "U" diverge and the metal in thickness. Against the. two Ends of the two legs, i.e. towards the foot end of the rivet, decreases so that the interior of the rivet widens towards the foot end. The inner peripheral wall of the rivet runs somewhat obliquely inwards and hangs over the hollow interior of the rivet.
Die Tatsache, daß die Metallwand des vorläufigen Nietes eine maximale Dicke gegen das äußere Ende der länglichen Nietform hat, führt zu einem massiven Metallkörper, der die Schlagkraft aufnimmt und folglich anfänglich die Ausbreitung des äußeren Endes des vorläufigen Nietes durch die Schlagkraft hemmt. Die fortschreitende Ansammlung von Metall im Schaftbereich während es Schlaghmbs erhöht fortschreitend den-Widerstand gegen eine axiale Verdrängung des Metalls in den Schaftabschnitt hinein, jedoch mit dem erwünschten Ergebnis, daß die radiale Ausbreitung des Metalls zur Ausbildung des endgültigen Nietkopfes am Ende des Schlaghubs beschleunigt wird. Ein weiteres wichtiges. Ergebnis der,großzüggen Anordnung von Metall am äußeren Ende des stark verlängerten vorläufigen Nietes besteht darin, daß der daraus resultierende Kopf an dem gestauchten Niet aus massivem Metall besteht und nicht durch gefaltetes Metall oder durch einen hohlen Ringwulst gebildet wird.The fact that the metal wall of the preliminary rivet has a maximum Thickness towards the outer end of the elongated rivet shape leads to a massive Metal body that absorbs the impact force and thus initially the spread of the outer end of the provisional rivet by the impact force. The progressive Accumulation of metal in the shaft area as it strikes progressively increases the resistance to axial displacement of the metal into the shaft section into it, but with the desired result that the radial expansion of the metal is accelerated to form the final rivet head at the end of the stroke. Another important one. Result of the generous arrangement of metal on the outside The end of the greatly elongated provisional rivet is that of the resulting The head on the upset rivet is made of solid metal and not is formed by folded metal or by a hollow annular bead.
Die Bedeutung der nach unten verlaufenden Aufweitung des Innenraums des vorläufigen Nietes ist die, daß die axiale Schlagkraft das Bestreben hat, die Umfangswand- des Nietes radial nach innen zusammenzudrücken. Das durch die axiale Schlagkraft verdrängte Metall wird also in den Innenraum des vorläufigen Nietes gelenkt, wenn sich der vorläufige Niet fortschreitend der endgültigen gestauchten Form nähert.The importance of the downward expansion of the interior of the preliminary rivet is that the axial impact force has the tendency to To compress the circumferential wall of the rivet radially inward. That through the axial Impact force displaced metal is thus in the interior of the preliminary rivet steered when the preliminary rivet is progressively upset from the final Shape is approaching.
Die axial ausgeübte Schlagkraft führt tatsächlich gleichzeitig- zu drei Arten von lvietallverdrängungen, nämlich einen radialen nach außen gerichteten Fluß, am äußeren Ende des vorläufigen Nietes zur Herstellung der endgültigen Nietkopfform, einen'radial nach innen gerichteten Fluß im Schaftabschnitt unterhalb des sich fortschreitend ausbildenden Kopfes, um den anfänglichen Leerraum in dem Niet zu verringern und einen Längsfluß oder axialen Fluß in den Schaftbereich der endgültigen Nietform zur weiteren Verringerung des anfänglichen Leerraums. Das endgültige Ergebnis ist ein Niet,. in dem das Metallvolumen das Volumen des Teerraumes beträchtlich überschreitet. Man erhält dadurch einen Niet, der so stark oder noch stärker als herkömmliche Hohlnieten mit größerem-Durchmesser ist.The axially exerted impact force actually leads simultaneously to three types of metal displacements, namely a radial outward one Flow, at the outer end of the preliminary rivet to produce the final rivet head shape, a'radially inwardly directed flow in the shaft section below the progressing forming head to reduce the initial void in the rivet and a longitudinal flow or axial flow into the shank area of the final rivet shape to further reduce the initial white space. The final result is a rivet ,. in which the metal volume considerably exceeds the volume of the tar space. The result is a rivet that is as strong or even stronger than conventional hollow rivets with larger-diameter is.
Das Ausmaß, um das mit dem Verfahren die Erzeugung einen massiven Metallnietes erreicht werden kann, hängt natürlich von dem Metallvolumen ab, das relativ zur endgültigen. Gesamtnietform ausgepreßt bzw. extrudiext wird.- Ein Faktor, der in die Bestimmung dieses Volumens eingeht, besteht in dem Ausmaß, um das das Blech durch den Prägevorgang geschwächt wird, und ein anderer Faktor besteht in dem Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der ringförmigen eingeprägten Zone. Die Werte dieser zwei Faktoren für unterschiedliche Metallarten werden so ausgewählt, daß man die Verlängerung des vorläufigen Nietes erreicht, die die Erfindung vom Stand der Technik unterscheidet.The extent to which the process is generating a massive Metal rivet can be achieved, of course, depends on the volume of metal that relative to the final. The entire rivet shape is pressed out or extruded - a factor which goes into the determination of this volume consists in that Extent, by which the sheet is weakened by the embossing process, and another factor consists in the ratio between the outside diameter and the inside diameter the annular embossed zone. The values of these two factors for different Types of metal are selected so as to allow the extension of the preliminary rivet achieved, which distinguishes the invention from the prior art.
Das Ausführungsbeispiel der Erfindung gemäß den Fige 12 bis 18 wurde nun zur Erläuterung ausgewählt, und es versteht sich, daß die hierin enthaltenen Faktoren im Rahmen der Erfindung großzügig verändert werden können.The embodiment of the invention according to FIGS. 12 to 18 was now selected for illustration, and it is to be understood that those contained herein Factors within the scope of the invention can be changed generously.
Figo 1:2 ist eine Draufsicht einer Dosenstirnseite oder Oberseite 110 einer bekannten Ausführung, bei der eine kontinuierliche Prägelinie 112 einen Reißstreifen 114 begrenzt, der sich zu einem schmalen vorderen Ende 115 verjüngt. Die Dosenstirnseite ist in. bekannter Weise abgesetzt, um eine -bogenförmige Rippe oder Sicke 116 auszubilden, um die Auf- -wölbung des Blechs durch den Prägevorgang weitestgehend zu vermeiden.1: 2 is a top plan view of a can face or top 110 of a known embodiment in which a continuous embossed line 112 defines a tear strip 114 which tapers to a narrow front end 115. The can face is offset in a known manner in order to form an arch-shaped rib or bead 116 in order to largely avoid bulging of the sheet metal as a result of the embossing process.
Ein Zuglappen 120 mit einem ringförmigen Handgriff 122 ist am vorderen Ende 115 des Reißstreifens 114 durch einargestauchien Niet 125 befestigt, und die. beträchtlich verringerte Breite des vorderen Endes des Reißstreifens ist durch die Tatsache ermöglicht, daß der Schaft des gestauchten Nietes einen Durchmesser hat, der erheblich weniger als 3,2 mm (1/8 Zoll) beträgt.A pull tab 120 with an annular handle 122 is on the front The end 115 of the tear strip 114 is fastened by means of a compressed rivet 125, and the. considerably reduced width of the front end of the tear strip is due to the The fact that the shank of the upset rivet has a diameter which is significantly less than 3.2 mm (1/8 inch).
Die Basis oder das Fußende des Schaftes des Nietes wird durch eine ringförmige. eingeprägte Zone 126 umgeben, an der die Dosenoberseite quer über ihre Dicke gequetscht worden isty um das Metall aUAZupressen oder zu extrudieren, das den Niet bildet. vorzugsweise ist, Vie am besten in Fig. 15 gezeigt ist, der Zuglappen 120 mit einem ringförmigen Ansatz 128 versehen, der so bemessen ist, c-aß er in die ringförmige ein- . geprägte Zone 126 paßtso .daß der Lappen dicht auf dem eingeprägten Metall aufliegen kann.The base or the foot end of the shank of the rivet is through a annular. embossed zone 126 surrounded at which the Can top has been crimped across its thickness to extrude or extrude the metal, that forms the rivet. preferably, what is best shown in Fig. 15, the Pull tabs 120 provided with an annular extension 128 which is dimensioned c-aß he entered the ring-shaped one. embossed zone 126 so that the flap fits tightly can rest on the embossed metal.
In diesem speziellen Ausführungsbeispiel .der Erfindung hat der :endgültige gestauchte Niet die in Fig. 18 ,gezeigte Gesamtform. Mit der Gesamtform ist das Profil gemeint, wobei irgendein Leerraum in dem Niet unbeachtet bleibt. Der endgültige in Fig. 18,gezeigte Niet ist gekennzeichnet durch einen Nietkopf 1301 der über seinen gesamten Querschnitt aus vollem Metall besteht. Der Niet ist ferner gekennzeichnet durch einen verhältnismäßig kleinen Leerraum '132 mit im wesentlichen konischer Form am Fußende des Nietschaftes. In äiesenr Fall endet das axiale Ausmaß des kleinen Leerraums 132 kurz vor der Seherebene, die durch die Außenfläche 134 des umgebenden Abschnitts des Zuglappens 120 gebildet wird; und der S haft d s Nietes besteht daher aus massivem Metall in dieser Scherebeneo Es' ist jedoch erkennbar, daß der. konische leerraum tatsächlich diese Seherebene schneiden kann" ohne -daß der Niet unzulässig geschwächt wird. Wenn z.B. der Durchmesser des Leerraums an der Scherebene etwa 1/3 des Durchmessers des Schaftes beträgt, so besteht der Querschnitt des Schaftes an der Scherebene über 85% aus vollem Metall.In this particular embodiment of the invention, the final upset rivet has the overall shape shown in FIG. By the overall shape it is meant the profile, ignoring any empty space in the rivet. The final rivet shown in Fig. 18 is characterized by a rivet head 1301 which is made of solid metal over its entire cross-section. The rivet is further characterized by a relatively small empty space '132 having a substantially conical shape at the foot end of the rivet shank. In any other case, the axial extent of the small void 132 ends shortly before the viewing plane formed by the outer surface 134 of the surrounding portion of the pull tab 120; and the joint of the rivet is therefore made of solid metal in this shear plane. However, it can be seen that the. conical empty space can actually intersect this visual plane "without the rivet being unduly weakened Metal.
Der erste Schritt bei der Herstellung des Nietes zwecks Befestigung des Zuglappens 120 am Reißstreifen 114 ist in den -Fig, 1! bis 15 :dargestellt, in denen ein unteres Werkzeug 135 die Dosenoberseite 110 trägt und ein oberes. Prägewerkzeug 136 mit dem unteren Werkzeug zusammenwirkte um das Metall zur Ausbildung eines vorläufigen Nietes auszupressen bzw. zu extrudieren. In diesem Fall weist das untere Werkzeug eine ebene Arbeitsfläche 133 auf. Wie jedoch vorstehend im Zusammenhang mit den Fig. 2, 36 und 7 angeregt wurde, braucht .diese Arbeitsfläche nicht völlig eben zu sein: Das obere Werkzeug 136 besitzt einen zentralen zylindrischen Hohlraum 140, der durch eine ringförmige Arbeitsfläche 142 umgeben wird, die von einer umgebenden Werkzeugfläche 144 vorgezogen oder abgesetzt ist. Vorzugsweise ist, wie aus Fig. 14 hervorgehtg die ringförmige Arbeitsfläche 14:2 von der umgebenden Werkzeugfläche 144 in Übereinstimmung mit dem genauen Ausmaß abgesetzt, um dass das Metall durch den Prägevorgang geschwächt werden soll, so daß am Ende des Prägevorgangs die äußere Werkzeugfläche 1,44 fest auf dem benachbarten Abschnitt des Zuglappens aufliegt,, der außerhalb, der eingeprägten Zone liegt.The first step in making the rivet for attachment of the pull tab 120 on the tear strip 114 is shown in the -Fig, 1! to 15: shown, in which a lower tool 135 the can top 110 carries and an upper one. Embossing tool 136 cooperated with the lower tool around the Press out or extrude metal to form a preliminary rivet. In this case, the lower tool has a flat working surface 133. How however was suggested above in connection with FIGS. 2, 36 and 7, needs .these Work surface not to be completely flat: The upper tool 136 has a central one cylindrical cavity 140 surrounded by an annular working surface 142 that is preferred or offset from a surrounding tool surface 144. Preferably, as can be seen from FIG. 14, the annular working surface 14: 2 from the surrounding tool surface 144 in accordance with the exact extent removed so that the metal is to be weakened by the embossing process, so that at the end of the embossing process the outer tool surface 1.44 firmly on the neighboring one Section of the pull tab rests, which lies outside the embossed zone.
Für den Fachmann ist erkennbar, daß die Schwächung des Metalls der Dosenoberseite auch dadurch erreicht werden kann, daß die untere Seite des Dosenoberteils anstelle- der oberen Seite eingepraßt wird oder daß beide Seiten des Dosenoberteils gleichzeitig eingepreßt werden.For those skilled in the art it is apparent that the weakening of the metal Can top can also be achieved in that the lower side of the can top instead of the upper side is pressed in or that both sides of the upper part of the box be pressed in at the same time.
Wie in den:Fig. 14 und 15 gezeigt ist, wird durch die radiale Auspressung des Metalle durch den Prägearbeitsgang ein vorläufiger Niet'145 ausgebildet, und die axiale Abmessung des vorläufigen Nietes relativ zu deinurchmesser ist-wesentlich größer als beim Stand der Technik. In der in den Fig.As in the: Fig. 14 and 15 is shown by the radial extrusion of the metal a preliminary rivet 145 is formed by the stamping operation, and the axial dimension of the preliminary rivet relative to the diameter is significant larger than the prior art. In the in Figs.
1 bis 11 gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist die axiale Abmessung des vorläufigen Nietes erheblich kleiner als - sein Außendurchmesser, wohingegen in Fig: 14 die axiale Abmessung des vorläufigen Nietes 145 beträchtlich größer als sein Außendurchmesser ist. Es liegt an dem zusätzlichen Metall, -das durch die hinzugefügte Höhe des vorläufigen Nietes gewonnen wird, daß der endgültige Niet sich einet massiven oder vollen Metallkörper nähert.The embodiment of the invention shown in FIGS. 1-11 is the axial dimension of the preliminary rivet is considerably smaller than - its outside diameter, whereas in Fig. 14 the axial dimension of the preliminary rivet 145 is considerable is larger than its outside diameter. It's because of the extra metal, -that by the added height of the preliminary rivet it is gained that the final Rivet approaches a solid or full metal body.
Der zweite und abschließende Arbeitsschritt besteht in dem Stauchen des vorläufigen Nietes in der in den Fig. 45 bis 18 gezeigten Art und Weise vermittels eines unteren tragenden Werkzeugs 150 und eines oberen Schlagwerkzeugs 152, das mit einem ringförmigen Niederhalter (pad) 154 zusammenarbeitet. Der unter Druck stehende Niederhalter hält den Zuglappen 120 satt gegen die eingeprägte Zone des 'Dosenoberteils 110, wobei genügend Raum innerhalb des Niederhaltens vorhanden ist, damit sich der Kopfteil des vorläufigen Nietes radial ausdehnen kann, wenn sich das Schlagwerkzeug senkt, um die endgültige Nietform auszubilden, Der bereits erwähnte konische Leerraum 132 im Fußende des Nietschaftes wird dadurch erzeugt, daß das Volumen des ausgepreßten Metalls relativ zum Gesamtvolumen des endgültigen -Nietes etwas geschmälert wird, und vorzugsweise dadurcht daß das untere tragende Werkzeug 15-0 finit einem konischen Formansatz-155 versehen wird. Es hat sich herausgestellt' daß ein solcher konischer-Raum nahe der Ebene des umgebenden Abschnitss der Dosenoberseite den Niet nicht unzulässig schwächt, und offensichtlich verringert der zulässige leerraum in erwünschter Weise das Metallvolumen, das zur Ausbildung des Nietes ausgepreßt werden muß.The second and final step consists in the compression of the preliminary rivet in the in FIGS. 45-18 manner shown by means of a lower supporting tool 150, and an upper impact tool 152, which cooperates with an annular holding-down device (pad) 154th The pressurized hold-down holds the pull tab 120 snugly against the embossed zone of the can top 110, with sufficient space within the hold-down to allow the head of the preliminary rivet to expand radially as the impact tool lowers to form the final rivet shape The already mentioned conical empty space 132 in the foot end of the rivet shank is created in that the volume of the pressed metal is reduced somewhat relative to the total volume of the final rivet, and preferably in that the lower supporting tool 15-0 finitely provides a conical shaped projection 155 will. It has been found that such a conical space near the plane of the surrounding portion of the can top does not unduly weaken the rivet, and obviously the allowable empty space desirably reduces the volume of metal which must be pressed out to form the rivet.
Ein weiterer und wichtiger Vorteil des konischen Formansatzes 155 besteht darin, daß der Ansatz mit der umgebenden Umfangs-, wand der Öffnung des Zuglappens 120 zusammenarbeitet, um die radial nach außen gerichtete Strömungsbahrfvon der Nietform in die umgebende eingeprägte Zone des Dosenoberteils einzuschränken, wenn das Schlagwerkzeug die Ausbildung des endgültigen Nietes vollendet.Another and important advantage of the conical shape approach 155 is that the approach with the surrounding circumferential, wall of the opening of the Pull tab 120 cooperates to provide the radially outward flow path restrict the shape of the rivet to the surrounding embossed zone of the can top, when the impact tool completes the formation of the final rivet.
In den Fällen, in denen eine größere Festigkeit im Fußende des Nietschaftes erwünscht ist, kann der Formansatz 155 weggelassen und mehr Metall ausgepreßt oder egtrudiert werden,-so daß man enalziemlich massivengestauchten Metallniet erhält In einem solchen Fall kann der von dem Niederhalter 154 ausgeübte Druck auf einen ausreichenden Wert erhöht werden, um jeglichen merklichen umgekehrten radialen Metallfluß in die ringförmige eingepraßte Zone zu verhindern, wenn das obere Schlagwerkzeug sich dem Endweines Hubs nähert.In those cases where there is greater strength in the foot end of the rivet shank If desired, the boss 155 can be omitted and more metal extruded or be egtrudiert, -so that one obtains almost massive compressed metal rivet In such a case, the pressure exerted by hold-down 154 can act on one sufficient to remove any appreciable reverse radial metal flow to prevent in the annular press-fit zone when the upper impact tool nearing the end of the wine hub.
Ein vergleich der Pig. 16 mit der Fig. 15 zeigt, wie der Einfluß des anfänglichen Schlags des oberen Werkzeugs das Be-: streben hat, die Umfangswand des vorläufigen Nietes radial. nach innen auszubiegen:, und zwar aufgrund der nach unten aufgeweiteten inneren Form des Nietes. Gleichzeitig mit der nach innen-gerichteten Ausbiegung durch das Schlagwerkzeug tritt der Effekt des Schlagwerkzeugs auf, da8 Metall nach unten zu dränge Xi, um die Umfangswand des Nietes zu veretärkemWie in Fg. 17 angedeutet ist, besteht das kombinierte Ergebnis dieser zwei gleichzeitigen Einflüsse darin, daß die Umfangswand des Nietes in der Dicke radial nach innen gegen die Nietachse hin "gunimmt" ünd daß gleichzeitig die querverlaufende S'trnwand.156 in der Dicke "zunimmt". Die Stufe des Niet-Herstellungsvorganges gemäß den Figuren 16 und 17 ist also gekennzeichnet durch fortschreitende Schrumpfung des anfänglichen axialen Raums 158 in radialer Richtung und längsrichtung. In der Abschlußstufe des Stauchvorganges, dargestellt durch die Fig. 17 und 18, schrumpft der axiale Leerraum 158 in die endgültige Form des konischen Raums 132 zusammen. Zur gleichen Zeit erhöht die Metallansammlung im Schaftbereich des Nietes plötzlich den Widerstand :gegen einen Metallfluß in diesem Bereich, was folglich in erwünschter Weise zu einer Beschleunigung der radialen Ausbreitung des Metalls führt,, das den. endgültigen Nietkopf 130 bildet.A comparison of the pig. 16 with FIG. 15 shows how the influence of the initial impact of the upper tool tends to make the peripheral wall of the preliminary rivet radial. to bend inwards: due to the downward widening of the inner shape of the rivet. At the same time as the inward deflection by the striking tool occurs, the effect of the striking tool occurs to force metal downward Xi in order to reinforce the peripheral wall of the rivet. As indicated in Fig. 17, the combined result of these two simultaneous influences is: that the circumferential wall of the rivet "increases" in thickness radially inwards towards the rivet axis and that at the same time the transverse peripheral wall 156 "increases" in thickness. The stage of the rivet manufacturing process according to FIGS. 16 and 17 is thus characterized by progressive shrinkage of the initial axial space 158 in the radial direction and longitudinal direction. In the final stage of the upsetting process, illustrated by FIGS. 17 and 18, the axial void 158 shrinks into the final shape of the conical space 132 . At the same time, the accumulation of metal in the shank area of the rivet suddenly increases the resistance: to a flow of metal in this area, which consequently leads in a desirable manner to an acceleration of the radial expansion of the metal. final rivet head 130 forms.
Eine allgemeine Zehre bezüglich der Ausführung der Erfindung läßt sich dadurch geben, daß man das Volumen des in den Werkzeughohlraum 140 ausgepreßten Metalls in Vielfachen der Dicke des Blechrohlings des Dosenoberteils ausdrückt. Eine Scheibe dieser Dicke und mit dem Durchmesser des anfänglichen Nietes steht zunächst in dem Nietbereich zur Ausbildung des vorläufigen Nietes zur Verfügung und das Volumen des zusätzlichen Metalls, das zur Vervollständigung des-Nietes in den Nietbereich auszupressen ist, kann in der Zahl von zusätzlichen Scheiben ausgedrückt werden, die jede die Dicke des Blechrohlings haben. ' Ein endgültiger Niet mit der allgemeinen Gesamtform gemäß Figur 18 kann z.B. wie folgt in Rohmaterialdicken zerlegt -werden: Ein massiver Zylinder mit dem Durchmesser des Nietschaftes und der Gesamtaxialabmessung des fertigen Nietes kann m einem speziellen Fall 3,4 Dicken des Blechrohlings entsprechen.A general conscience regarding the practice of the invention leaves in that one expresses the volume of the in the tool cavity 140 Metal expressed in multiples of the thickness of the sheet metal blank of the can top. A washer of this thickness and the diameter of the initial rivet stands initially available in the rivet area for forming the preliminary rivet and the volume of additional metal used to complete the rivet in the rivet area is to be pressed out can be expressed in the number of additional washers which each have the thickness of the sheet metal blank. 'A final rivet with that The general overall shape according to FIG. 18 can be broken down into raw material thicknesses as follows, for example -become: a solid cylinder with the diameter of the rivet shank and the overall axial dimension of the finished rivet can, in a special case, correspond to 3.4 thicknesses of the sheet metal blank.
Der Ringwulst des endgültigen Nietkopfes kann z.B. einer zusätzlichen. Dicke entsprechen, so daß man ein Gesamterfordernis von 4,4 Dicken für einen vollen Niet der endgültigen.Ge-- :samt f orm erhält. Da eine Metalldicke bereits im Nietbereich vorhanden ist, entspricht das zur Ausbildung des vollen 14ietes auszupressende ltletall 3,4 Dicken. @7enn der Formansatz 155 zur Ausbildung des konischen Raumes 132 im Fußende des Nietschaftes verwendet wird, kann die Metallmenge um etwa, 2/3 einer Dicke verringert werden, um die gesamte erforderliche Extrusion oder Auspressung auf ein. Yolizmen zu .reduzieren, das 2,75 Dicken des Blechrohlings äquivalent ist.The ring bead of the final rivet head can, for example, be an additional. Thickness so that an overall requirement of 4.4 thicknesses for a full rivet of the final overall shape is obtained. Since a metal thickness is already present in the rivet area, the total thickness to be pressed out to form the full rivet corresponds to 3.4 thicknesses. If the molding attachment 155 is used to form the conical space 132 in the foot end of the rivet shank, the amount of metal can be reduced by about. Yolizmen to .reduce, which is equivalent to 2.75 thicknesses of the sheet metal blank.
die bereits angedeutet, bestehen zwei der Faktoren bei dem Extrusiansvorgangdie
die Zahl der Dicken des Blechrohlings bestimmen, welche der anfänglichen= öder ursprünglichen
Dicke im Nietbereich zugerechnet werden, aus dem Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser
und dem Innendurchmesser des ringförmigen eingeprägten Bereichs und dem Prozentsatz
der Reduzierung der Rohmaterialdicke durch den Prägevorgang.. Der weite Auswahlbereich
für die Größen dieser zwei Faktoren geht aus der nachstehenden theoretischen Tabelle
hervor:.
Die Eigenschaften des. Metalls könne__n-e:ne lange radial nach innen gerichtete Metallflußbahn mit einer relativ schwachen Prägung des Bleches zulassen oder andererseits eine kürzere Bahn mit einer tieferen Einprägung, um die gleiche Metallmenge auszupressen. Die Höhe des vorläufigen Ilietes ist erheblich größer als die Höhe des endgültigen Illietes und das Verhältnis_der Höhe des vorläufigen Nietes zu seinem Durchmesser beträgt.mindestens 0,75 und vorzugsweise mindestens etwa 1,00.-In allen Fällen beträgt das Metallvolumen in dem vor- _ "läufigen Niet mehr als 50% des Volumens der Gesamtform des endgültigen gestauchten Nietes. Vorzugsweise besteht der endgültige Niet wenigstens aus 75% Metall und in dem in Fig. 18 gezeigten Beispiel,- in dem der Niet mit Ausnahme des kleinen-konischen Raums aus vollem '"etall besteht, weist der end-. gültige Niet etwa i5°9 lwletall auf. Hinzu kommt, daß, wie bereits hervorgehoben wurde, der neue Niet einen massiven Metallkopf hat und wenigstens zum größten Teil in der Scher= ebene, die unmittelbar unter dem Nietkopf verläuft, aus vollem Metall besteht.The properties of the metal could allow a long, radially inwardly directed metal flow path with a relatively weak embossing of the sheet or, on the other hand, a shorter path with a deeper embossing in order to squeeze out the same amount of metal. The height of the preliminary rivet is considerably greater than the height of the final rivet and the ratio of the height of the preliminary rivet to its diameter is at least 0.75 and preferably at least about 1.00 - In all cases the metal volume in the previous rivet is "Current rivet has more than 50% of the volume of the overall shape of the final upset rivet. Preferably, the final rivet is at least 75% metal and in the example shown in FIG '"etall consists, the end-. Valid rivet about 15 ° 9 lwletall. In addition, as has already been emphasized, the new rivet has a solid metal head and at least for the most part consists of full metal in the shear plane that runs directly under the rivet head.
Bis zu diesem Punkt wurden hinsichtlich-der Größe der Nie-textrusion oder -auopressung nur die Faktoren berücksichtigt, die aus dem Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser und dem . Innendurchmesser@der ringförmigen eingeprägten Zone und dem Prozentsatz der Reduzierung der Rohmaterialdicke durch den Prägevorgang hervorgehen. Ein dritter Faktor ergibt sich; jedoch aus der Tatsache, daß der Prägevorgang nicht nur Metall radial nach innen zur Ausbildung des vorläufigen Nietes auspreßt, sondern auch Metall radial nach außen extrudiert, um das umgebende Blechrohmaterial zu verdicken.Up to this point, the size of the never-extruded or -auopressung only takes into account the factors resulting from the relationship between the outside diameter and the. Inner diameter @ of the annular embossed zone and the percentage of reduction in raw material thickness due to the embossing process emerge. A third factor arises; however, from the fact that the embossing process not only presses metal radially inwards to form the preliminary rivet, but also metal extruded radially outward to the surrounding sheet metal raw material to thicken.
Der dritte Faktor ist dann der Prozentanteil der radial nach innen gerichteten Auspressung bzw. Extrusion. --@ Der Prozentante der Auspressung, die radial nach innen verläuft, variiert mit den Eigenschaften des Bleches, dem Ausmaß, um das das Blech durch den Prägevorgang geschwächt wird, dem Innendurchmesser der eingeprägten Zone und dem Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser und'dem Innendurchmesser der eingeprägten Zone.. Für den Innendurchmesser de'. eingeprägten Zone, d.1. den Durchmesser des ausgepreßten Nietes gilt, dalä mehr Arbeit benötigt wird, um- ein vorgegebenes Metallvolumen in einen Werkzeughohlraum mit kleinerem Durchmesser auszupressen, als :zum Eintreiben des vorgegebenen Volumens in einen Werkzeughohlraum mit größerem Durchmesser erforderlich ist. Wenn also der Innendurchmesser der-eingeprägten Zone auf einen relativ kleinen Wert reduziert wird, müssen entweder das Ausmaß der Einprägung des Metalls oder der Außendurchmesser der -eingeprägten Zone erhöht werden, um eine Verringerung -des Metallvolumens zu vermeiden, das zur Ausbildung des Hohlnietes ausgepreßt werden muß, In -bezug auf das Verhältnis zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der eingeprägten Zone wurde festgestellt, daß bis zu einem gewissen Punkt eine Vergrößerung des Verhältnisses das Volumen des ausgepreßten Metalls erhöht, über diesen Punkt hinaus jedoch das ausgepreßte -Volumen abfällt. Für ein spezielles Metall, das um ein spezielles Ausmaß eingeprägt wird, gibt es also ein optimales Verhältnis` zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser der ringförmigen eingeprägten Zone. In einer Reihe von@Tests mit einer Aluminiimlegerung von der Art, wie sie gewöhnlich für Dosendeckel. verwendet wird und bei. denen der- -Innendurchmesser der eingeprägten Zone 16 mm (1/16 Zoll) betrug, um einen vorläufigen Durchresser mit 1,6 mm (1/16 Zoll,) herzustellen und das Metall in der Dickd um 4251 von einer . . Ausgangsdicke von 0,37 mm (0,0146 Zoll)-verringert wurde, wurde das optimale Verhältnis des Außendurchmessers zum Innendurchmesser der ringförmigen eingeprägten Zone mit q.,6:1 ermittelt. Bei diesem optimalen Verhältnis betrug die Höhe des ausgepreßten vorläufigen Nietes 1,9 mm (0,075 Zoll), als jedoch das-Verhältnis auf 4,4#.1 reduziert wurde, würde die Höhe auf 1,6 mm (C,063 Zoll) verringert, und als das Verhältnis auf 4,F3:1 erhöht wurde, verringerte sich die Höhe auf 1,8 mm (0,072 Zoll).The third factor then is the percentage of radially inward directed compression or extrusion. - @ The percentage of extraction that radially inwards runs, varies with the properties of the Sheet metal, the extent to which the sheet metal is weakened by the embossing process, the Inside diameter of the embossed zone and the ratio between the outside diameter and'dem inside diameter of the embossed zone .. For the inside diameter de '. imprinted Zone, d.1. the diameter of the pressed rivet applies, since more work is required is to - a given volume of metal in a mold cavity with a smaller To squeeze out the diameter as: to drive the specified volume into a Larger diameter mold cavity is required. So if the inside diameter the embossed zone is reduced to a relatively small value, either the extent of the embossing of the metal or the outer diameter of the embossed Zone must be increased in order to avoid a reduction in the volume of metal that is used for Training of the hollow rivet must be pressed, in -relation to the ratio between the outside diameter and the inside diameter of the embossed zone were determined, that up to a certain point an increase in the ratio increases the volume of the pressed metal increases, but beyond this point the pressed metal -Volume drops. For a special metal that is embossed to a special extent there is an optimal ratio between the outer diameter and the Inner diameter of the annular embossed zone. In a series of @testing with an aluminum liner of the type usually used for can ends. used will and at. those of the inside diameter of the embossed zone 16 mm (1/16 inch) to make a 1.6 mm (1/16 inch) preliminary piercer and the metal in the thick about 4251 from one. . Starting thickness of 0.37 mm (0.0146 inch) was reduced, became the optimal ratio of the outer diameter to the inner diameter of the annular embossed zone with q., 6: 1 determined. at This optimal ratio was the height of the pressed preliminary rivet 1.9 mm (0.075 in), however, when the ratio was reduced to 4.4 # .1 the height decreased to 1.6 mm (C, 063 inches), and as the ratio increased to 4, F3: 1 the height decreased to 1.8 mm (0.072 inches).
In einer zweiten Testreihe, bei der das Blech in der Dicke um 38% von einer Ausgangsdicke von 0,2 mm (0,0O88 Zoll) verringert wurde, hat sich herausgestellt, daß das optimale Verhältnis wieder 4,6:1 betrug, wobei die-Höhe des ausgepreßten Nietes bei 1,67 mm (0,066 Zoll): lag`. Eine Verringerung des Verhältnisses auf 4,4;T reduzierte die Höhe des ausgepreßten . Nietes auf 1,4 mm ('0,057 Zoll) und eine Erhöhung des Verhältniss:eg auf 4a8:1 reduzierte die Höhe des ausgepreßten Nietes auf 1,62 mm (0,064 Zoll).In a second series of tests, in which the sheet metal was reduced in thickness by 38% reduced from an initial 0.2 mm (0.0O88 inch) thickness has been found to that the optimum ratio was again 4.6: 1, with the height of the squeezed out Rivet at 1.67 mm (0.066 in): lag '. A reduction in the ratio to 4.4; T reduced the height of the squeezed. Rivet to 1.4 mm ('0.057 in) and one Increasing the ratio: eg to 4a8: 1 reduced the height of the pressed rivet to 1.62 mm (0.064 inches).
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DEF0055061 | 1968-03-14 |
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| DE19681652624 Pending DE1652624A1 (en) | 1968-03-14 | 1968-03-14 | Method for manufacturing a rivet and tooling device for carrying out the method |
Country Status (1)
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| DE (1) | DE1652624A1 (en) |
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-
1968
- 1968-03-14 DE DE19681652624 patent/DE1652624A1/en active Pending
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