DE19805837C1 - Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung - Google Patents

Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung

Info

Publication number
DE19805837C1
DE19805837C1 DE1998105837 DE19805837A DE19805837C1 DE 19805837 C1 DE19805837 C1 DE 19805837C1 DE 1998105837 DE1998105837 DE 1998105837 DE 19805837 A DE19805837 A DE 19805837A DE 19805837 C1 DE19805837 C1 DE 19805837C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
predetermined breaking
breaking point
laser
ring
lid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE1998105837
Other languages
English (en)
Inventor
Manfred Dr Ing Nagel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thyssen Laser Technik GmbH
Original Assignee
Thyssen Laser Technik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssen Laser Technik GmbH filed Critical Thyssen Laser Technik GmbH
Priority to DE1998105837 priority Critical patent/DE19805837C1/de
Priority to EP99100609A priority patent/EP0936273A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE19805837C1 publication Critical patent/DE19805837C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26Methods of annealing
    • C21D1/32Soft annealing, e.g. spheroidising
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2517/00Containers specially constructed to be opened by cutting, piercing or tearing of wall portions, e.g. preserving cans or tins
    • B65D2517/0001Details
    • B65D2517/001Action for opening container
    • B65D2517/0016Action for opening container pivot tab, push-down and pull-out tear panel
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2517/00Containers specially constructed to be opened by cutting, piercing or tearing of wall portions, e.g. preserving cans or tins
    • B65D2517/0001Details
    • B65D2517/0058Other details of container end panel
    • B65D2517/0059General cross-sectional shape of container end panel
    • B65D2517/0061U-shaped
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D2517/00Containers specially constructed to be opened by cutting, piercing or tearing of wall portions, e.g. preserving cans or tins
    • B65D2517/0001Details
    • B65D2517/0058Other details of container end panel
    • B65D2517/0068Ribs or projections in container end panel
    • B65D2517/0071Ribs or projections in container end panel located externally of tear-out/push-in panel or preformed opening
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Closing Of Containers (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Wärmebehandlung von Werkstücken mittels Laserstrahlung, nämlich auf die Wärmebe­ handlung metallischer Werkstücke, denen mittels der Energie der Laserstrahlung Wärme zugeführt wird.
Die Deckel von Behältern für Getränke oder Lebensmittel, also Dosen oder Büchsen, werden üblicherweise aus Weißblech oder aus Aluminiumblech hergestellt. Es sind auch Gebinde bzw. Behälter in Gebrauch, die aus Weißblech bestehen, jedoch mit einem Deckel aus Aluminium verschlossen sind. Das Öffnen eines Deckels bzw. die Herstellung einer Öffnung in einem Deckel erfolgt mit einer Zuglasche, die außen auf dem Deckel befestigt ist und angehoben werden kann. Außerdem ist im Dec­ kel in der Nähe der Zuglasche eine Sollbruchstelle vorhanden. Beim Anheben der Zuglasche wird die Sollbruchstelle über ei­ nen Hebelarm der Zuglasche eingebrochen und die Zuglasche bzw. die Dosenlasche kann mit einer Kraft F hochgezogen wer­ den, wobei sich der Dosendeckel von der Sollbruchstelle aus­ gehend öffnet, so daß eine vorbestimmte Dosenöffnung ent­ steht.
Die Sollbruchstelle, im Deckel wird dadurch hergestellt, daß ein Preßwerkzeug die Dicke des Deckels durch Pressen bzw. Prägen reduziert, und zwar z. B. auf ca. 1/3 der Ausgangsdic­ ke. Infolgedessen kann die Zuglasche mit ihrem Hebelarm die Sollbruchstelle zerstören, wenn die Zuglasche hochgezogen wird.
Durch die Werkstoffreduzierung mittels Prägens entsteht allerdings eine Materialverfestigung, nämlich eine Kaltverfe­ stigung durch die die Kraft F zum Öffnen der Sollbruchstelle in nachteiliger Weise ansteigt.
Aus den Patent Abstracts of Japan, C-72, 1980, Vol. 4, No. 16, JP 54-153714 A ist es bekannt, ein gegossenes Rohr einer plastischen Deformation in eine ovale Form zu unterzie­ hen. Anschließend wird dieses Rohr einer rekristallisierenden Wärmebehandlung unterzogen. Im Rohrinneren innerhalb eines gedachten Bereichs ausgebildete Verformungen werden herausge­ schnitten.
Außerdem ist es bekannt, siehe Eckstein, Hans-Joachim: Technologie der Wärmebehandlung von Stahl, 2. stark überarb. Aufl. Leipzig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 1987, S. 153, 154, Werkstücke mit Laserstrahlung zu behan­ deln, wobei eine Strukturumwandlung in strahlungsabsorbieren­ den Schichten des Werkstücks erfolgt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren zur Wärmebehandlung metallischer Deckel von Dosen, Büchsen od. dgl. Behälter zu schaffen, mit dem die Kraft F zum Zerstören der Sollbruchstelle und damit zum Öffnen des Dec­ kels bzw. zur Herstellung einer Öffnung im Deckel reduziert wird.
Die vorstehende Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Deckel von Dosen, Büchsen od. dgl. Behältern, bei dem eine Sollbruchstelle des Deckels, die durch ein ihren Werkstoff auf einen Teil seiner Dicke re­ duzierendes Zusammenpressen hergestellt ist, mit Laserstrah­ lung über die Rekristallisationstemperatur ihres Werkstoffs erwärmt wird.
Für die Erfindung ist von Bedeutung, daß die mit dem Preßwerkzeug durchgeführte Kaltverfestigung des Deckelwerk­ stoffs im Bereich der Sollbruchstelle beseitigt wird. Die Energie der Laserstrahlung führt zu einer Erwärmung des Dec­ kelwerkstoffs, die bis über die Rekristallisationstemperatur des Deckelwerkstoffs getrieben wird. Infolgedessen wird der kaltverfestigte Werkstoff erweicht und die Erweichung führt zu einer Gefügeneuordnung des Deckelwerkstoffs im erwärmten Bereich, so daß die Kaltverfestigung des Werkstoffs entspre­ chend der Einwirkungsdauer der Laserstrahlung beseitigt und damit die Kraft F zum Aufbrechen der Sollbruchstelle gesenkt wird. Mit Hilfe der Zuglasche kann die Sollbruchstelle leich­ ter aufgebrochen werden. Das Öffnen des Deckels ist dadurch erleichtert.
Das Verfahren wird zweckmäßigerweise so durchgeführt, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle über die gesamte Dicke des Werkstoffs der Sollbruchstelle erfolgt. Es erfolgt die maximal mögliche Reduzierung der Aufbruchkraft in Strahlungs­ richtung, da der gesamte bestrahlte Werkstoff rekristallisie­ ren kann.
Eine Optimierung der Rekristallisierung wird auch da­ durch erreicht, daß die gesamte von der Sollbruchstelle ein­ genommene Deckelfläche erwärmt wird. Beide vorbeschriebenen Maßnahmen gemeinsam führen dazu, daß die Kraft F zum Aufbre­ chen der Sollbruchstelle soweit wie möglich reduziert wird.
Es ist des weiteren vorteilhaft, wenn der Strahlfleck der Laserstrahlung auf dem Deckel dem Umriß der Sollbruch­ stelle angepaßt ist. Es steht dann ein Optimum der Energie der Laserstrahlung für die Rekristallisation zur Verfügung. Dieses Optimum stellt ein Maximum dar, wenn der Strahlfleck die gleiche Form aufweist, wie der Umriß der Sollbruchstelle.
Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß der Strahlfleck der Laserstrahlung auf dem Deckel teilringartig ist. Ein teilringartiger Strahlfleck ist insbesondere für teilringförmige Sollbruchstellen geeignet. Derartige Soll­ bruchstellen und damit teilringartige Strahlflecken sind im Hinblick auf diejenigen Deckelöffnungen vorteilhaft, die nur einen Teilbereich des Dosendeckels einnehmen, so daß ein teilringartiger Strahlfleck diesem Teilbereich besonders gut angepaßt ist bzw. ihn teilweise umschließt. Damit ergeben sich vorteilhafte Verteilungen der Kräfte beim Aufbrechen der Sollbruchstelle mit einer mehr oder weniger punktförmigen bzw. teilbereichsförmigen Zuglasche.
Es ist vorteilhaft, das Verfahren so durchzuführen, daß der Strahlfleck der Laserstrahlung auf dem Deckel aus mehre­ ren Laserstrahlen zusammengesetzt wird. Ein aus mehreren La­ serstrahlen zusammengesetzter Strahlfleck läßt sich vielfäl­ tiger verwenden. Beispielsweise können alle Laserstrahlen deckungsgleich strahlen, so daß also jeder Einzelstrahlfleck auf dieselbe Stelle des Deckels strahlt. Es wird eine ent­ sprechende Summierung der Wärmewirkung der Einzelstrahlen er­ reicht. Die Laserstrahlen können aber auch mit voneinander abweichend angeordneten Einzelstrahlflecken angewendet wer­ den, die gemeinsam einen zusammenhängenden Strahlfleck bil­ den, mit dem auf die Sollbruchstelle eingewirkt wird. Der Strahlfleck ist dann üblicherweise unter Überlappung der Ein­ zelstrahlflecken gebildet. Die Sollbruchstelle kann abwei­ chend von einem Einzelstrahlfleck ausgebildet werden bzw. es ist nicht erforderlich, den Strahlfleck mit optischen Mitteln einer vorgegebenen Form einer Sollbruchstelle anzupassen.
Das Verfahren kann so durchgeführt werden, daß die Er­ wärmung der Sollbruchstelle bei einem aus Weißblech bestehen­ den Deckel erfolgt. Bei einem aus Weißblech bestehenden Dec­ kel ist die Kaltverfestigung üblicherweise besonders nach­ teilhaft, insbesondere im Vergleich zu Aluminium, so daß das Verfahren hier besonders augenfällige anwendungstechnische Vorteile hat.
Die Erwärmung der Sollbruchstelle kann mit geeigneten Lasern erfolgen, beispielsweise mit Gas- oder mit Festkörper­ lasern. Es ist jedoch besonders vorteilhaft, das Verfahren so durchzuführen, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle mit ei­ nem Diodenlaser erfolgt. Diodenlaser ermöglichen eine Strahl­ formung entsprechend der Geometrie der Sollbruchstelle des Dosendeckels in besonders einfacher Weise.
In Ausgestaltung des Verfahren ist es dann möglich, die­ ses so durchzuführen, daß die Laserstrahlung eines Laser­ strahls oder mehrerer Laserstrahlen eines Diodenlasers mit Diodenstacks und/oder Diodenbarren erzeugt wird. Die einzel­ nen Laserdioden der Diodenstacks und/oder der Diodenbarren können dem Bedürfnis des Verfahrens entsprechend nach einem einzigen oder nach mehreren Laserstrahlen entsprechend einge­ setzt werden. Es ergibt sich eine entsprechende Flexibilität des Verfahrens, bei dem insbesondere auf die Geometrie der Sollbruchstelle des Dosendeckels Rücksicht genommen werden kann, aber auch auf eine Energieverteilung im Strahlfleck bzw. im Bereich der Sollbruchstelle.
Verfahrenstechnisch ist es vorteilhaft, wenn der Dioden­ laser als Bestandteil eines Preßwerkzeugs verwendet wird, das die Sollbruchstelle des Deckels herstellt. Der Diodenlaser und das Preßwerkzeug bilden dann eine Baueinheit, die in ein­ facher Weise gehandhabt werden kann. Insbesondere nimmt der Diodenlaser an allen Bewegungen des Preßwerkzeugs teil, so daß grundsätzlich keine Positionierungsprobleme des Diodenla­ sers in bezug auf das Werkstück bzw. wegen der Positionierung der Laserstrahlung relativ zur Sollbruchstelle entstehen. Der Anschluß des Diodenlasers an eine Steuerung ist auch im Ein­ satzbereich eines Preßwerkzeugs unproblematisch. Mechanische Beanspruchungen können vom Diodenlaser ferngehalten werden, so daß auch von daher keine Bedenken gegen den Einsatz des Diodenlasers als Bestandteil eines Preßwerkzeugs bestehen.
Das Verfahren der Anwendung eines Diodenlasers als Be­ standteil eines Preßwerkzeugs kann dadurch optimiert werden, daß der Diodenlaser in einem einer Prägefläche benachbarten Preßwerkzeugbereich angeordnet wird, der mit der Prägefläche über einen Strahlendurchlaß in Verbindung steht. Infolgedes­ sen können im Bereich der Preßwerkzeugfläche alle notwendigen Manipulationen durchgeführt werden, um den Deckel durch Prä­ gung in die vorbestimmte Form zu bringen. Unabhängig davon befindet sich der Diodenlaser in einem Bereich, der für den Preßvorgang nicht benötigt wird, so daß der Diodenlaser ent­ sprechend geschützt eingesetzt werden kann.
Das Verfahren muß so durchgeführt werden, daß es einer Massenfertigung gerecht wird, weil die Dosendeckel Massenfer­ tigungsartikel sind. Es ist daher vorteilhaft so zu verfah­ ren, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle nach deren Pressen in einem Arbeitsgang erfolgt. Dadurch wird der zeitliche Auf­ wand zur Erwärmung der Sollbruchstelle auf ein Minimum redu­ ziert.
Es ist üblich, daß Dosendeckel eine Ringprägung erhal­ ten, mit der die Öffnung des Deckels vorbestimmt wird. Bei­ spielsweise eine dem Rand nahe Ringprägung bei festem Dosen­ inhalt, um diesen möglichst einfach und vollständig entnehmen zu können. Bei flüssigem Doseninhalt wird nur ein geringer Teil der gesamten Deckelfläche geöffnet werden müssen, so daß der Doseninhalt ausgegossen bzw. getrunken werden kann. In allen Fällen ist es jedoch vorteilhaft, das Verfahren so durchzuführen, daß als Sollbruchstelle ein Ringabschnitt ei­ ner Ringprägung des Dosendeckels verwendet wird. Es braucht dann nicht die gesamte Ringprägung rekristallisiert zu wer­ den, sondern nur ein der Sollbruchstelle entsprechender Ring­ abschnitt. Dieser kann dann mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand aufgebrochen werden, während die Ringprägung im übrigen nach dem Aufbrechen der Sollbruchstelle in üblicher Weise aufgezogen wird.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung darge­ stellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Aufsicht auf einen Deckel einer Dose,
Fig. 2 eine schematische Querschnittsdarstellung der Dose der Fig. 1,
Fig. 3 das Detail X der Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Ringprägung mit einer durch Teilstrahlflecken mehrerer Laser­ strahlen überdeckten Sollbruchstelle,
Fig. 5 eine Aufsicht auf ein Preßwerkzeug in Arbeitsrich­ tung,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Preßwerkzeug in sche­ matischer Darstellung, und
Fig. 7 einen Diodenlaser mit mehreren Laserdioden.
In den Fig. 1, 2 ist ein Behälter 11 dargestellt, nämlich eine Büchse mit nicht dargestelltem, insbesondere festem In­ halt, der ein Lebensmittel sein kann, beispielsweise ein Brotbelag. Der Behälter ist durch einen Deckel 10 verschlos­ sen, der fest mit dem Behälter 11 verbunden ist. Damit der Inhalt des Behälters 11 entnommen werden kann, muß der Deckel 10 geöffnet werden können. Hierzu ist eine nahe dem Rand 22 angeordnete Ringprägung 21 vorhanden. Sämtlicher Deckelwerk­ stoff innerhalb der Ringprägung 21 kann entfernt werden. Dazu ist es notwendig, die Ringprägung 21 zu zerstören, zumindest an einer Stelle, um von hier ausgehend den Deckel aufzuzie­ hen. Für die Zerstörung dient eine Zuglasche 23 mit einem Griffloch 24. Die Zuglasche 23 ist an einer Befestigungsstel­ le 25 nahe der Ringprägung 21 am Deckel 10 befestigt. Fig. 2 bzw. deren Detail X in Fig. 3 zeigen einen Befestigungsniet 26, der aus dem Deckelwerkstoff herausgearbeitet ist und die Zuglasche 23 am Deckel 10 festhält. Die Zuglasche 23 ist mit einem Hebelarm 27 ausgerüstet, der in die unmittelbare Nähe der Ringprägung 21 ragt.
Fig. 3 zeigt, daß die Werkstoffdicke des Deckels 10 im Bereich einer Ringprägung 21 reduziert ist. Im Bezug auf die Dicke D des Deckelwerkstoffs ist die Teildicke d etwa nur 1/3. Diese Dickenreduktion ist durch Zusammenpressen des Werkstoffs erfolgt, nämlich mit einem Preßwerkzeug 16, mit dem die Ringprägung 21 hergestellt ist. Die geringere Wand­ stärke hat zur Folge, daß der Dosendeckel 10 hier vorzugswei­ se zu zerstören ist. Dieser Zerstörung dient der Hebelarm 27 der Zuglasche 23. Der Bereich, in dem die Zuglasche wirksam werden kann, ist eine Sollbruchstelle 12. Das Anheben der Zuglasche 23 wird dazu führen, daß der Hebelarm 27 diese Sollbruchstelle zerstört, so daß der Prägering 21 an dieser Stelle einreißt. Ein weiteres Hochziehen der Zuglasche 23 führt dann zu einem weiteren Einreißen des Deckels 10 längs des Prägerings 21, so daß praktisch der gesamte Deckel 10 entfernt wird. Der in der Nähe des Randes 22 der Dose 10 be­ findliche Deckelrest 10' bleibt mit dem Behälter 11 verbun­ den, da er mit dem Behälterrand 11' verbördelt ist. Dieser Deckelrest 10' behindert die Entnahme des Inhalts des Behäl­ ters 11 praktisch jedoch nicht.
Das Dünnerprägen des Prägerings 21 hat jedoch die be­ schriebene Wirkung der Kaltverfestigung, so daß das Aufreißen des Deckels in diesem Bereich teilweise erschwert wird. Die Wandstärke des Deckels im Bereich der Ringprägung 21 muß da­ her stärker reduziert werden, als es an sich notwendig wäre. Um diesen Nachteil auszugleichen, wird die Sollbruchstelle 12 erfindungsgemäß mit Laserstrahlung über die Rekristallisa­ tionstemperatur ihres Werkstoffs erwärmt, so daß dieser er­ weicht, seine Gefügeordnung entsprechend geändert und die Kaltverfestigung beseitigt wird. Die Kraft zum Aufbrechen der Sollbruchstelle 12 kann daher reduziert werden. Falls es auf eine Kraftreduktion im Vergleich zu bestehenden Deckelver­ schlüssen nicht ankommt, kann im Bereich der Ringprägung 21 mit einer geringeren Dickenreduktion ausgekommen werden.
Fig. 4 zeigt in schematischer Darstellung die Ringprägung 21 über einen Teilbereich ihrer gesamten Umfangslänge. In dem dargestellten Bereich liegt die Sollbruchstelle 12, der im Fall dieser Darstellung die Zuglasche 23 nicht zugeordnet ist, um nicht die Darstellung von Maßnahmen zur Erwärmung der Sollbruchstelle 12 zu beeinträchtigen. Die Sollbruchstelle 12 betrifft somit den gekennzeichneten Ringabschnitt 20. Inner­ halb dieses Ringabschnitts 20 soll also durch Erwärmung des Werkstoffs des Deckels 10 dafür gesorgt werden, daß die durch das Zusammenpressen des Werkstoffs auf die Dicke d entstande­ ne Kaltverfestigung beseitigt wird. Die Erwärmung erfolgt mit Laserstrahlung. Die Laserstrahlung muß so auf die Ringprägung 21 gestrahlt werden, daß die Sollbruchstelle 12 zumindest in einem Teilbereich über die Rekristallisationstemperatur ihres Werkstoffs erwärmt wird. Fig. 4 zeigt eine Erwärmung der ge­ samten Sollbruchstelle 12 durch Laserstrahlung. Die Laser­ strahlen dieser Laserstrahlung sind nicht dargestellt. Es wurden drei einzelne Strahlflecken 13 dargestellt, die je­ weils auf einem Teil des Ringabschnitts 20 die Ringprägung 21 und damit die Sollbruchstelle 12 abdecken. Dementsprechend ist der von den drei Strahlflecken 13 gebildete gesamte Strahlfleck teilringartig. Die einzelnen Strahlflecken 13 brauchen dazu der Ringform der Ringprägung 21 nicht angepaßt zu werden, weil sie etwas größer bemessen sind, insbesondere breiter, als die Ringprägung 21. Die dargestellte Überlappung der Strahlflecken 13 in den Bereichen 28 sorgt dafür, daß ei­ ne gleichgehend intensive Erwärmung über die Länge des Ring­ abschnitts 20 erfolgt bzw. eine Erwärmung, die eine erleich­ terte Zerstörung der Sollbruchstelle 12 beim Anheben der Zug­ lasche 23 gewährleistet.
Die Fig. 5, 6 zeigen wesentliche Teile eines Preßwerkzeugs 16. Es sind zwei maschinell relativbewegliche Stempel 16', 16" vorhanden. Der Unterstempel 16" besitzt einen zum Ober­ stempel 16' hin vorspringenden Ring 29, der patrizenartig wirkt. Er wirkt zusammen mit einer matrizenartig wirkenden Ausnehmung 30 des Oberstempels 16'. Der Ringvorsprung 29 und die Ringausnehmung 30 sind so aufeinander abgestimmt, daß sich bei einem vollständigen Zusammenpressen der Stempel 16', 16" auf die Dicke D des Deckels 10 eine Reduktion der Dicke des Werkstoffs des Deckels 10 im Bereich von Ringvorsprung 29 und Ringausnehmung 30 auf die Teildicke d ergibt.
Ein vorbeschriebenes an sich bekanntes Preßwerkzeug 16 hat die Besonderheit, daß es mit einer Laseranordnung zusam­ mengebaut ist, nämlich mit Diodenlasern 14. Jeder Diodenlaser 14 ist quasi Bestandteil des Preßwerkzeugs 16, ohne dabei selbst zwangsläufig am Preß- bzw. Prägevorgang teilnehmen zu müssen. Er erzeugt die Laserstrahlung, mit der die kaltverfe­ stigte Sollbruchstelle 12 rekristallisiert wird. Die Laser­ strahlung wird aus dem Preßwerkzeugbereich 18, in dem der Diodenlaser 14 angeordnet ist, durch einen Strahlendurchlaß 19 in den Verformungsbereich zwischen den Stempeln 15', 16" geleitet, um dort die Erwärmung der Sollbruchstelle 12 vorzu­ nehmen. Die Darstellung des Strahlendurchlasses 19 ist rein schematisch. Es versteht sich, daß der Strahlendurchlaß 19 im Augenblick des Zusammenpressens verschlossen sein muß, wenn die Dickenreduktion des Deckels 10 erfolgt, und zwar so, daß die Ringverformung 29 im Bereich des Strahlendurchlasses 19 ein Widerlager hat. Ein solches Widerlager kann beispielswei­ se dadurch hergestellt werden, daß ein quer zur Bewegungs­ richtung der Stempel 16', 16" beweglicher, nicht dargestell­ ter Widerlagerblock mit einer der Ringausnehmung 30 entspre­ chenden Kontur oberhalb des Ringvorsprungs 29 positioniert wird. Eine solche Positionierung kann automatisch erfolgen, beispielsweise durch Einschieben mit einer ortsfesten Schräg­ fläche in einen in Fig. 6 nicht dargestellten Querkanal, der zumindest den Strahlendurchlaß 19 durchsetzt.
Fig. 7 zeigt schematisch eine mögliche Ausgestaltung ei­ nes Diodenlasers 14, der in einem Preßwerkzeugbereich 18 an­ geordnet ist, welcher einer Prägefläche 17 benachbart ist. Dieser Preßwerkzeugbereich 18 ist im wesentlichen die der Prägefläche 17 gegenüberliegende Außenfläche des Oberstempels 16'. Hier kann der Diodenlaseranordnung z. B. aus drei Dioden­ lasern 14 aufgebaut und angeordnet werden, die jeweils einen der Laserstrahlen liefern, mit dem ein Strahlfleck 13 gemäß Fig. 4 erzeugt wird.
Fig. 7 zeigt drei übereinander angeordnete Laserdioden 32, die in ihrer Übereinanderordnung auch einen Diodenstack symbolisieren können. Des weiteren ist vorstellbar, daß meh­ rere Laserdioden 32 vertikal zur Darstellungsebene hinterein­ ander angeordnet sein können und somit eine Diodenzeile bil­ den. Die von den Dioden 32 einer Zeile abgegebene Laserstrah­ lung wird einem zylindrischen Kollimator 33 zugeführt und ein kollimierter Laserstrahl 15' gelangt von einem solchen Kolli­ mator 17 zu einem Umlenk- bzw. Fokussierspiegel 34. Der Fo­ kussierspiegel 34 fokussiert Laserstrahlen 15 durch eine Aus­ trittsöffnung 31' des Gehäuses 31 in den Strahlendurchlaß 19 und damit auf die Sollbruchstelle 12. Es ist ohne weiteres aus Fig. 7 abzuleiten, daß die drei Laserstrahlen 15 jeweils einen der Strahlflecken 13 in Fig. 4 bilden. Es ist aber auch möglich, daß alle drei Laserstrahlen 15 auf denselben Strahl­ fleck fokussiert werden. In beiden Fällen, vor allem aber in letzterem, können strahlungformende Mittel 35 eingesetzt wer­ den, beispielsweise Linsen, die die in Fig. 4 dargestellten länglichen Strahlflecken erzeugen bzw. die einzelnen Strahlen 15 abweichend von einem deckungsgleichen Strahlfleck für alle drei Strahlen z. B. nach Art der in Fig. 4 gewählten Darstel­ lung über die Ringprägung 31 im Bereich der Sollbruchstelle 12 verteilen. Eine solche Verteilung kann allerdings auch da­ durch geschehen, daß die Diodenlaseranordnung gemäß der Dar­ stellung in Fig. 5 aus drei einzelnen Lasern 14 besteht, die ihrerseits wieder Diodenstacks und/oder Diodenbarren sind bzw. aufweisen. In diesem Fall läßt sich jeweils einer der Strahlflecken 13 der Fig. 4 mit einem Laser 14 erzeugen.
Aus Fig. 5 ist abzuleiten, daß auch die gesamte Ringprä­ gung 21 mit dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden könnte, falls das zum erleichterten Öffnen des Deckels ange­ raten erscheint. Ein solches Verfahren oder zumindest eine Rekristallisation über den größten Anteil des Gesamtumfangs der Ringprägung 21 kann angeraten sein, wenn eine vergleichs­ weise kleine Öffnung im Deckel 10 hergestellt werden soll, beispielsweise eine Trinköffnung oder eine Öffnung zum Ein­ schieben eines Strohhalms od. dgl. In diesem Fall muß durch Anordnung mehrerer Laser 14 und/oder Strahlformung und/oder Strahlverteilung für die erforderliche größere Überdeckung der Ringprägung 21 gesorgt werden.

Claims (13)

1. Verfahren zur Wärmebehandlung metallischer Deckel (10) von Blechbehältern (11), bei dem eine Sollbruchstelle (12) des Deckels (10), die durch ein ihren Werkstoff auf einen Teil (d) seiner Dicke (D) reduzierendes Zusammen­ pressen hergestellt ist, mit Laserstrahlung über die Re­ kristallisationstemperatur ihres Werkstoffs erwärmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle (12) über die ge­ samte Dicke (d) des Werkstoffs der Sollbruchstelle (12) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die gesamte von der Sollbruchstelle (12) eingenommene Deckelfläche erwärmt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlfleck (13) der Laserstrah­ lung auf dem Deckel (10) dem Umriß der Sollbruchstelle (12) angepaßt ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlfleck (13) der Laserstrah­ lung auf dem Deckel (10) teilringartig ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Strahlfleck (13) der Laserstrah­ lung auf dem Deckel (10) aus mehreren Laserstrahlen zu­ sammengesetzt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle (12) bei einem aus Weißblech bestehenden Deckel (10) er­ folgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle (12) mit einem Diodenlaser (14) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Laserstrahlung eines Laser­ strahls (15) oder mehrerer Laserstrahlen (15) eines Dio­ denlasers (14) mit Diodenstacks und/oder Diodenbarren erzeugt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Diodenlaser (14) als Bestandteil eines Preßwerkzeugs (16) verwendet wird, das die Soll­ bruchstelle (12) des Deckels (10) herstellt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Diodenlaser (14) in einem ei­ ner Prägefläche (17) benachbarten Preßwerkzeugbereich (18) angeordnet wird, der mit der Prägefläche (17) über einen Strahlendurchlaß (19) in Verbindung steht.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erwärmung der Sollbruchstelle (12) nach deren Pressen in einem Arbeitsgang erfolgt.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollbruchstelle (12) ein Ring­ abschnitt (20) einer Ringprägung (21) des Dosendeckels (10) verwendet wird.
DE1998105837 1998-02-13 1998-02-13 Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung Expired - Fee Related DE19805837C1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998105837 DE19805837C1 (de) 1998-02-13 1998-02-13 Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung
EP99100609A EP0936273A1 (de) 1998-02-13 1999-01-14 Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998105837 DE19805837C1 (de) 1998-02-13 1998-02-13 Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19805837C1 true DE19805837C1 (de) 1999-07-01

Family

ID=7857560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998105837 Expired - Fee Related DE19805837C1 (de) 1998-02-13 1998-02-13 Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0936273A1 (de)
DE (1) DE19805837C1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10022884A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Bruchtrennung in Bauteilen oder deren Vormaterial
US7902481B2 (en) * 2004-03-31 2011-03-08 Citizen Holdings Co., Ltd Method of manufacturing sealed electronic component and sealed electronic component
DE102010037951A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Dosendeckeln
EP2671813A1 (de) * 2012-06-07 2013-12-11 Crown Packaging Technology, Inc Leicht zu öffnender Verschluss mit verbessertem Druckverhalten
CN115246036A (zh) * 2022-08-11 2022-10-28 沈阳航远航空技术有限公司 一种脆性或高强度材料双束激光辅助冲压方法及装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4485935A (en) * 1982-12-08 1984-12-04 Stoffel Technologies, Inc. Easy-open structure for containers and method of forming the same
JPS61193731A (ja) * 1985-02-22 1986-08-28 Nippon Steel Corp 開缶性と耐食性に優れたスコアを有するイ−ジ−オ−プン蓋用鋼板の製造方法
NO158929C (no) * 1986-02-20 1988-11-16 Elopak As Fremgangsmaate og anordning for dannelse av svekningssteder i emner for beholdere.
US4693390A (en) * 1986-10-15 1987-09-15 Continental Can Company, Inc. Lid for a plastic container
FR2713200B1 (fr) * 1993-12-01 1996-03-01 Pechiney Recherche Couvercle à ouverture facile en complexe métalloplastique.
DE4422137C1 (de) * 1994-06-28 1995-02-23 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zur definierten Einstellung der Umformbarkeit eines Metallhalbzeugs
DE19620196A1 (de) * 1996-05-20 1997-11-27 Audi Ag Verfahren zum Umformen eines flächigen Metallwerkstückes

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Eckstein, Hans-Joachim: Technologie der Wärmebe- handlung von Stahl. 2., stark überarb. Aufl. Leip-zig: VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie,1987, S.153, 154 *
Patent Abstracts of Japan. C-72, 1980, Vol.4, No.16, JP 54-153714 A *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10022884A1 (de) * 2000-05-10 2001-11-15 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Bruchtrennung in Bauteilen oder deren Vormaterial
DE10022884B4 (de) * 2000-05-10 2007-08-16 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren zur Bruchtrennung in Bauteilen oder deren Vormaterial
US7902481B2 (en) * 2004-03-31 2011-03-08 Citizen Holdings Co., Ltd Method of manufacturing sealed electronic component and sealed electronic component
DE102010037951A1 (de) * 2010-10-04 2012-04-05 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Dosendeckeln
DE102010037951B4 (de) * 2010-10-04 2012-08-23 Schuler Pressen Gmbh & Co. Kg Verfahren und Presswerkzeug zur Herstellung von aufreißbaren Dosendeckeln
US9242289B2 (en) 2010-10-04 2016-01-26 Schuler Pressen Gmbh Arrangement and method for manufacturing can lids
EP2671813A1 (de) * 2012-06-07 2013-12-11 Crown Packaging Technology, Inc Leicht zu öffnender Verschluss mit verbessertem Druckverhalten
WO2013182354A1 (en) * 2012-06-07 2013-12-12 Crown Packaging Technology Inc Easy open closure with improved pressure performance
US20150144633A1 (en) * 2012-06-07 2015-05-28 Crown Packaging Technology, Inc. Easy open closure with improved pressure performance
US9376233B2 (en) * 2012-06-07 2016-06-28 Crown Packaging Technology, Inc. Easy open closure with improved pressure performance
RU2632034C2 (ru) * 2012-06-07 2017-10-02 Краун Пэкеджинг Текнолоджи Инк Легковскрываемая крышка с улучшенными характеристиками в условиях повышенного давления
CN115246036A (zh) * 2022-08-11 2022-10-28 沈阳航远航空技术有限公司 一种脆性或高强度材料双束激光辅助冲压方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0936273A1 (de) 1999-08-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0279866B2 (de) Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers aus Blechteilen unterschiedlicher Dicke
DE1452782A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum nietlosen Verbinden zweier duktiler Blechteile
DE69203419T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugkarosserieplatte.
DE3416740A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur formung eines behaelterdeckels
EP1146261B1 (de) Zylinderkopfdichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE102010037951B4 (de) Verfahren und Presswerkzeug zur Herstellung von aufreißbaren Dosendeckeln
DE102019103606B4 (de) Umformwerkzeug und Umformverfahren zur Herstellung einer Überdrucksollbruchstelle in einem Batteriedeckel
DE19805837C1 (de) Verfahren zur Wärmebehandlung mittels Laserstrahlung
CH705057B1 (de) Bearbeitungseinrichtung und Verwendung derselben zur Herstellung von Deckeln mit Aufreissfolie.
EP2130638B1 (de) Verfahren zur Kantenbehandlung metallischer Werkstücke unter Verwendung eines Laserstrahles
WO2014047669A1 (de) Verfahren zum biegen eines werkstücks
EP2492201A1 (de) Umgekehrtes Stanzsystem
WO2019007547A1 (de) Verfahren zur herstellung einer kühlplatte
EP0934132A1 (de) Durchsetzfügeverfahren und -vorrichtung zum verbinden von blechteilen
EP0930952B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum fügen von überlappend miteinander zu verbindenden flachprodukten
DE102014208952A1 (de) Pressengebundenes Werkzeug zum gratfreien Scherschneiden von Blechwerkstücken und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102004005568A1 (de) Verbindungsbereich auf einem Bauteil, sowie Verfahren und Werkzeug zu seiner Herstellung
DE3843890C1 (de)
DE102019001383B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kühlplatte
DE3704895C2 (de)
DE10302458B4 (de) Maschine und Verfahren zur Massivumformung
DE4425728A1 (de) Vorrichtung zum dichten Verschließen eines Behälters mittels einer Folie
DE523111C (de) Vorrichtung zur Herstellung von Behaeltern mit verdickten Boden- und Randteilen und duenneren, zylindrischen Seitenwaenden
DE4445365C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines zylindrischen Behälters, insbesondere eines Fasses, aus Metallblech
EP2913138A1 (de) Fertigungsverfahren sowie Verfahren zur Herstellung eines Trägers zur Führung einer Bewegungseinheit einer Werkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of the examined application without publication of unexamined application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee