DE2166587A1 - PRODUCTION OF A VILLA RIVET CONNECTION FOR TYPE-OPEN CONTAINER - Google Patents
PRODUCTION OF A VILLA RIVET CONNECTION FOR TYPE-OPEN CONTAINERInfo
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Description
Aluminum Company of America, Pittsburgh, Pa. / USAAluminum Company of America, Pittsburgh, Pa. / UNITED STATES
Herstellung einer Hohlnietverbindung für Behälteraufreiß-Production of a hollow rivet connection for container tear-open
versGhlüsseclosures
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer Hohlnietverbindung für Behälteraufreißverschlüsse .The invention relates to a method and a device for producing a tubular rivet connection for tear-open containers .
Es ist vielfach vorteilhaft, eine Verbindung eines Flachmaterials oder Flachelements mit einem zweiten Element mit Hilfe eines Hohlniets vorzusehen, welcher integral in das Flachelement geformt worden ist. Es ist bekannt, derartigeIt is often advantageous to connect a flat material or to provide a flat element with a second element with the aid of a tubular rivet which is integrally inserted into the flat element has been shaped. It is known such
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Verbindungen bei Behälterstirnwänden zu verwenden, welche geschwächte aufreißbare Abschnitte und hieran befestigte Hebelziehstreifen aufweisen, um das öffnen der Stirnwand für den Zugriff zum Inhalt des Behälters zu erleichtern.Connections to be used for container end walls, which are weakened Have tearable sections and attached lever pull strips to open the front wall for the To facilitate access to the contents of the container.
Da diese Art von Nieten vielfach beträchtlichen Kräften während der Nietformstufe, des Verbindungsvorgangs und" des Behälteröffnens widerstehen muß, ist es wesentlich, daß der Niet eine ausreichende Festigkeit hat, um während dieser Stufen richtig zu arbeiten. Um ein zufriedenstellendes Arbeiten zu ermöglichen, wenn das Flachmaterial aus Metall wie Aluminium ist, wird die Nietbildung häufig in einem mehrstufigen Vorgang durchgeführt. Während der ersten Stufe wird das Metall gestreckt oder gezogen, um einen hohlen Vorsprung oder eine Blase mit wesentlich größerem Durchmesser als der endgültige Niet zu formen. Diese Stufe erzeugt eine Blase mit verringerter Wanddicke in bezug auf den Rest des Blechs. Hierauf wird die Blase in einem Hohlniet mit einer Querwand am Ende und einer zylindrischen Wand am Umfang rückgeformt.As this type of rivet often requires considerable forces during must withstand the rivet forming step, joining process and "container opening, it is essential that the rivet have a Has sufficient strength to function properly during these stages. To enable satisfactory work, when the sheet is made of metal such as aluminum, the rivet formation is often carried out in a multi-step process. During the first stage, the metal is stretched or pulled to form a hollow protrusion or bubble of much larger size Diameter to shape as the final rivet. This stage creates a bubble with reduced wall thickness with respect to the Rest of the sheet metal. The bladder is then placed in a hollow rivet with a transverse wall at the end and a cylindrical wall at the periphery reshaped.
Wenn ein solcher Niet bei einer leicht zu öffnenden Stirnfläche eines Behälters verwendet wird, wird ein r.iiü öffnungen versehener Ziehstreifen über dem hohlen Niet angeordnet, und der Niet wird durch Vernieten verarbeitet, um einen vergrößerten Kopf vorzusehen, welcher den Ziehstreifen auf dem Metallblechelement befestigt. Dieses ist eine kritische Stufe, bei welcher leicht ein unerwünschter Bruch am Hohlniet auftreten kann.If such a rivet is used on an easy-to-open face of a container, a larger hole will be provided Pull tabs are placed over the hollow rivet, and the rivet is riveted together to form an enlarged head to be provided, which attaches the pull tab to the sheet metal element. This is a critical level at which easy an undesired breakage of the tubular rivet can occur.
Die oben beschriebenen Probleme sind von besonderer Bedeutung in bezug auf bestimmte Formen von Behälters t irnf lachen, welche Öffnungsvorrichtungen mit besonders geringem Preis aufweisen müssen, um wirtschaftlich und konkurrenzfähig zu bleiben. Diese Notwendigkeit hat zu einem starken Wunsch nach Verwendung dünner Flachmaterialien, wie Aluminium, mit einer Dicke von etwa 0,203The problems described above are of particular concern with respect to certain forms of container which Must have opening devices with a particularly low price in order to remain economical and competitive. These Necessity has led to a strong desire to use thin sheets, such as aluminum, about 0.203 in thickness
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bis 0,229 mm für leicht zu öffnende Behälterwände geführt. Die Forderung nach einer bestimmten minimalen Nietwanddicke, um eine ausreichende Festigkeit sicherzustellen, hat die Anwendung wirtschaftlicherer dünner Flachmaterialien begrenzt.up to 0.229 mm for easy-to-open container walls. The requirement for a certain minimum rivet wall thickness in order to ensure sufficient strength has the application more economical thinner flat materials.
Eine weitere Schwierigkeit bei der bekannten Herstellung der Nietverbindung dieser Art besteht darin., daß die zum Behälterinneren gerichtete Oberfläche des Metallelements im allgemeinen mit einem Schutzüberzug versehen ist, um eine schädliche Berührung zwischen dem Behälterinhalt und der Metallstirnwand zu verhindern. Bei dem bekannten Vernieten kann der Überzug beträchtlich beeinträchtigt und eine folgende Reparatur des Überzugs erforderlich werden. Dies erfordert nicht nur eine zusätzliche Behandlung bei der Verarbeitung der Behälterstirnwände während der Herstellung, sondern vergrößert auch die Materialkosten. A further difficulty in the known production of the riveted connection of this type is. That the to the container interior directed surface of the metal element is generally provided with a protective coating to prevent harmful contact between the contents of the container and the metal end wall. With the known riveting, the coating can be considerable impaired and a subsequent repair of the coating will be required. This doesn't just require an additional one Treatment in the processing of the container end walls during manufacture, but also increases the cost of materials.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches die oben beschriebenen Schwierigkeiten vermeidet, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.The invention is based on the object of a method of the above Specify mentioned type, which avoids the difficulties described above, as well as a device for implementation to create this procedure.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, daß ein in einem als Behälterwand geneigten Flachmaterial integral ausgebildeter Hohlniet durch eine öffnung in einem mit einer Behälterwand zu verbindenden Ziehstreifen geführt wird, ein Nietamboß mit einem nach oben gerichteten, in den Niet ragenden Vorsprung, einer oberen ringförmigen Oberfläche zum Stützen, einer unteren ringförmigen Oberfläche und einer allgemein die obere und die untere ringförmige Oberfläche verbindenden vertikalen Oberfläche vorgesehen ist, weiter ein hin- und herbeweglicher Nietstempel in einem hin- und herbeweglichen rohrförmigen Druckteil relativ bewegbar in bezug auf dieses Druckteil vorgesehen ist, dasAccording to the invention, this object is achieved with a method as described at the outset described type solved in that a flat material which is integrally formed in a flat material inclined as a container wall Hollow rivet is guided through an opening in a pulling strip to be connected to a container wall, a rivet anvil with a upward projection protruding into the rivet, an upper annular surface for support, a lower annular surface Surface and a generally the upper and lower annular surface connecting vertical surface is provided is further a reciprocable riveting die in a reciprocating tubular pressure member relative movable with respect to this printing part is provided, the
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Flachmaterial auf dem Nietamboß mit in den Niet ragendem Vorsprung des Nietambosses und der oberen ringförmigen Oberfläche zum Stützen in Kontakt mit der unteren Oberfläche der Behälterwand angeordnet wird, eine relative Bewegung zwischen dem Druckteil und der Matrizenform zum klemmenden Kalten der Behälterwand und des Ziehstreifens zwischen dem Druckteil und der oberen ringförmigen Oberfläche zum Stützen zum Verringern des Fließens von Metall radial nach außen während des folgenden Vernietens bewirkt wird, und der Niet durch Bewirken einer relativen Bewegung zwischen dem Nietstempel und dem Nietamboß zum Ineingriffbringen und axialen Verformen des Niets zur Bildung eines Kopfes mit größerem Durchmesser als dem der öffnung des Ziehstreifens vernietet wird.Flat material on the rivet anvil with a protrusion protruding into the rivet the rivet anvil and the upper annular surface for support in contact with the lower surface of the container wall is arranged, a relative movement between the pressure part and the female mold for the clamping cold of the container wall and the pull tab between the pressure member and the upper annular surface for support to reduce flow caused by metal radially outward during subsequent riveting, and the rivet by causing relative movement between the rivet punch and the rivet anvil for engaging and axially deforming the rivet to form a head is riveted with a larger diameter than that of the opening of the pull tab.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zeichnet sich aus durch einen Nietamboß zum tragenden Eingriff mit der unteren Oberfläche des Flachmaterials, einen übergreifenden Nietstempel zum Erfassen und axialen Drücken des hohlen Niets zur Herstellung eines vergrößerten Kopfes an diesem, einen übergreifenden ringförmigen Druckteil, welcher den Nietstempel am Umfang umgibt und relativ zu diesem bewegbar ist, wobei der Nietamboß einen nach oben gerichteten Vorsprung aufweist, der in den hohlen Niet ragen kann, eine obere ringförmige Oberfläche um die Basis des Vorsprungs und eine untere ringförmige Oberfläche und eine ringförmige Verbindungsfläche zwischen der oberen und unteren ringförmigen Fläche, wobei das ringförmige Druckteil die obere ringförmige Oberfläche des Nietambosses übergreift und zum Klemmen des Flachmaterials und des zweiten Elements während des Nietens zum Beschränken eines radial nach außen gerichteten Fließens von Metall in dem Flachmaterial zusammen mit der oberen ringförmigen Oberfläche betätigbar ist.The device according to the invention for carrying out this method is characterized by a rivet anvil for supporting engagement with the lower surface of the flat material, a overarching riveting die for grasping and axially pressing the hollow rivet to produce an enlarged head on it, an overlapping ring-shaped pressure part which surrounds the riveting die on the circumference and is movable relative to it, the rivet anvil having an upwardly directed protrusion which can protrude into the hollow rivet, an upper annular one Surface around the base of the protrusion and a lower annular surface and an annular connecting surface between the upper and lower annular surfaces, the annular pressing member being the upper annular surface of the rivet anvil overlaps and for clamping the flat material and the second element during riveting for restricting a radially outward flow of metal in the sheet along with the upper annular surface is actuatable.
Dementsprechend schafft die Erfindung ein solches Verfahren und eine solche Vorrichtung, v/elche für die Verwendung mit einemAccordingly, the invention provides such a method and apparatus, v / which for use with a
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weiten Bereich von Hohlnieten in Metallbleche lesen ten mit verschiedenen Dicken, Legierungen und Härtegraden geeignet sind, während jede Beeinträchtigung des Materials von Schutzüberzügen auf den Metallelementen vermieden wird.read a wide range of hollow rivets in sheet metal various thicknesses, alloys and degrees of hardness are suitable, while any impairment of the material of protective coatings is avoided on the metal elements.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 bis 3 den Nietvorgang, welcher die Verbindung zwischen dem integralen Hohlniet und dem zu befestigenden Teil ergibt.Fig. 1 to 3 the riveting process, which the connection between the integral tubular rivet and the part to be fastened.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen das Verfahren zum Befestigen eines Ziehstreifens 90 auf dem Flachmaterial 2 mit Hilfe eines integralen Niets 60. Das Flachmaterial 2 wird auf einem Nietamboß 92 gehalten, welcher eine ringförmige Amboßfläehe 9^ und einen in den Hohlraum des Niets 60 eintretenden Vorsprung 96 aufweist. Ein ringförmiges Druckteil 98 wirkt mit der AmSoßfläche 9% zum Klemmen des Ziehstreifens gegen das Flaehraaterial während des Nietvorgangs zusammen. Wie in Fig. 2 gezeigt, bewegt sich ein Nietstempel 102, welcher konzentrisch und beweglich in dem Druckteil 98 angeordnet ist, nach unten, nachdem das Iirackteil 98 den Ziehstreifen in einer Lage gehalten hat, in welcher der hohle Niet durch eine Streifenöffnung 100 tritt und der Ziehstreifen 90 mit dem Flachmaterial 2 in Berührung Fläche zu Fläche steht. Eine weitere Abwärtsbewegung des Nietstempels bewirkt, daß dieser in Eingriff mit dem Niet kommt und diesen axial so drückt, daß er die in Fig. 3 gezeigte Kopfform annimmt. Der Nietkopf 104 hat einen vergrößerten Durchmesser, welcher den Ziehstreifen 90 übergreift und diesen an dem Flachmaterial 2 befestigt. Es ist weiter zu bemerken, daß die Verringerung der Niethöhe während des Nietens ausreichend ist, um die innere Fläche der vernieteten Endwand 106 in eine Lage benachbart dem Vorsprung 96 des Nietambosses 92 zu bringen.1 to 3 show the method of attaching a pull tab 90 to the sheet 2 by means of an integral rivet 60. The sheet 2 is held on a rivet anvil 92 which has an annular anvil surface 9 ^ and an anvil 60 entering the cavity of the rivet 60 Has projection 96. An annular pressure member 98 cooperates with the abutment surface 9% to clamp the pull tab against the flake material during the riveting process. As shown in Fig. 2, a rivet punch 102, which is concentrically and movably arranged in the pressure part 98, moves downward after the rack part 98 has held the pull tab in a position in which the hollow rivet passes through a tab opening 100 and the pull tab 90 is in contact with the sheet material 2 face to face. A further downward movement of the rivet punch causes it to come into engagement with the rivet and press it axially so that it assumes the head shape shown in FIG. The rivet head 104 has an enlarged diameter which engages over the pulling strip 90 and attaches it to the flat material 2. It should also be noted that the reduction in rivet height during riveting is sufficient to bring the inner surface of the riveted end wall 106 into a position adjacent the projection 96 of the rivet anvil 92.
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Die Erfindung sieht einen einzigartig entworfenen Nietamboß 92 vor, welcher ein Rückhalten einer maximalen Metallmenge in dem Niet während des Nietens erleichtert, um übermäßiges Verdünnen zu vermeiden. Wie in Fig. 1 gezeigt, hat die ringförmige Amboßfläche eine Oberfläche 1C8 auf einem oberen Niveau und eine Oberfläche 110 auf einem unteren Niveau, welche durch eine vertikale Stufe 112 getrennt sind. Die vertikale Stufe ist von dem äußeren Teil eines verdünnten Bereichs 114 nach innen abgesetzt angeordnet und ist vorzugsweise in bezug auf den radial äußeren Teil des verdünnten Bereichs 114 mit Abstand nach innen versetzt. Wie in Pig. 2 gezeigt, arbeitet die ringförmige Oberfläche 108 mit dem Druckteil 98 zusammen, um das Flaehmaterial 2 und den Ziehstreifen 90 unter Druck zu verklemmen. Diese Druekhalterung dient dazu, den Betrag des Fließens in der Platte radial nach außen und weg von dem Nietbereich zu beschränken. Auf diese Weise wird ein übermäßiges Verdünnen des Niets während des Nietens vermieden. V/ie in Fig. 3 gezeigt, tritt ein geringes Fließen von Metall radial nach außen auf, und die untere Fläche II6 des Flachtnaterials 2 neigt dazu, eine allgemein gleichmäßige Dicke anzunehmen, wobei nur geringe Anzeichen für ein Verdünnen nach Beendigung des Nietvorgangs auftreten.The invention provides a uniquely designed rivet anvil 92 which is capable of retaining a maximum amount of metal in the rivet during riveting relieved to be excessive Avoid diluting. As shown in Fig. 1, the annular Anvil surface has a surface 1C8 at an upper level and a lower level surface 110 separated by a vertical step 112. The vertical step is from the outer part of a thinned area 114 to internally offset and is preferably with respect to the radially outer part of the thinned area 114 at a distance offset inwards. Like in Pig. As shown in Fig. 2, the annular surface 108 cooperates with the pressure member 98 to provide the To jam flake material 2 and the pull tab 90 under pressure. This pressure retainer serves to increase the amount of flow in the plate radially outward and away from the rivet area restrict. This avoids excessive thinning of the rivet during riveting. V / ie shown in Fig. 3, occurs a little flow of metal radially outward, and the lower surface II6 of the flat material 2 tends to be a assume generally uniform thickness with little evidence of thinning after riveting is complete appear.
Ein zusätzliches wichtiges Merkmal des Nietambosses 92 ist eine gekrümrate Übergangsfläche II8 zwischen der oberen Oberfläche 108 des Ambosses und der oberen Oberfläche des Vorsprungs 96. Die gekrümmte Übergangsfläche weist einen relativ großen Radius auf, um übermäßiges Verdünnen des Niets während des Nietens zu vermeiden und einen allmählich gekrümmten Übergang zwischen dem verarbeiteten Niet und dem Rest der Platte zu ergeben. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist dieser Radius etwa 0,25^ bis 0,762 mm. Dies vermeidet scharfe Ecken, welche zu Belastungskonzentrationen führen und die Möglichkeit eines Nietbruchs in diesem Bereich während des BetriebsAn additional important feature of the rivet anvil 92 is a curved interface II8 between the top surface 108 of the anvil and the top surface of the protrusion 96. The curved transition surface has a relatively large radius to avoid excessive thinning of the rivet during the To avoid riveting and to give a gradually curved transition between the processed rivet and the rest of the panel. In a preferred embodiment of the invention is this radius about 0.25 ^ to 0.762 mm. This avoids sharp ones Corners that lead to stress concentrations and the possibility of rivet breakage in this area during operation
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der öffnungsvorrichtung vergrößern. Dieser komplementäre Usiriß zwischen dem Niet und der Platte in bezug auf die Übergangsfläche 118 ist in Fig. J> gezeigt.the opening device. This complementary Usiriß between the rivet and the plate relative to the transition surface 118 is shown in FIG. J>.
Es ist daher zu erkennen, daß Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung eine Verarbeitung eines integralen Hohlniets in einem Metallblechelement zu einer Hohlnietverbindung ergeben. Das Pesthalten des den Hohlniet umgebenden Bereichs führt zur Vermeidung einer weiteren Verdünnung, so daß der Hohlniet einem Bruch während des Nietens und während des öffnens eines Behälterauf reißversehlusses leicht widerstehen kann.It can therefore be seen that the method and device according to the invention include processing of an integral tubular rivet in result in a sheet metal element to form a tubular rivet connection. Keeping the area surrounding the hollow rivet plague leads to Avoidance of a further thinning, so that the hollow rivet a Breakage during riveting and during opening of a container can easily withstand zips.
Es ist weiter zu erkennen, daß dieses Verfahren und diese Vorrichtung eine wirtschaftliche Herstellung von Behälterwänden mit Behälteraufreißverschlüssen ermöglichen, da es für die Verwendung mit dünnem Flachmaterial geeignet ist, die Herstellung hoher Nietaufbauten eng benachbart den Behälterspannwänden ermöglicht und die Kosten für eine Überzugsreparatur spart. Das Verfahren und die Vorrichtung sind in einem breiten Bereich für verschiedene Materialien, Legierungen, Härtegrade und Dicken anwendbar.It can also be seen that this method and this device enable an economical production of container walls with container zippers, since it is suitable for use with thin flat material is suitable, enables the production of high rivet structures close to the container clamping walls and saves the cost of a coating repair. The method and apparatus are in a wide range for Various materials, alloys, degrees of hardness and thicknesses can be used.
Während zum Zwecke der Darstellung besondere Ausführungsformen der Erfindung oben beschrieben worden sind, ist es für den Fachmann klar, daß zahlreiche Änderungen der Einzelheiten durchgeführt werden können, ohne von der Erfindung, wie sie in den Ansprüchen beansprucht wird, abzuweichen.While, for the purpose of illustration, specific embodiments Having described the invention above, it will be apparent to those skilled in the art that numerous changes have been made in the details without departing from the invention as claimed in the claims.
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