DE2413436C2 - Vorrichtung zur Messung der Restwanddicke von Blechkerben, insbesondere von AufreiBkerben in Dosendeckeln - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Restwanddicke von Blechkerben, insbesondere von Aufreißkerben in Dosendeckeln. Die Aufreißkerben an Dosendeckeln, die sowohl trapezförmigen als auch V-förmigen Querschnitt haben können, müssen hinsichtlich der Kerbtiefe bzw. der Restwancldicke des Bleches möglichst gleichmäßig gearbeitet sein. Einerseits soll das längs der Kerblinie herauszutrennende Teil des Dosendeckels gut zu entfernen sein, was eine bestimmte Mindestkerbtiefe voraussetzt, andererseits muß der Dosendeckel jedoch bestimmten mechanischen Belastungen durch die Differenz zwischen Innen- und Außendruck, beim Transport sowie bei der Lagerung standhalten, weshalb eine bestimmte maximale Kerbtiefe ebenfalls nicht überschritten werden soll. Die Restwanddicke, die beispielsweise bei einer trapezförmigen Kerbe in einem Blech mit einer Gesamtdicke von 0,25 mm nurmehr 0,05 mm betragen kann, könnte

,o nach verschiedenen Methoden ermittelt werden. Ein optisches Verfahren gemäß dem Lichtschnittprinzip ist grundsätzlich möglich, hat jedoch den Nachteil, daß für die Ermittlung der Restwanddicke an einer Stelle des Kerbes zwei Messungen durchgeführt werden müssen.

Einmal, um die Spitze einer Tastnadel zu fokussieren, die die Unterseite der Kerblinie fixiert. Im zweiten Meßvorgang wird dann, nach Einlegen des Dosendekkels in die entsprechende Meßvorrichtung, der Kerbgrund fokussiert. Die Restwanddicke errechnet sich

dann aus der Differenz der beiden Meßsignale. Der Zeitaufwand für eine einzige Messung ist bei diesem Verfahren sehr erheblich. Das Herstellen eines Schliffes durch die Kerblinie, welcher mit einem Meßmikroskop ausgemessen wird, ist eine sehr genaue Methode, be-

dingt jedoch einen sehr großen Aufwand bei der Vorbereitung des Schliffes und beim Ausmessen. Die Dikkenmessungen mit einer üblichen Meßuhr sind wegen der zur Verfügung stehenden Meßspitzen und dem ungenauen Ansetzen der Meßspitzen im Kerbgrund zu

ungenau und bedingen, wenn die gesamte Kerblinie vermessen werden soll, ebenfalls einen hohen Arbeitsaufwand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Messung der Restwanddicke von Blechen,

insbesondere von Aufreißkerben in Dosenblechen zu schaffen, mit der möglichst einfach und schnell die Restwanddicke längs des ganzen Umfanges einer Kerblinie überprüft werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine

Vorrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine Aufnahmeeinrichtung für den Deckel, mittels der der Deckel um eine senkrecht zu seiner die Kerbe enthaltenden Ebene drehbar ist, einen Schwenkarm, der um eine parallel zu der Drehachse der Aufnahmeeinrich-

tung angeordnete Achse schwenkbar und um eine hierzu senkrechte Achse wippbar ist, eine am freien Ende des Schwenkarmes angeordnete Meßeinrichtung, bestehend aus einem mit Meßverstärker und Anzeigegerät gekoppelten induktiven Meßfühler, dessen Meß-

dom parallel zu der Drehachse verschiebbar ist, und einem gegenüber dem Meßfühler angeordneten Gegendorri, wobei der Gegendorn und/oder der Meßdorn mit einer Spitze zum Eindringen in die Kerbe verschen ist. Nach dem Einsetzen des mit der Spitze versehenen Domes in die Kerblinie bzw. beider Dorne in die Kerblinien bei beidseitiger Kerbung wird der in die Aufnahmeeinrichtung eingefügte Deckel in Drehung versetzt, und am Anzeigegerät erscheinen die von dem induktiven Meßfühler ermittelten, durch den Meßverstärker verstärkten und den Restwanddicken analogen Meßwerte. Durch die parallele Anordnung der Achse des die Meßeinrichtung tragenden Schwenkarmes zu der Drehachse der Aufnahmeeinrichtung vermag die Meßeinrichtung mit dem in die Kerbe eingreifenden Dorn der Kerblinie auch bei exzentrischer Aufspannung des Deckels zu folgen. Bei einem von der Kreisform abweichenden Verlauf der durchgehenden Kerblinie und bei einer solchen Anordnung des Bleches in der Aufnahme-

richtung, daß deren Drehachse etwa durch die Mitte des längs der Kerblinie herauszutrennenden Blechabschnities verläuft, folgt die Meßeini ichtung ebenfalls der Kerblinie etwa vergleichbar dem Tonabnehmer eines Plattenspielers. Meßdorn und Gegendorn bleiben in jedem Fall im wesentlichen senkrecht zu der die Kerbe enthaltenden Ebene gerichtet. Die wippbare Lagerung des Schwenkarmes um eine senkrecht zu dessen Schvenkachse verlautende Achse ermöglicht Bewegungen der Meßeinrichtung parallel zur Drehachse der Aufnahmeeinrichtung, um auch nicht plane oder tellernd eingespannte Deckel überprüfen zu können. Zweckmäßig ist an den Meßverstärker ein Schreibgerät angeschlossen, das den Verlauf der Restwanddicke längs des gesamten Umfanges der Kerblinie registriert. Auf diese Weise läßt sich die gesamte Kerbe mit einem Blick beurteilen und das Kerbwerkzeu_o etwa beim Einrichten der Prägepresse ganz gezielt ausrichten.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Prinzipzeichnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

F i g. 2 das elektrische Schaltschema der Vorrichtung und

F i g. 3 ein in einem mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundenen Schreibgerät aufgezeichnetes Meßprotokoll.

Die in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient insbesondere zur Messung der Restwanddikke d von Aufreißkerben in Dosendeckeln 2. Sie weist eine Aufnahmeeinrichtung 1 für den Deckel 2 auf, mittels der der Deckel 2 um eine senkrecht ?u seiner die Kerbe 3 enthaltenden Ebene drehbar ist. Die Aufnahmeeinrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer beim gezeigten Ausführungsbeispiel lotrechten, antreibbaren Welle 4 mit einem an deren oberen Ende angeordneten Aufnahmeteller 5, der in geeigneter Weise an seiner Oberseite profiliert ist, um den ebenfalls profilierten Deckel 2 so aufzunehmen, daß er weitgehend konzentrisch zum Teller 5 aufliegt. In dieser Lage fixiert wird der Deckel 2 schließlich durch einen von oben aufgesetzten Magnet 6, der den Deckel 2 in die Profilierung des Aufnahmetellers 5 drückt. Die Vorrichtung weist ferner einen Schwenkarm 7 auf, der um eine parallel zu der Drehachse 8 der Aufnahmeeinrichtung 1 angeordnete Achse 9 schwenkbar und um eine hierzu senkrechte Achse 10 wippbar ist. Am freien Ende Ta des Schwenkarmes 7 ist eine Meßeinrichtung 11 angeordnet, die aus einem mit einem Meßverstärker 12 und einem nicht dargestellten Anzeigegerät gekoppelten induktiven Meßfühler 13, dessen Meßdorn 14 parallel zu der Drehachse 8 verschiebbar ist. und einen gegenüber dem Meßfühler 13 angeordneten Gegendorn 15 besteht. Der Gegendorn 15 und/oder der Meßdorn 14 sind mit einer Spitze zum Eindringen in die Kerbe 3 versehen. Wie in Fig.2 schematisch dargestellt, kann an den Meßverstärker 12 ein Schreibgerät 16 angeschlossen sein.

Der Meßfühler 13 ist gemäß F i g. 1 direkt am freien Ende Ta des Schwenkhebels 7 gelagert, während der dem Meßfühler 13 gegenüberliegende Gegendorn 15 an einem horizontalen Arm 17 hefestigt ist, der seinerseits wiederum oben an einer unten mit dem freien Ende Ta verbundenen Stütze 18 angeordnet ist. Vorzugsweise ist der induktive Meßfühler 13. zweckmäßig pneumatisch, aus seiner Meßstellung entfernbar und in diese zurückbringbar, so daß der Deckel 2 einfach zwischen Meßdorn 14 und Gegendorn 15 angeordnet und der mit der Spitze versehene Dorn in die Kerbe 3 mit der nötigen Feinfühligkeit eingesetzt werden kann.

Mit Vorteil ist der in die Kerbe 3 eindringende Dorn 15 mit einer Diamantspitze 19 versehen, wobei ferner zweckmäßig die Diamantspitze 19 einen Spitzenwinkel von 30 bis 75°, vorzugsweise von 60°, aufweist. Zum Messen einer einseitig in einen Deckel 2 eingeprägten Kerbe kann der der ebenen Blechseite 2a zugeordnete Dorn 14 stirnseitig eine Auflagefläche F aufweisen. Bei derr: in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführurgsbeispiel ist die Auflagefläche F am Meßdorn 14 des induktiven Meßfühlers 13 vorgesehen. Dabei ist vorteilhaft die Auflagefläche F an einer stirnseitigen Diamantauflage 20 des Meßdorns 14 ausgebildet und etwa 0,5 mm² groß. An einer praktischen Ausführungsl'orm wurde nach einem Langzeitversuch über 80 Stunden, entsprechend etwa 10 000 Umdrehungen der zu prüfenden Dosendeckel, kein nachweisbarer Verschleiß festgestellt. Gemäß F i g. 1 kann der induktive Meßfühler 13 lotrecht angeordnet und am gegenüberliegenden Ende Tb des Schwenkarmes ein Gegengewicht 21 vorgesehen sein, um die Meßkräfte an der Meßstelle und dam t auch die dort übertragenen Reibungskräfte möglichst niedrig zu halten. Bei dem praktisch ausgeführten Ausführungsbeispiel liegt die Meßkraft bei etwa 16 p.

In dem in F i g. 3 gezeigten, mit dem Schreibgerät 16 aufgezeichneten Meßprotokoll sind die Dickenunterschiede der Restwanddicke d wiedergegeben. Die maximale Differenz beträgt hierbei etwa 0,025 mm. wobei durch Ungenauigkeiten im elektrischen Teil und mechanische Verformungen im mechanischen Teil der absolute Meßfehler ± 4 μ betrug. In dem Meßprotokoll wurde der Kerbgrund mit der Diamantspitze 19 des Meßdornes 14 zweimal durchlaufen. Die erste Umdrehung des Deckels 2 wird in der Regel nicht ausgewertet, da in der Kerbe 3 eventuell noch vorhandene Staubteilchen während der ersten Umdrehung erst entfernt werden. Um die Aufzeichnung der tatsächlichen Kerblinie genau zuordnen zu können, wird an der Kerbe 3 ein Kratzer angebracht, der im Meßprotokoll durch die bei 22 wiedergegebene Unstetigkeit markiert ist. Bei der dargestellten Aufzeichnung ist ersichtlich, daß die Messung während der zweiten Umdrehung fast hundertprozentig die Messung der ersten Umdrehung reproduziert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der Rest wanddicke von Blechkerben, insbesondere von Aufreißkerben in Dosendeckeln, gekennzeichnet durch eine Aufnahmeeinrichtung (1) für den Deckel (2), mittels der der Deckel (2) um eine senkrecht zu seiner die Kerbe (3) enthaltenden Ebene drehbar ist, einen Schwenkarm (7), der um eine parallel zu der Drehachse (8) der Aufnahmeeinrichtung (1) angeordnete Achse (9) schwenkbar und um eine hierzu senkrechte Achse (10) wippbar ist, eine am freien Ende (7a) des Schwenkarrnes (7) angeordnete Meßeinrichtung (11), bestehend aus einem mit Meßverstärker (12) und Anzeigegerät gekoppelten induktiven Meßfühler (13), dessen Meßdorn (14) parallel zu der Drehachse (8) verschiebbar ist, und einem gegenüber dem Meßfühler angeordneten Gegendorn (15), wobei der Gegendorn (15) und/oder der Meßdorn (14) mit einer Spitze zum Eindringen in die Kerbe (3) versehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Meßverstärker (12) ein Schreibgerät (16) angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Meßfühler (13) zweckmäßig pneumatisch aus seiner Meßstellung entfernbar und in diese zurückbringbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Kerbe (3) eindringende Dorn (15) mit einer Diamantspitze (19) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diamantspitze (19) einen Spitzenwinkei von 30 bis 75°, vorzugsweise von 60°, aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 zum Messen einer einseitigen Kerbe, dadurch gekennzeichnet, daß der der ebenen Blechseite (2a) zugeordnete Dorn (14) stirnseitig eine Auflagefläche (F) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (F) am Meßdorn (14) des induktiven Meßfühlers (13) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (F) an einer stirnseitigen Diamantauflage (20) des Meßdornes (14) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflagefläche (F) etwa 0,5 mm² groß ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Meßfühler (13) lotrecht angeordnet und am gegenüberliegenden Ende (7b) des Schwenkarmes (7) ein Gegengewicht (21) vorgesehen ist.