DE2619508A1

DE2619508A1 - Verfahren zur herstellung von behaelterverschluessen

Info

Publication number: DE2619508A1
Application number: DE19762619508
Authority: DE
Inventors: Walter Carl Lovell
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-05-05
Filing date: 1976-05-03
Publication date: 1976-11-18
Also published as: GR59905B; ES447796A1; IT1059788B; US4006700A; AU1360776A; FR2310170A1; ZA762534B; SE7605090L; AT355489B; NO761521L; NL160747C; BR7602833A; JPS51137587A; DD125695A5; CA1053081A; NL7604449A; AU503757B2; AR210124A1; ATA325376A; CH609940A5

Description

DipL-!ng. Hein^T Esrdohle

HiUTCÜi'M M;n-.hon 2*=, rostiach 4

München, den 3. Mai 1976

Mein Zeichen: P 2338

Anmelder: Walter Carl Lovell 348 Mountain Road Wilbraham, Massachusetts USA

und

Frederick Gerard Joseph Grise 87 Main Street Osterville, Massachusetts USA

Verfahren zur Herstellung von Behälterverschlüssen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Behälterverschlüssen, die von Hand aufiseißbar sind«

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren,

wie es im US-Patent 3 881 437 beschrieben ist, wobei jedoch

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ein einstückig mit dem BehMlterblech verbundener, aber angerissener Abschnitt mit größerer Zuverlässigkeit und wiederholbaren Eigenschaften herstellbar sein soll, selbst wenn h'lrtere Metallegierungen verwendet werden, beispielsweise Gtahlblcch, und sv/ar genauso gut wie bei Aluminiumblech.

Das vorstehend erwähnte Verfahren zur Erzeugung einer Schwächungslinie in Blech, die durch einen angerissenen, jedoch einstückig mit den Blech verbundenen Abschnitt gebildet wird, geht folgendermaßen vor eich: Nachdem der I-letallverschluG wenigstens teilweise dadurch gebildet wunla, daß der Deckel eingedrückt wurde, um die Begrenzungswand des Verschlusses zu bilden, wird eine in Längsrichtung verlaufende Kerbe durch eine Scherpr".gung dieser ?jand erzeugt, wodurch der angerissene Abschnitt entsteht. 3s hst sich gezeigt, daß es bei der Anwendung dieijes Verfahrens auf härtere Ketallegxerungen, beispielsweise auf Stahlblech anstelle von Aluminium, oft schwierig sain kann, das h"rtero Blechmaterial ausreichend und genau genug zu beeinflussen, dnß genau der gewünschte bzw. erforderliche Grad des Anreißens bei anschließendem Prt'gen entsteht. Wahrscheinlich ist dies zum größten Teil darauf hin zurückzuführen, daß das Material der Verschlußwand im anzureißenden Bereich bei !Anwendung des bekannten Verfahrens unter Druckspannung steht und daher das Eindringen des Prägewerkzeugs erschwert. Bei weicherem Blech ist dies nicht nachteilig, bei der Bearbeitung von Stahlblech, das zir: Deckel für leicht zu öffnende Behälter gemacht werden soll, kommt zu der stärkeren Abnutzung des Prägewerkzeugs ein weniger gleichmäßiger Grad des Anrissen, was zur Folge hat, daß die Verbindung zwischen dem Deckel und dem Verschluß weniger zufriedenstellend ist, da ihre Eigenschaften weniger genau wiederholbar sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfaren zur Herstellung

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der Verschlüsse von Blechbehältern, die wenigstens sum Teil von einem angerissenen, jedoch einstückig mit dem Blech verbundenen Abschnitt gebildet werden, anzugeben, das

stehend
die oben/beschriebenen Nachteile nicht aufweist. Es soll also durch die Erfindung ein zuverlässiges und wirkungsvolles Verfahren angegeben werden, durch das mit konstanter Genauigkeit Schwächungslinien im Blech, beispielsweise Stahlblech, hergestellt v/erden, wobei das nachträgliche, von Hand erfolgende Aufreißen, selbst dann, wenn das Metall •der Nachbarbereiche dieser Linien einem Ziehprozeß unterworfen worden ist, immer nut derselben vorgegebenen Kraft erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein begrenzter Teil des Bleches eines Behälterdeckels gebogen wird, um eine Wandfläche mit- einem in der Nachbarschaft der einen Blechoberfläche unter Spannung stehenden gebogenen Bereich zu formen und im wesentlichen gleichzeitig eine Längsprägung dieser Oberfläche und dieses Wandbereiches vorgenommen wird, so daß nahe der gegenüberliegenden Blechoberfläche ein eingerissener, jedoch einstückig mit dem Blech verbundener Abschnitt entsteht, der diese Rißlinie bildet.

Dadurch, daß das Metall gleichzeitig geformt und geprägt wird, und diese Schritte nicht nacheinander erfolgen, ergeben sich eine Reihe von wichtigen Vorteilen. Da das Prägewerkzeug auf einen Bereich auf der einen Seite der Verschlußwand auftritt, wird das Blech dieser Wand gebogen und dementsprechend einer Zugspannung durch die Formwerkzeuge ausgesetzt. Wenn .der Krümmungsradius zunimmt und die Prägekerbe -tiefer wird, wird an der kritischen Stelle, wo das vorgesehene_# Einreißen der Wand erwünscht ist,/großer. Unte'r diesen Bedingungen kann der kritische Grad des Einreissens

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nun exakt bemessen und wiederholbar ausgeführt werden. Die Härte des Metalls ist nun kein Hinderungsfaktor mehr, entweder was die erhöhte Kompression des Metalls, die ein Prägen in der gewünschten Eindringtiefe verhindert, oder was die Erzeugung eines Einreißens im gewünschten Ausmaß anbetrifft .

Darüber hinaus schafft die Erfindung Vorteile in Form einfacherer Ausführung der zur Durchführung des Verfahrens benötigten Werkzeuge. Das gleichzeitige Formen und Prägen zur Erzeugung der Schwächungslinie des Verschlusses, der zwar eingerissen, jedoch einstückig mit dem Deckel des Behälters verbunden ist, erleichtert einen doppelten Siehprozeß, durch den ein gutes Abdichten des eingerissenen Abschnittes in der Weise möglich ist, wie sie in dem US-Patent 3 881 63o beschrieben wurde.

Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Ansicht eines Produkts, auf das die Erfindung angewendet werden kann, nämlich die durch das erfindungsgemäße Verfahren bearbeitete Oberseite eines Behälters, die einen von Hand zu öffnenden Verschluß aufweist,

Fig. 2 einen Vertikalschnitt durch die den Verschluß formenden und prägenden Formwerkzeuge gemäß der Schnittebene II-II in Fig. 2 in einem Zustand vor dem Wirksamwerden der Formen,

Fig. 3 einen Schnitt, der demjenigen in Fig. 2 entspricht, der jedoch die Verhältnisse in einem etwas späteren Zeitpunkt veranschaulicht, in dem die gleichzeitig

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das Biegen und Prägen bewirkenden' Formen sich aufeinander zu bewegen.

Fig. 4 einen Schnitt, der demjenigen gemäß Fig. 3 entspricht, jedocli einen Betriebszustand veranschaulicht, in dem das gleichseitige Biegen und Prägen abgeschlossen wird, wobei die Schwächungslinie entsteht, längs deren das Material eingerissen, jedoch noch einstückig mit dem Deckel verbunden ist.

Die vorliegende Erfindung ist an sich ganz allgemein bei rlcr: ZSrsaugung von Sollbruchstellen in Blech anwendbar, sie hat jedoch besondere Bedeutung bei der Herstellung von rjogc "leicht zu öffnenden" .Metallbehältern lo, die beispielsweise D.n der Behälteroloerseite 12 geöffnet werden sollen, wofür die Fig. 1 ein Beispiel zeigt. Weder die Form der Behälteroberseite 12 noch die Ausbildung eines von Hand einreißbaren Verschlusses 14,der durch das vorliegende Verfahren in diese Oberseite eingeformt worden ist, muß kreisförmig sein, diese Form wurde hier vielmehr lediglich G Sweckmäßigkeitsgründen gezeigt.

•Uie in dem US-Patent 3 881 437 beschrieben, ist der Verschluß 14 dadurch gekennzeichnet, daß er in seiner Peripherie wenigstens einen Teil aufweist, der durch einen in bestimmter T'.'eine eingerissenen, jedoch einstückig verbundenen Äbs'chnitt 15 (siehe Fig. 1, 4) begrenzt ist, wobei manchmal allgemeiner von einer Riß- oder Schwächungslinie gesprochen wird. Der Grad des Einrisses ist, insbesondere wenn in dem Behälter unter Druck.stehende Flüssigkeiten sicher verschlossen sein sollen, verst'lndlicherweise besonders kritisch. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, daß ein solcher eingerissener und einstückig verbundener Abschnitt 16 immer gleichförmig und wiederholbar herzustellen sein muß, selbst in härterem

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Blech,' so daß das beabsichtigte öffnen dea fertiggestellton Verschlusses unter Aufwendung lediglich eines normalen un:7. einigermaßen vorherschbarren Drucke." von Hand geöffnet warden

Die neue Technik zur Herstellung soldier Schwüchungsrißlinien wird nachstehend unto:·: Bezugnahme auf clic Pig. 2 bin 4 n"Iier erl'Autert.

Din ebenes oder nahesu ebenes Blechotück 1& (i^?ig. 2), aus dn:-x der Bohülterteil 12 hergestellt ist bsv?. hergestellt werden coil, wird zunächst in eine geeignete Lage gebracht und zwischen einer unteren iliehforia 2o, die koaxial zu einem Pr". gewerkzeug 22 angeordnet ist, und einer oberen SiehforLi 24 frei beweglich aufgelegt. Diese Forraon sind in vertikaler nichtung aufeinander zu und voneinander xrag bewegbar, übliciio::· v/eise, und auch hier vorausgesetzt, ist das Prägewerkzeug stationär angeordnet, was jedoch nicht unbedingt so sein muß ο die obere Form 24 hingegen ist hin- und herbeweglich. Das Prägewerkstück 22 kann einstückig rait einer Hülse 2-5 verbunden sein, bei der hier gewählten Darstellung ist dies jedoch nicht der Fall. Die Hülse 25 ninsat die Form 2o gleitend auf, die schließlich als Ausstoßelenent dient, um den mit dem fertiggestellten Verschluß 14 versehenen Behälterteil auszustoßen.

Die obere Z^ehform 24 ist mit einem kreisförmigen, abgerundeten vorspringenden Teil 28 versehen, der, wie in Fig. 3 dargestellt, so ausgebildet ist, daß er im Verlaufe eines Arbeitshubs an dem Blech 18 angreift und es biegt, wobei in es eine Mulde eingedrückt wird, die durch die Oberseite der Form 2o, die Hülse 26 und die Oberseite des Prägewerkzeugs 22 begrenzt wird. Das Werkzeug 22 weist eine innere, senkrecht ausgerichtete, ringförmige Schneidekante 3o, eine angrenzende, in einem Winkel hierzu angeordnete Prägefläche

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und eine· äußere geneigte Fliehe 34 auf. Die Flächen 32 und sind so angeordnet, daß sie an der konve;; gebogenen Unterseite^.des Blechs 3.8, vorzugsweise außerhalb eines Kamms 36 angreifen, der durch den Teil 28 erzeugt worden ist* Aufgrund dieser obenstehend beschriebenen Technik wird das Blech gebogen und derart verforiut, daß es gleichzeitig einer Spannung in einem Längsbereich unterworfen wird (wie dies in Fig. 3 .durch die Ffeile A und B angedeutet ist), wobei dieser Bereich gleichzeitig durch die Fläche 32 geprägt wird.

Im Zuge der relativen Annäherungsbewegung der Bodenflächen der Form 24 ist, wie die Fig. 4 zeigt, das Eindringen der Kanten 3o in das unter Spannung stehende Material 18 und das Voranrücken der Fläche 32 genau um das Stück erfolgt, das erforderlich ist, um die erforderliche Schwächungslinie in dem gerissenen, jedoch einstückig verbundenen Abschnitt 16 zu erzeugen. Dieses gleichzeitig erfolgende Prägen und Biegen zur Erzeugung einer Spannung in dem zu prägenden Bereich erleichtert es, einen genauen und, wenn gewünscht, gleichförmigen Grad des Einreißens zu erzielen, selbst wenn härtere Metalle, wie z.B. Stahl, verwendet sind, was mit den bekannten Verfahren nicht ohne weiteres möglich war. Man erkennt, daß beim Prägekerben von Blech, das sowohl einer Zugspannung als auch einer Druckbelastung ausgesetzt ist, (außer der .Druckbelastung, die durch das Prägewerkzeug zustande kommt), das Metall dem Eindringen beim Prägen nicht im selben Maße widersteht, wenn es auch härter ist, wie z.B. Stahl. Als Folge des verbesserten Metallflusses wird nicht nur die wirksame Lebensdauer des Prägewerkzeuges verlängert, sondern es kann, was wichtiger ist, dem eingerissenen, j edoch einstückig, verbundenen Abschnitt 16, der längs des Eindringgrundes verläuft, die genaue erforderliche Restabmessung im Verschluß 14 bzw. im Zusammenhang mit einer anderen besonderen Schwächungslinie gegeben werden. Bei der Oberseite

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von typischem Stahlblech hat der Restabschnitt bzw. der angerissene Abschnitt eine Dicke, die etwa ein Drittel der Blechdicke beträgt.

Man erkennt, daß auf das gleichzeitige Biegen, um unter Spannung zu formen, und Prägen zur Erzeugung des Risses, wodurch wenigstens teilweise der Verschluß 14 entsteht, bekannte Arbeitsschritte folgen können, die dazu dienes^ den Verschluß fertigzustellen. So kann sich ein einfacher oder doppelter Ziehprozeß (nicht dargestellt) anschließen, damit das Randmaterial in der Nachbarschaft des angerissenen Abschnittes fließt und mächtiger wird, wodurch dieser Abschnitt verschlossen und mit der Deckeloberseite 12 verrastet wird. Schließlich kann eine Lackbeschichtung auf die Schwächungslinie 16 und/oder auf die gesamte Oberseite des Behälters aufgebracht werden. Die Kombination der eingangs erwähnten Schritte der gleichzeitigen Formung und Rißbildung zusammen mit den nachfolgenden Schritten ermöglicht es. Verschlüsse herzustellen, die zuverlässig und immer gleichbleibend in ihren Eigenschaften sind.

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Claims

Ansprüche

f1.JVerfahren zur Erzeugung einer Rißlinie in Blech mit ebenen Oberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß ein begrenzter Teil des Bleches (18) gebogen wird, um eine Wandfläche mit einem in der Nachbarschaft der einen Blechoberfläche unter Spannung stehenden gebogenen Bereich zu formen, und im wesentlichen gleichzeitig eine Lcngsprägung dieser Oberfläche und dieses wandbereichs vorgenommen wird, so daß nahe der gegenüberliegenden Blechoberfläche ein eingerissener, jedoch einstückig mit dem Blech verbundener Abschnitt (16) entsteht, der diese Rißlinie bildet.
2. Verfahren zur Erzeugung einer reißbaren Schwächungslinie in sonst im wesentlichen ebenem Blech, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen nicht eingespannter Teil des Bleches (18) bogenförmig gekrümmt wird, um eine Wand zu bilden, die einen gebogenen, langgestreckten,unter Spannung stehenden Bereich aufweist, Und gleichzeitig dieser Bereich einem Prageprozeß unterworfen wird, um einen angerissenen, jedoch einstückig

' mit dem Blech (18) verbundenen Abschnitt (16) zu erzeugen, der die Schwächungslinie bildet, und daß danach das der Schwächungslinie benachbarte Metall durch einen Ziehvorgang in Schließstellung gebracht wird.
3. Verfahren zur Herstellung von reißbaren Verschlüssen in Blechbehältern, dadurch gekennzeichnet, daß ein im wesentlichen nicht eingespannter Teil des Bleches (18) gebogen wird, um eine im rechten Winkel gebogene Verschlußwand zu erzeugen, die wenigstens teilweise unter Spannung steht und gleichzeitig diese Wand einem Prägeprozeß unterworfen wird, so daß bei der durch das Prägen bedingten Einkerbung ein eingerissener, jedoch einstückig mit dem Blech ver~

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bundener Restabschnitt (16) verbleibt, und daß daraufhin das Metall längs der Einkerbung einem ZiehVorgang unterworfen wird, um die Einkerbung zu schließen und damit den gerissenen Abschnitt zu verstärken.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterverschluß nachfolgend wenigstens längs des eingerissenen, jedoch einstückig verbundenen Abschnittes (16) mit einem Dichtungsmittel beschichtet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das gleichzeitige Biegen und Prägen durch die relative Annäherungsbewegung zweier sich nicht berührender Formen (2o, 24) zustande gebracht wird, von denen die eine (24) eine konvexe Forraoberfläche aufweist, die auf die eine Oberfläche des Bleches (18) wirkt, und die andere eine Prägeflache (22) und eine Schneidekante (3o) aufweist, die in die gegenüberliegende Seite der VTand eindringt, die durch das Zusammenwirken der beiden Formen (2o, 24) geformt und unter Spannung gesetzt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die konvexe Formfläche (28) das Material der wand in eine ununterbrochene Ausnehmung hineinbiegt, die wenigstens zum Teil von der anderen Form (2o) begrenzt wird, und daß die Prägefläche (32) der anderen Form so ausgebildet ist, daß sie die gegenüberlxegende Seite des Bleches einkerbt, während dieses gebogen wird, wodurch der eingerissene Abschnitt längs einer Linie entsteht, die in der Nachbarschaft des Kammes der konvexen Formfläche (2C) liegt.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen und Formen teilweise mit Hilfe einer axial beweglichen Form bewirkt wird, die zunächst im Zusammenwir-

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-liken rait der einen Form (24) stationär bleibt und die Ausnehmung begrenzt, und daß diese Form dann axial bewegt wird, um den mit einem Pdß versehenen und unter Spannung gebrachten Behälterverschluß aus den Formen auszustoßen.

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