PL172781B1 - Sposób i urządzenie do wytwarzania wieczka zamykającego z blachy - Google Patents

Abstract

1. Sposób wytwarzam wieczka annyikjąąego z blachy, ' ' zwłaszcza wieczka zawijanego do puszek do napojów lub tym podobnych,wktórymwiecpkonytłaczasię z blachy1 tak kształtujesię go zestawem narzędz kształtujących, ze środkowe lustro wieczka poprzez promień Krzywizny przechodziw promieniowowewnętrzną ściankę rowka, mającego krawędź, po czym na materiałw obszarze krzywizny wywiera się nacisk powodujący zmniejszenie grubości blachy z jednoczesnym wypływem materiału, znamienny tym, ze materiał blachy wieczka (1) tak zgniata się pomiędzy powierzchnią wgłębiającą (3) matrycy (2), prostopadłą do osi (16) wieczka (1) a rozbieżną promieniowo na zewnątrz pod kątem (25) podstawą (6) wygniataka (4), ze w plerściemcιnym odcinku pasma (20, 24) lustra (10) wieczka (1), graniczącym zwewnętrznympromieniem (Rl, R2) krzywizny (ll) doprowadza się do wypływu materiału w kierunku rowka (12). 11 Urządzenie do wytwarzania wieczka zamykającego z blachy, zwłaszcza wieczka zawijanego do puszek do napojów lub tym podobnych, zawierającego zestaw narzędzi kształtujących, znamienne tym żejedno z narzędzi (4) zestawu narzędzi kształtujących (2,4) ma żebrow postacistopnia (5), którego powierzchnia podstawy (6), od miejsca najmniejszego odstępu (28) od drugiego z narzędzi (2) zwiększa się promieniowo na zewnątrz do miejsca największegoodstępu (29) tak, ze podstawa (6)jest nachylona pod kątem (25)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do wytwarzania wieczka zamykającego z blachy, zwłaszcza wieczka zawijanego do puszek do napojów lub tym podobnych.

Z opisu US nr 3 441 170 jest znane wieczko zamykające, którego sam promień krzywizny od wewnętrznej strony wieczka, tworzący również karb wzmacniający zmniejsza grubość ścianki z blachy. Dzięki temu między wewnętrznym ramieniem rowka a lustrem wieczka zostaje utworzony rodzaj przegubu, który ogranicza wyboczenie wieczka, dzięki czemu zostają zmniejszone siły rozciągające, działające na ściankę rdzeniową wieczka promieniowo do wewnątrz. Przy tym przegubie lustro wieczka, wybrzuszające się mocniej pod wpływem większego ciśnienia wewnętrznego, jest tak przyłączone do ścianki rdzeniowej, że ta ostatnia w swoim pionowym ułożeniu nie styka się lub styka jedynie nieznacznie z wybrzuszeniem. ,

W opisie US nr 4 354 784 jest przedstawiony sposób wytwarzania metalowego wieczka z linią karbu wytwarzaną specjalnym narzędziem. Ta linia karbu jest usytuowana obwodowo w pobliżu pionowej ścianki rdzeniowej wieczka. Specjalne narzędzie, ma środkowy płaski obszar i dwa ukośne zewnętrzne obszary, za pomocą których otrzymuje się zarys linii karbu, który zmniejsza niebezpieczeństwo powstawania wiórów metalowych przy nadrywaniu. Ten brak wiórów uzyskuje się przy ustaleniu linii karbu przez jednoczesne wypychanie materiału ze środkowego obszaru w obie strony, to znaczy promieniowo do wewnątrz i promieniowo na zewnątrz. Narzędzie to nie powoduje jednostronnego wypychania materiału.

W celu zapewnienia ochrony języków dzieci przed niebezpieczeństwem przecięcia ostrymi krawędziami blachy przy oderwanym wieczku, w opisie DE-A-2 303 943 zaproponowano potrójną zakładkę ochronną w postaci S, która jest usytuowana obwodowo i otrzymuje się ją przez zagięcie pierwotnie pionowego odcinka ścianki. W stopniu wstępnym tego procesu zaginania stosuje się narzędzie, które zawiera pierścieniowe podcięcie i wystającą powierzchnię, dzięki czemu uzyskuje się zmniejszenie grubości materiału w metalowym wieczku. Materiał wypchnięty przez ten proces wgłębienia z wymienionej strefy promieniowo do wewnątrz prowadzi do zmiany nachylenia wymienionego pionowego odcinka ścianki, który później tworzy zakładkę ochronną S. Wypychanie materiału jedynie promieniowo na zewnątrz nie zostało zaproponowane ani też nie ma żadnych wskazówek lub sugestii takiego postępowania.

172 781

Z opisu EP nr 88 968 Al jest znane postępowanie, w którym blacha wieczka, począwszy od promieniowo wewnętrznej krawędzi promienia krzywizny, jest odkształcana na obszarze promienia krzywizny od zewnątrz przez nacisk tłoczenia tak, że z tego obszaru promienia krzywizny materiał wieczka wypływa do wewnątrz i na zewnątrz. Obszar odkształcenia tworzy spłaszczenie na zewnętrznej stronie promienia krzywizny, przy czym większa część spłaszczenia przylega do płaszczyzny, leżącej prostopadle do osi wieczka lub do stożkowej płaszczyzny, nachylonej na zewnątrz i do dołu. Również dzięki temu może być polepszony opór wieczka przed wybrzuszeniem. Przez płynięcie materiału promieniowo do wewnątrz, wybrzuszone na zewnątrz lustro wieczka jest poddane naprężeniu ściskającemu z utworzeniem swobodnego wybrzuszenia, natomiast promieniowo na zewnątrz płynący materiał przechyla na stałe wewnętrzne ramię rowka, mającego w przekroju poprzecznym postać U, z jego pierwotnego nachylonego położenia w położenie bardziej cylindryczne lub równoległe do osi wieczka.

W przypadku tych znanych zabiegów, odkształcony przez wgłębianie obszar zostaje jednocześnie utwardzony przez obróbkę na zimno. Oba rozwiązania ze stanu techniki dążą do zwiększenia wybrzuszenia lustra wieczka. Jednakże jeżeli napełniona puszka, zaopatrzona w tak silnie wybrzuszone wieczko, podlega przykładowo pasteryzacji, podczas której jest ona usytuowna na głowie, to znaczy na dnie z wieczkiem, wówczas powstające wybrzuszenie prowadzi do przechylenia i przewrócenia puszki.

Zadaniem wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania wieczka zamykającego, aby wybrzuszenie środka wieczka mogło być w znacznym stopniu zredukowane, a jednocześnie mogło być w sposób sterowany wypychane z obszaru krawędzi, w celu zwiększenia wytrzymałości na zgniatanie.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że materiał blachy wieczka tak zgniata się pomiędzy powierzchnią wgłębiającą matrycy, prostopadłą do osi wieczka, a rozbieżną promieniowo na zewnątrz pod kątem podstawą wygniataka, że w pierścieniowym odcinku pasma lustra wieczka, graniczącym z wewnętrznym promieniem krzywizny, doprowadza się do wypływu materiału w kierunku rowka.

W rozwinięciu tego sposobu jednocześnie na dno rowka wywiera się nacisk, przestawiający promieniowo wewnętrzną ściankę rowka pod wpływem naprężenia rozciągającego w kierunku do osi wieczka w ten sposób, że uzyskuje się sterowany wypływ materiału z pierścieniowego odcinka pasma przez promień krzywizny oraz naprężenie i wyprostowanie wewnętrznej ścianki rowka.

Korzystnie wypływający z pierścieniowego odcinka pasma materiał kieruje się do prostowanej wewnętrznej ścianki rowka..

W udoskonalonym sposobie według wynalazku materiał blachy wieczka w pierścieniowym odcinku pasma lustra wieczka, graniczącym z wewnętrznym promieniem krzywizny zgniata się i powoduje się jego wypływ tak, że w pierścieniowym odcinku pasma grubość blachy ciągle zmniejsza się od rowka w kierunku promieniowym do wewnątrz.

Przy tym jednocześnie na dno rowka wywiera się nacisk, przestawiający promieniowo wewnętrzną ściankę rowka pod wpływem naprężenia rozciągającego w kierunku osi wieczka w ten sposób, że uzyskuje się sterowany wypływ materiału z pierścieniowego obszaru pasma przez promień krzywizny oraz naprężenie i wyprostowanie wewnętrznej ścianki rowka.

Korzystnie wypływający z pierścieniowego pasma materiał kieruje się do prostowanej wewnętrznej ścianki rowka.

W uprzywilejowanym wykonaniu sposobu w pierścieniowym odcinku pasma przeprowadza się wyrównywanie obszarów powierzchniowych, przez co zmniejsza się promień krzywizny.

Korzystnie podczas wyrównywania przeprowadza się zgniatanie materiału w pierścieniowym odcinku pasma, leżącym blisko promienia krzywizny, który posiada większą grubość resztkową.

172 781

Według wynalazku po zmniejszeniu promienia krzywizny przez wyrównywanie pierścieniowego odcinka pasma na dno rowka wywołuje się nacisk.

Korzystnie podczas zmnieiszania promienia krzywizny przez wyrównywanie obszaru

J Γ J Γ J J J J powierzchniowego pierścieniowego odcinka pasma wywołuje się nacisk na dno rowka.

Zadaniem wynalazku jest również opracowanie urządzenia do wytwarzania wieczka zamykającego, przeprowadzonego sposobem według wynalazku.

Zadanie to zostało rozwiązane dzięki temu, że jedno z narzędzi ma żebro w postaci stopnia, którego powierzchnia podstawy, od miejsca najmniejszego odstępu od drugiego z narzędzi zwiększa się promieniowo na zewnątrz, do miejsca największego odstępu tak, że podstawa jest nachylona pod kątem.

Korzystnie obok zestawu narzędzi kształtujących jest umieszczony pierścieniowy dociskacz w postaci palca, do wywierania nacisku na dno rowka.

Zaletą wynalazku jest uzyskanie stabilnego wieczka, nawet w przypadku zwiększonego ciśnienia wewnątrz puszki, które to wieczko ma dokładnie usytuowaną pionową, wewnętrzną ściankę rowka, mającego w przekroju poprzecznym kształt U. Wieczko nie ma środkowego wybrzuszenia, dzięki czemu puszki są stabilnie ustawiane jedna na drugiej.

Dzięki przeprowadzeniu lekkiego wyrównania wieczka, w promieniowo zewnętrznym odcinku pasma, graniczącym z promieniem krzywizny, zmniejsza się promień krzywizny, który istotnie przyczynia się do zwiększenia wytrzymałości noska wieczka. Jeżeli nawet wskutek pierwszego zabiegu wgłębiania nieznaczna część wypychanego materiału przesunęła się promieniowo do wewnątrz, to wówczas przy zabiegu wyrównania powstałe ewentualne niewielkie wybrzuszenie lustra wieczka zostaje zlikwidowane, co stwarza dokładne przyleganie promieniowo wewnętrznej ściany rowka do dolnego narzędzia kształtującego. Wynalazek jest wyjaśniony w szeregu przykładach wykonania na schematycznym rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój pionowy, przez zestaw narzędzi kształtujących wieczko z blachy, fig. 2 - wieczko w przekroju pionowym, ukształtowane zestawem narzędzi według fig. 1, fig. 3 - inną postać zestawu narzędzi z fig. 1 w przekroju pionowym, fig. 4 - przekrój pionowy przez zestaw narzędzi do dalszego kształtowania wieczka, a fig. 5 - przekrój przez wieczko, ukształtowane zestawem narzędzi według fig. 1 i fig. 4.

Wieczko 1 jest ukształtowane w znany sposób z wykroju okrągłego z blachy w ten sposób, że zawiera słabo wybrzuszone środkowe lustro wieczka 10, które poprzez promień krzywizny 11, R1 przechodzi w prostą wewnętrzną ściankę 13 rowka 12, mającego w przekroju poprzecznym kształt U, którego zewnętrzne ramię 14 tworzy ściankę rdzenia wieczka 1, do której przylega nie przedstawiona krawędź wieczka 1. Ta krawędź wieczka 1 jest dowolnie ukształtowana i może być typową krawędzią zawijaną.

Tak wstępnie ukształtowane wieczko 1 zostaje następnie umieszczone pomiędzy zestawem narzędzi kształtujących 2 i 4, w postaci wgniataka i matrycy. Matryca 2 zawiera przebiegającą w przybliżeniu prostopadle do osi wieczka 16 powierzchnię wgłębiającą 3. Wygniatek 4, poruszany względem matrycy 2 zgodnie ze strzałką 15, zawiera na swojej stronie dolnej w obszarze zewnętrznym pierścieniowe żebro, w postaci stopnia 5, którego powierzchnia podstawy 6 względem powierzchni wgłębiającej 3 matrycy 2 jest nachylona pod wstępnie określonym kątem 25, który jest większy od 0°, ale mniejszy od 90° i korzystnie leży w przybliżeniu między 2° a 15°. Wygmatak 4 jest oparty na stemplu 7, na którym w przedstawionym przykładzie poprzez sprężynę 9 opiera się również pierścieniowy dociskacz 8, który w przekroju poprzecznym jest ukształtowany w postaci palca i wchodzi w rowek 12 w postaci U wieczka 1.

Figura 1 przedstawia matrycę 2 i wygmatak 4 w położeniu, jakie przyjmują one na końcu procesu zgniatania.

Podczas dalszego procesu kształtowania wieczka 1, w pierścieniowym odcinku pasma 20 (fig. 2), który promieniowo od wewnątrz graniczy z krzywizną R1-11, materiał lustra 10 wieczka 1 zostaje zgnieciony. Samo zakrzywienie 11 w znacznym stopniu nie jest

172 781 poddawane samemu procesowi zgniatania. Materiał wypchany przy procesie zgniatania płynie w sposób sterowany na zewnątrz przez krzywiznę 11 do prostowanej wewnętrznej ścianki 13 rowka 12. Dzięki temu ukształtowaniu w paśmie 20. na szerokości 24 odstępu od krzywizny 11, powstaje najmniejsza grubość resztkowa materiału, która w położeniu według fig. 3 jest zaznaczona przez 28. Przykładowo wynosi ona 65%. Grubość 23 materiału zmniejsza się ciągle i równomiernie w kierunku promieniowym na zewnątrz, a mianowicie korzystnie w obszarze 22 tak, że grubość resztkowa 29 (fig. 3) przechodzi promieniowo na zewnątrz bezstopniowo w normalną grubość blachy w obszarze krzywizny 11, która odpowiada grubości 23.

Proces płynięcia jest jeszcze polepszony, gdy dociskacz 8 opiera się sztywno na stemplu 7 poprzez element 8a, przy czym osiowa długość 27 dociskacza 8, jest tak /wymiarowana, że na końcu procesu zgniatania na dno rowka 12 wieczka 1 jest wywierany wstępnie określony nacisk. Dzięki temu płynięcie materiału z pierścieniowego odcinka pasma 20 jest znacznie polepszone przez krzywiznę 11 i jednocześnie przez naprężenie rozciągające uzyskuje się położenie promieniowej wewnętrznej ścianki 13

Opór odkształcania profilu krawędzi wieczka 1 można jeszcze znacznie zwiększyć i podnieść wytrzymałość występiu. jeżeli za opisanym zabiegiem w postaci zgniatania według fig. 1 lub 3 włączy się drugi zabieg, w postaci wyrównywania według fig. 4.

Tutaj stosuje się podobny zestaw narzędzi jak w pierwszym zabiegu. Wygniatak 31 również zawiera pierścieniowe żebro w postaci stopnia, którego powierzchnia podstawy, przeznaczona do wyrównywania, przebiega prostopadle do osi 16 wieczka 14, dzięki czemu podczas procesu wyrównywania materiał blachy jest kształtowany pomiędzy powierzchniami wygniataka 31 i podpoiy-matrycy 32, przebiegającymi prostopadle do osi 16 wieczka 1. To wyrównywanie jest jednak ograniczone tylko do tej części odcinka pasma 20, które uprzednio już zostało zgniecione, a więc do tej jego części, która graniczy z krzywizną 11 i ma największą grubość resztkową 39, przykładowo między 100% a 70%.

Wygniatak 31 jest oparty na stemplu 30, na którym jest również podparty bezpośrednio poprzez element 33 dociskacz 34, mający w przekroju poprzecznym postać palca, jak to przedstawia fig. 4. Działanie rozciągające dociskacza 34 odpowiada działaniu dociskacza 8 według fig. 3.

W procesie wyrównywania promień R2 krzywizny 11 (fig. 5) zmniejsza się względem promienia R1 według fig. 2. Zmniejszenie promienia R2 krzywizny 11 i dodatkowe kształtowanie wspomnianego obszaru zgniatanego powodują zwiększenie wytrzymałości noska wieczka przez nadawanie zarysu profilu krawędzi wieczka 1 bez dodatkowego wzmocnienia materiału.

Pierwotna grubość cząstkowa 29 blachy w promieniowo zewnętrznym obszarze 22 odcinka pasma 20, jak jest to zaznaczone na fig. 3, jest jednak nieznacznie zmniejszona do grubości 40 według fig. 5. Powierzchnia zewnętrzną, przebiegająca pierwotnie stożkowo na całej szerokości 24 odcinka pasma 20, zostaje odkształcona przez odkształcenie w obszarze 35, który jest węższy od szerokości 24 odcinka pasma 20 i przebiega prostopadle do osi 16 wieczka 1. Pozostała część szerokości 24 odcinka pasma 20 zachowuje nadal swoje nachylenie pod kątem 25, jaki został utworzony w pierwszym zabiegu. Dociskanie w rowku 12 materiału podczas drugiego zabiegu według fig. 5 może być również realizowane zgodnie z fig. 1, a więc za pomocą sprężystego dociskacza 8. Najkorzystniejszy jest jednak dociskacz 34 według fig. 4, za pomocą którego ścianka 13 rowka 12 w postaci U jest prasowana z naprężeniem rozciągającym.

172 781

A'

172 781

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (12)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wywarzania wieczka zamykającego z blachy, zwłaszcza wieczka zawijanego do puszek do napojów lub tym podobnych, w którym wieczko wyłacza się z blachy i tak kształtuje się go zestawem narzędzi kształtujących, że środkowe lustro wieczka poprzez promień krzywizny przechodzi w promieniowo wewnętrzną ściankę rowka, mającego krawędź, po czym na materiał w obszarze krzywizny wywiera się nacisk powodujący zmniejszenie grubości blachy z jednoczesnym wypływem materiału, znamienny tym, że materiał blachy wieczka (1) tak zgniata się pomiędzy powierzchnią wgłębiającą (3) matrycy (2), prostopadłą do osi (16) wieczka (1). a rozbieżną promieniowo na zewnątrz pod kątem (25) podstawą (6) wygrnataka (4), ze w pierścieniowym odcinku pasma (20, 24) lustra (10) wieczka (1), graniczącym z wewnętrznym promieniem (R1, R2) krzywizny (11) doprowadza się do wypływu materiału w kierunku rowka (12).
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że jednocześnie na dno rowka (12) wywiera się nacisk, przestawiający promieniowo wewnętrzną ściankę (13) rowka (12) pod wpływem naprężenia rozciągającego w kierunku do osi (16) wieczka (1) w ten sposób, że uzyskuje się sterowany wypływ materiału z pierścieniowego odcinka pasma (20) poprzez promień (R1, R2) krzywizny (11) oraz naprężenia prostowania wewnętrznej ścianki (13) rowka (12).
3. 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że wypływający z pierścieniowego odcinka pasma (20, 24) materiał kieruje się do prostowanej wewnętrznej ścianki (13) rowka (12).
4. 4. Sposób wytwarzania wieczka zamykającego z blachy, zwłaszcza wieczka zwijanego do puszek do napojów lub tym podobnych, w którym wieczko wytłacza się z blachy i tak kształtuje się między zestawem narzędzi kształtujących, że środkowe lustro wieczka poprzez promień krzywizny przechodzi w promieniowo wewnętrzną ściankę rowka, mającego krawędź, po czym na materiał w obszarze promienia krzywizny wywiera się nacisk, powodujący zmniejszenie grubości blachy, z jednoczesnym wypływem materiału, znamienny tym, że materiał blachy wieczka (1) w pierścieniowym odcinku pasma (20,24) lustra wieczka (10), graniczącym z wewnętrznym promieniem (R1, R2) krzywizny zgniata się i powoduje się jego wypływ tak, że w pierścieniowym odcinku pasma (20, 24) ciągle zmniejsza się grubość blachy od rowka (12) w kierunku promieniowym do wewnątrz.
5. 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że jednocześnie na dno rowka (12) wywiera się nacisk, przestawiający promieniowo wewnętrzną ściankę (13) rowka (12) pod wpływem naprężenia rozciągającego w kierunku osi (16) wieczka (1) w ten sposób, że uzyskuje się sterowany wypływ materiału z pierścieniowego obszaru pasma (20) poprzez promień (R1, R2) krzywizny (11) oraz naprężenie i wyprostowanie wewnętrznej ścianki (13) rowka (12).
6. 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że wypływający z pierścieniowego odcinka pasma (20, 24) materiał kieruje się do prostowanej wewnętrznej ścianki (13) rowka (12).
7. 7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że w pierścieniowym odcinku pasma (20, 24) przeprowadza się wyrównywanie obszarów powierzchniowych (35, 40), przez co zmniejsza się promień (R1, R2) krzywizny (11).
8. 8. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że podczas wyrównywania przeprowadza się zgniatanie materiału w leżącym blisko promienia (R2) krzywizny (11) pierścieniowym odcinku pasma (20, 24), który posiada większą grubość resztkową (29).

   172 781
9. 9. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że po zmniejszeniu promienia (R1, R2) krzywizny (11) przez wyrównywanie pierścieniowego odcinka pasma (20, 24) na dno rowka (12) wywołuie się nacisk.
10. 10. Sposób według zastiz. 5, znamienny tym, że podczas zmniejszania promienia (R1, R2) krzywizny (11) przez wyrównywanie obszaru powierzchniowego (35, 40) pierścieniowego odcinka pasma (20, 24) wywołuje się nacisk na dno rowka (12).
11. 11. Urządzenie do wytwarzania wieczka zamykającego z blachy, zwłaszcza wieczka zawijanego do puszek do napojów lub tym podobnych, zawierającego zestaw narzędzi kształtujących, znamienne tym, że jedno z narzędzi (4) zestawu narzędzi kształtujących (2, 4) ma żebro w postaci stopnia (5), którego powierzchnia podstawy (6), od miejsca najmniejszego odstępu (28) od drugiego z narzędzi (2) zwiększa się promieniowo na zewnątrz do miejsca największego odstępu (29) tak, że podstawa (6) jest nachylona pod kątem (25).
12. 12. Urządzenie według zastrz. 11, znamienne tym, że obok zestawu narzędzi kształtujących (2, 4) jest umieszczony pierścieniowy dociskacz (8,34) w postaci palca, do wywierania nacisku na dno rowka (12).

    * * *