DE2406306A1

DE2406306A1 - Durch eine kerblinie vorgeschwaechter blechteil, insbesondere aufreissdeckel

Info

Publication number: DE2406306A1
Application number: DE19742406306
Authority: DE
Inventors: Jerry D Hawkins; Jun Albert J Holk
Original assignee: Continental Can Co Inc
Current assignee: Continental Group Inc
Priority date: 1973-06-18
Filing date: 1974-02-09
Publication date: 1975-01-09
Also published as: ZA738819B; AR210573A1; IT1015154B; BR7404939D0; FR2233238B1; AU475405B2; GB1472102A; AU6870774A; FR2233238A1; NO742185L; DK323474A; JPS5028072A; CH571906A5; CA1028205A; NL7408172A; SE7406183L; SE411307B; US3898944A; DE2406306C2; JPS547508B2

Description

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Γ PATENTANWÄLTE

DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Continental Can Company, Inc., 633 Third Avenue, Hew York 17, N.Y. / USA

"Durch eine Kerblinie vorgeschwächter Blechteil, insbesondere Aufreißdeckel"

Die Erfindung betrifft einen durch eine Kerblinie vorgeschwächten Blechteil, insbesondere Behälterteil mit durch Kerblinie begrenztem Aufreißabschnitt, bei dem die Kerblinie im Querschnitt durch von einer Bodenfläche ausgehende geneigte Seitenflächen begrenzt ist.

Derartige Blechteile sind insbesondere als Aufreißdeckel weit verbreitet. Allerdings kann die zum Aufreißen bestimmte Kerblinie auch an einem anderen Teil des Blechbehälters als dem Deckel vorgesehen sein.

Derartige Schwächungslinien xv^Terden bei Behältern zur Begrenzung eines entfernbaren Deckelabschnittes oder Blechabschnittes verwendet. Diese Schwächungslinien werden allgemein durch Kerben in einer Weise erzeugt, daß das Blech bis auf eine vor- - bestimmte Restdicke gequetscht wird. Die gequetschte Dicke, die im Blech verbleibt, wird allgemein als Restdicke bezeich-

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net. Bei leicht zu öffnenden Behältern ist es wesentlich, daß die Restdicke auf einem minimalen Dickenwert gehalten wird, um das öffnen des Behälters mittels Hand zu erleichtern. Zur gleichen Zeit muß jedoch die Restdicke ausreichend groß oder fest sein, so daß sie während der normalen Handhabung des Behälters einem vorzeitigen Einbrechen entlang der Schwächungslinie Widerstand leistet, d.h. daß der Behälter bis zum erstmaligen bewußten Öffnen zuverlässig abgedichtet bleibt.

In der Praxis haben sich Schwierigkeiten zur Einhaltung dieser gegenläufigen Bedingungen gezeigt. Dies gilt insbesondere in den Fällen, in denen der Deckel aus relativ wenig duktilem Material, z.B. aus Stahlblech, hergestellt ist. Allerdings ist darauf hinzuweisen, daß auch entsprechende Schwierigkeiten auftreten, wenn man verhindern will, daß anderes Material, z.B. Aluminium, vorzeitig entlang der Schwächungslinie einbricht.

Man nimmt an, daß das vorzeitige Einbrechen entlang der Schwächungslinie während der normalen Handhabung dadurch veranlaßt wird, daß beim Quetschen des Blechmaterials eine Härtung und damit entsprechende Spannungen während der Kerbung auftreten. Man hat seif längerem diesen Schwierigkeiten dadurch zu begegnen versucht, daß man eine zusätzliche Kerblinie von geringerer Tiefe, als die Aufreißkerblinie im Deckelblech angebracht hat. Diese Hilfsschwächungslinie ist

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als Antibruch-Schwächungslinie bekannt. Sie dient nicht dazu, eine Schwächungslinie zu schaffen, entlang der das Blech aufreißt. Vielmehr haben diese Schwächungslinien"die Aufgabe, die beim Kerben der Aufbrechschxiächungslinie auftretenden Spannungen zu verringern. Normalerweise ist die Antibruch-Schwächungslinie konzentrisch und im radialen Abstand zu der Einbrechoder Aufbrechschwächungslinie angeordnet.

Die Praxis zeigt, daß die Anordnung im radialen Abstand der Antibruch-Schwächungslinie gegenüber der Aufreißschwächungslinie sich nicht immer mit der ausreichenden Bequemlichkeit durchführen läßt und häufig zu Schwierigkeiten mit anderen Konstruktionseleraenten des Deckels führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen und eine Maßnahme zu treffen, um die beim Einkerben von Blechteilen auftretenden Spannungen wesentlich herabzusetzen, ohne daß eine zusätzliche Schwächungslinie notwendig wird und ohne daß die Gefahr besteht, daß ein Konflikt mit zusätzlichen Maßnahmen oder konstruktiven Elementen des Blechteiles eintritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß wenigstens eine geneigte Seitenfläche der Kerblinie aus zwei - im Querschnitt gesehen - quer zur Längsrichtung der Schwächungslinie gegeneinander versetzten Piachenabschnitten be-

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flächen vorgesehen. Beide Seitenflächen laufen daher in diesem Fall von der Bodenfläche der Kerblinie aus abgestuft.

Zum Herstellen der Kerblinie gemäß der Erfindung sieht diese ein Kerbwerkzeug zum Schwächen eines Blechteiles durch eine Kerblinie vor, welches eine schmale Bodenfläche aufweist, von der divergierend geneigte Seitenflächen ausgehen. Dieses Kerbwerkzeug wird gemäß der Erfindung so weitergebildet, daß eine Seitenfläche durch einen zwischen Bodenfläche und Blechoberfläche verlaufenden Absatz unterbrochen ist. Dabei können auch beide Seitenflächen des Kerbwerkzeuges eine Unterbrechung in Form eines Absatzes aufweisen.' Die Breite des Absatzes oder ggfs. die Breitensumme beider Absätze beträgt zweckmäßigerweise etwa das Dreifache der Breite der Bodenfläche.

Der Abstand, gemessen in Richtung der Blechdicke, zwischen der Bodenfläche und dem Absatz sollte vorteilhafterweise etwa der Hälfte der Breite des oder der Breitensumme der Absätze betragen.

Besonders vorteilhaft erweisen sich die angegebenen Maßverhältnisse dann, wenn die Breite der Bodenfläche der Kerblinie etwa 0,05 mm beträgt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbexspielen näher erläutert.

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steht, von denen der eine von der Bodenfläche und der andere von der Blechoberfläche ausgeht. Bei dieser Anordnung wird die Notwendigkeit einer zweiten, im radialen Abstand angeordneten Schwächungslinie vermieden. Vielmehr ist nur eine einzige Schwächungslinie vorgesehen. Diese wird ihrerseits in besonderer Weise ausgestaltet, so daß beim Erzeugen der Schwächungslinie die dabei auftretenden Härtespannungen, die sonst Anlaß zu einem vorzeitigen Einbrechen sind, weitgehend vermieden werden. Dies wird auf einfache und zuverlässige Weise unabhängig davon erreicht, welchen Verlauf die Schwächungslinie besitzt und in welchem Teil des Blechbehälters die Schwächungslinie angebracht vri.rd.

Vorteilhafterweise ist zwischen den beiden Flächenabschnitten ein Absatz vorgesehen, an dem die beiden Flächenabschnitte angrenzen.

Dieser Zwischenabsatz verläuft zweckmäßigerweise etwa parallel zur Bodenfläche.

Der Zwischenabsatz weist dabei zweckmäßigerweise einen Abstand in Richtung der Blechdicke sowohl von der Bodenfläche der Kerblinie als auch von der Blechoberfläche auf, von der die Kerblinie aus in das Blech eingeprägt wird.

Vorteilhafterxfeise ist ein Zwischenabsatz in beiden Seiten-

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Es zeigen:

Fig. 1 in stark vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch ein Kerbwerkzeug gemäß der Erfindung und durch eine mit diesem Kerbwerkzeug herstellbare Kerblinie in einem Blechteil,

Fig. 2 in weiter vergrößertem Maßstab eine fotomikrographische Darstellung einer Kerbe, die mit dem Werkzeug gemäß Fig. 1 hergestellt ist und -

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 eine abgewandelte Ausführungsform eines Kerbwerkzeuges gemäß der Erfindung und der mit diesem Werkzeug herstellbaren Kerblinie .

Gemäß Fig. 1 umfaßt das Kerbwerkzeug 10 nach der vorliegenden Erfindung einen Kerbstempel 11 und einen Amboß 12. Das Kerbwerkzeug 11 umfaßt eine vorspringende Kerbrippe 13 mit unter gleichem Winkel geneigten Seitenflanken 14 und 16_a welche in Richtung auf eine im wesentlichen horizontal verlaufende flache Kerbfläche oder Unterseite 17 des Kerbwerkzeuges konvergieren. Die geneigte Seitenwand 14 umfaßt eine etwa horizontale Abstufung 18, die im Bereich zwischen der Bodenfläche 17 und der Basis 19 der Rippe 13 verläuft. Der terrassenförmige Absatz 18 unterteilt die genannte Seitenwand in zwei quer zum Verlauf der Kerblinie gegeneinander versetzte, jedoch zueinander parallele Seitenflächenabschnitte l4a und 14b.

Der Amboß 12 weist eine flache Auflagefläche 22 gegenüber dem

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Stempel 11 auf und dient zur Unterstützung eines Blechabschnittes, z.B. in E'orm eines Behälterdeckels. Der Stempel 11 und der Amboß 12 sind in einer Presse montiert, so daß sie relativ zueinander zwischen einer geschlossenen und einer offenen Stellung bewegt werden können.

Bei Beginn der Bewegung in Richtung auf die geschlossene Stellung dringt die Rippe 13 in die Oberfläche des Blechmaterials ein, um das Blechmaterial durch Quetschen und Zusammenpressen des Blechmaterials zu kerben und eine Restdicke in diesem Bereich zu schaffen, die mit Hilfe von Druck- oder Zugkräften, die beispielsweise über eine Grifflasche oder dgl. auf den aufreißbaren Blechbereich aufgebracht werden können, durchtrennt werden kann. Die .Umrisse der Kerblinie 13S, die mit dem Kerbwerkzeug 10 hergestellt wird, sind allgemein komplementär zur Umrißlinie des Kerbwerkzeuges₃ wobei diese Aussage sich auf den Querschnittsumriß bezieht.

Zur Vereinfachung sind die verschiedenen Wandabschnitte der Kerblinie 13S mit den gleichen Bezugsziffern versehen, wie die entsprechenden Wandabschnitte der Kerbrippe I3. Jedoch sind die sich auf die Kerblinie beziehenden Bezugs ziffern mit dem Buchstaben S versehen. Die Kerblinie 13S umfaßt konvergierende Seitenflächen 16S und l4aS und l4bS, Vielehe miteinander durch einen Absatz l8S verbunden sind. Den Boden der Kerblinie bildet eine Bodenfläche 17S.

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Ein Kerbwerkzeug mit den obigen Abmessungen wurde dazu benutzt, um ein Stahlblech mit einer Dicke von etwa 0,25 mm zu kerben. Das Stahlblech konnte bis zu einer Restdicke von etwa 0,05 mm eingekerbt werden, ohne daß die Gefahr eines Bruches auftrat.

Dies stellt eine wesentliche Verbesserung gegenüber einer Kerb linie dar, die mit einem üblichen Kerbwerkzeug hergestellt wird, dessen Kerbrippen von zwei durchgehenden, unter einem Winkel von 50 geneigten Seitenflächen begrenzt wird. Ein solch übliches Kerbwerkzeug wurde benutzt, um bei dem gleichen Stahlblech eine Kerblinie herzustellen. Hierbei trat bereits eine übermässige Bruchgefahr bei einer Restdicke von etwa 0,07 mm auf. Dies stellt eine Vergrößerung der Restdicke um etwa 0,025 mm dar. Diese Vergrößerung kann entscheidend die Öffnungscharakteristiken eines leicht zu öffnenden Behälters beeinflussen, der mit einer Kerblinie versehen ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Big. 2 ist eine andere Form des Kerbwerkzeuges gezeigt. Das Kerbwerkzeug 110 umfaßt ebenfalls einen Stempel 111 und einen Amboß 112. Eine Kerbrippe 113 ragt von dem Stempel 111 nach unten. Die Unterseite des Kerbstempels ist mit 117 bezeichnet. Von dieser Unterseite gehen zwei divergierende, geneigte Seitenwände 114 und 16 aus, in denen jeweils eine terrassenförmige Stufe.oder ein Absatz Ί18 vorgesehen ist. Dadurch wird jede Seitenwand in zwei Abschnitte 116a, 116b und 114a, 114b unterteilt, die jeweils zueinander parallel verlaufen.

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Es wird bemerkt, daß die Restdicke "X" einen Wert besitzt, der ein leichtes Durchtrennen ermöglicht. Da sich außerdem der Absatz 18S im Bereich der Seitenfläche l4s im Abstand von der Bodenfläche befindet, tritt ein Durchbrechen des Bleches im Bereich des Absatzes nicht auf.

Fig. 2 ist die Wiedergabe einer fotomikrographischen Darstellung in hundertfacher Vergrößerung eines Bleches mit einer Kerblinie, die mit dem Werkzeug nach Fig. 1 hergestellt worden ist. Es wird bemerkt, daß die Verdrängung des Metalls in einer Weise erfolgt, daß scharfkantige Flächen und Ecken nicht überall auftreten. Dennoch werden im vorliegenden Fall die Ausdrücke "parallel", "flach" und "geneigt" verwendet. Diese sollen Begrenzungsflächen beschreiben, wie sie annähernd in Fig. 2 wiedergegeben sind.

In der bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schließen die Seitenflächen 14 und 16 des Werkzeuges einen Winkel a zwischen etwa 30° und 90°, vorzugsweise von 50°, ein. Die Breite ζ der Unterfläche 17 des Werkzeuges beträgt vorzugsweise 0,05^mm. Der Absatz 18 weist von der Unterseite 17 zweckmäßigerweise einen Abstand y von ungefähr 0,075 mm auf, während die Breite w des Absatzes 18 etwa 0,15 mm beträgt. Allgemein gesprochen kann die Breite w das Doppelte des Abstandes y und das Dreifache der Breite ζ betragen.

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Der Stempel 111 wird in Eingriff mit dem Blech auf dem Amboß ■112 in der gleichen Weise gedrückt, wie dies im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist. Die Rippe 113 quetscht dabei die Oberfläche ein und bildet eine Kerb linie 113S. Diese weist eine flache Bodenfläche 117S sowie Seitenwandabschnitte H4aS, H¹IbS und H6aS, H6bS sowie jeweils Abstufungen oder Absätze 118S auf. Diese Absätze dienen dazu, um zusätzlich Blechmaterial oberhalb der Bodenfläche der Kerblinie während des Kerbvorganges zu verdrängen, wobei offensichtlich ein wesentlicher Anteil der durch den KerbVorgang hervorgerufenen Spannungen abgebaut wird.

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Claims

Patentansprüche

Yl Λ Durch eine Kerblinie vorgeschwächter Blechteil, insbesondere Behälterteil, mit durch Kerblinie begrenztem Aufreißabschnitt, bei dem die Kerblinie im Querschnitt durch von einer Bodenfläche ausgehende geneigte Seitenflächen begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine geneigte Seitenfläche aus zwei - im Querschnitt gesehen quer zur Längsrichtung der Schwächungslinie (13S;113S) gegeneinander versetzte Piachenabschnitte (l4aS,l4bS; H4aS,ll4bS, ll6aS,ll6bS) besieht, von denen der eine von der Bodenfläche (17s;117s) und der andere von der Blechoberfläche ausgeht.
2. Blechteil nach Anspruch 1, dadur-ch gekennze i chne t, daß beide Plachenabschnitte an einem Zwischenabsatz (18S;II8S) angrenzen.
3. Blechteil nach Anspruch 2, dadurch gekennze i chne t, daß der Zwischenabsatζ (18S;118S) etwa parallel zur Bodenfläche (17S;117S) verläuft.
4. Blechteil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabsatz in Richtung der Blechdicke einen Abstand sowohl von der Bodenfläche (17S;117S) als auch von der Blechoberfläche aufweist.

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5. Blechteil nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Zwischenabsatz (118S) im Bereich beider Seitenflächen vorgesehen ist.
6. Kerbwerkzeug zum Schwächen eines Blechteiles durch eine Kerblinie gemäß Anspruch 1 bis 5 mit einer schmalen Bodenfläche, von der divergierend geneigte Seitenflächen ausgehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Seitenfläche (14) durch einen zwischen Bodenfläche (17) und Blechoberfläche verlaufenden Absatz (18) unterbrochen ist.
7. Kerbwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennze i chne t, daß beide Seitenflächen (113,114) eine Unterbrechung in Form eines Absatzes aufweisen.
8. Kerbwerkzeug nach Anspruch 6 oder 7_S dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (10) des Absatzes (18), ggfs. die Breitensumme beider Absätze (118), etwa das Dreifache der Breite ζ der Bodenfläche (17;117) beträgt.
9. Kerbwerkzeug nach einem oder mehreren der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand - gemessen in Richtung der Blechdicke - zwischen Bodenfläche (17;117) und Absatz (I8;ll8) etwa der Hälfte der Breite des Absatzes oder der Breitensumme der Absätze beträgt.

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10. Kerbwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9, dadurch

ge ke nnze i c h η e t, daß die Breite der Bodenfläche (17;117> etwa 0,05 mm beträgt.

•t
11. Kerbwerkzeug nach Anspruch 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände des Kerbwerkzeuges einen Winkel zwischen 30° und 90°, vorzugsweise von 50°, einschließen.

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