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Verfahren zur Herstellung eines aus federndem Metallblech bestehenden,
konvex gewölbten Deckels für Behälter, insbesondere Druckkocher Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Herstellung eines aus federndem Metallblech bestehenden, konvex
gewölbten Deckels zum Verschließen .der Icreisrunden Öffnung von Behältern, insbesondere
Druckkochern.
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Es sind bereits Druckkocher bekannt, bei denen der Deckel einen größeren
Durchmesser als die Behälteröffnung hat und bei verschlossenem Behälter von innen
her gegen den Öffnungsrand des Behälters angedrückt wird, wobei im Material des
Deckels Spannungen herrschen, die den Deckel, wenn er keinen äußeren Kräften unterworfen
ist, in eine ihm zuvor erteilte asymmetrische, einem Teil eines Zylindermantels
angenäherte Form zurückbiegen, deren Projektion auf eine zur Deckelachse senkrechte
Ebene durch eine Ellipse begrenzt ist, deren kleinere Achse kleiner als der Durchmesser
der Behälteröffnung ist.
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Solche biegsamen Deckel zum Verschließen von Behältern werden im allgemeinen
in der Weise hergestellt, daß aus einer Tafel eine zylindrische Platine ausgestanzt
und diese in einer Presse anschließend so in eine gewölbte Form gebracht wird, daß
ihre Gestalt ungefähr einem Kugelabschnitt entspricht. Diese so verformte Platine
wird dann weiter so bearbeitet, und zwar vorzugsweise durch Kalthärten, daß sie
allmählich die einem Teil eines Zylindermantels angenäherte asymmetrische Form annimmt.
Um nun den Deckel aus dieser asymmetrischen Form in die zum Verschließen des Behälters
notwendige symmetrische Form zu biegen, ist eine verhältnismäßig große Kraft erforderlich,
was besonders bei von Frauen bedienten Haushaltgeräten sehr nachteilig ist. Es wurde
festgestellt, daß dieser erforderliche große Kraftaufwand offenbar daher rührt,
daß die im Dekkel vorhandenen inneren Spannungen, die den Deckel in seine asymmetrische
Form zu biegen suchen, sich über die ganze Fläche des Deckels erstrecken.
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Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden und einen Deckel
zu schaffen, bei dem die Überführung von der asymmetrischen in die zum Verschließen
des Behälters notwendige symmetrische Form mit einem verhältnismäßig kleinen äußeren
Kraftaufwand durchgeführt werden kann. Um dies zu erreichen, wird bei der Herstellung
des Deckels gemäß der Erfindung so verfahren, daß die aus einer kreisförmigen Platine
durch Pressen hergestellte Zwischenform des Deckels, aus welcher durch anschließende
Weiterverformung in bekannter Weise die asymmetrische, einem Teil eines Zylindermantels
angenäherte Deckelform hergestellt wird, in der Mitte einen konkaven Teil aufweist,
an den sich nach außen ein ringförmiger konvexer Teil anschließt.
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Dabei kann die Tiefe des mittleren konkaven Teiles kleiner als die
Gesamthöhe der Zwischenform des Deckels sein. Zweckmäßig ist dann der Durchmesser
des mittleren konkaven Teiles der Zwischenform des Deckels ungefähr halb. so groß
wie der Durchmesser der Ausgangsplatine.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Fig.1 eine schaubildliche Ansicht eines einen Deckel gemäß der Erfindung
aufweisenden- Druckkochers in verkleinertem Maßstab, wobei der Deckel in Schließstellung
gezeigt ist, Fig.2 einen Querschnitt durch den Druckkocher gemäß Fig. 1 im größeren
Maßstab, wobei der Handgriff des Kochers und ein Teil der Betätigungs- und Festklemmeinrichtung
für den Deckel in Seitenansicht dargestellt sind, Fig.3 eine schaubildliche, in
kleinerem Maßstab dargestellte Ansicht des unbelasteten, abgenommenen Deckels in
seiner asymmetrischen Form, in der ein leichtes Einsetzen in den Druckkocher bzw.
Herausnehmen aus demselben möglich ist, Fig. 4 einen Querschnitt durch den unbelasteten
Deckel in Richtung seiner kleineren Achse, Fig.5 einen Querschnitt durch den unbelasteten
Deckel in Richtung seiner größeren Achse, Fig. 6 einen Querschnitt durch den Deckel,
in einem Zwischenstadium der Herstellung, nachdem ein nach innen gewölbter mittlerer
Teil gebildet wurde,
Fig. 7 eine schematische Ansicht einer Einrichtung
zur Herstellung eines Deckels gemäß Fig.6 aus einer runden Scheibe, Fig. 8 eine
schematische Draufsicht auf den Deckel in einem Zwischenstadium gemäß Fig. 6, aus
der die Oberflächenspannungen ersichtlich sind, die nach Fertigstellung des Deckels
beim Biegen von seiner asymmetrischen Gestalt in seine Schließform zu überwinden
sind.
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In Fig. 1 ist der Druckkocher als Ganzes mit 10
bezeichnet,
dessen unterer Teil 12 aus rostfreiem Stahl durch Ziehen geformt ist und eine im
allgemeinen zylindrische Gestalt hat. Der obere Rand 14 des Topfes 12 weist einen
kleineren Durchmesser als der Hauptteil auf und ist nach innen und unten zu umgebördelt,
so daß der entstehende Bördelrand 16 die Weite der Öffnung 17 des Topfes bestimmt.
Der Bördelrand ist ungefähr kreisförmig und umfaßt teilweise einen elastischen,
aus flüssigkeits-, öl- und hitzebeständigem Material, beispielsweise synthetischem
Gummi od. dgl. bestehenden Dichtungsring 18. Die Unterseite 20 dieses Ringes liegt
frei und bildet eine im wesentlichen ebene, kreisförmige Anlage für den gemäß der
Erfindung hergestellten Decke122, wenn dieser sich in seiner symmetrischen Form
und damit in Schließstellung befindet. Der Deckel hat ebenfalls einen umgebördelten
Rand 23, der zur Verstärkung dient und gegen den Dichtungsring anliegt.
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Der Topf 12 weist einen in beliebiger Weise an ihm befestigten Handgriff
24 auf. Dieser besteht aus einem aus Holz oder Kunststoff hergestellten äußeren
Griffstück 26, welches auf einer Tragstange 28 angeordnet ist, die ihrerseits in
einem aus Metall bestehenden, beispielsweise durch Punktschweißen am Topf befestigten
Griffansatz 30 sitzt und so das Griffstück 26 festhält. Die Konstruktion dieser
Teile ist jedoch für die Erfindung unerheblich und wird daher nicht näher beschrieben.
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Um den Deckel 22 aus seiner asymmetrischen Form in die symmetrische
Schließform zu biegen, ist am Deckel eine Stange32 befestigt, deren Ende ein Griffstück
34 trägt, das über dem Griffstück 26 des Topfes liegt und etwas kleiner als dieses
ist, um die Handhabung zu erleichtern. Der Deckel ist mit der Stange 32 durch eine
Buchse 36 verbunden, die eine mittlere Öffnung 38 des Deckels durchdringt und mit
einem an der Stange 32 beispielsweise durch Gießen vorgesehenen Anschlußstück 40
verschraubt ist. Das Anschlußstück weist eine Kammer 42 auf und ist mit einem sich
nach oben erstreckenden Rohrstück 44 verbunden, auf welchem ein Druckreguliergewicht
46 abnehmbar sitzt. An dem Anschlußstück 40 kann ein Druckanzeiger 48 befestigt
und am Deckel eine Überdruckausgleichsvorrichtung angebracht sein wie beispielsweise
ein elastisches, in Fig. 1 mit 49 bezeichnetes Verschlußelement.
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Die Stange 32 und das Griffstück 34 dienen zum Einsetzen des Deckels
in den Topf, zum Herausnehmen des Deckels äus diesem und ferner zum Anheben des
Deckels in seine Schließstellung. Der Deckel ist in seiner asymmetrischen Form einsetzbar
und herausnehmbar, d. h. in einer Form, in der er eine größere und eine kleinere
Achse aufweist, wobei die letztere kleiner als der Durchmesser der Öffnung 17 des
Topfes ist. Nach dem Einsetzen wird der Deckel angehoben und in die symmetrische
Form gebracht, in der sein äußerer Rand gegen die Unterseite20 des Dichtungsringes
anliegt. Dieses Anheben des Deckels und die Formveränderung erfolgt durch eine in
der Deckelmitte angreifende, nach oben gerichtete Kraft, die durch eine Schwenkung
des Deckelgriffstückes 34 und der Stange32 hervorgerufen wird. Wie die Zeichnung
zeigt, erfolgt diese Schwenkbewegung um ein Schwenklager 50, das in einem an der
Oberseite des Griffansatzes 30 befestigten Lagerstück 58 gebildet ist, und in welchem
das halbkugelförmig abgerundete Stirnende52 eines Schwenkzapfens 54 gelagert ist.
Der Schwenkzapfen 54 ist mittels eines Gußstückes 56 an der Stange 32 befestigt.
Nach Einführen des Deckels in den Topf wird der Schwenkzapfen 54 mit seinem Stirnende
52 in das Schwenklager eingesetzt und das Griffstück 34 des Deckels gegen das Griffstück
26 des Topfhandgriffes zu bewegt, wodurch der Deckel gehoben und in seine syminetrische
Schließform übergeführt wird. In dieser Stellung kann er durch geeignete Mittel,
beispielsweise durch einen Riege160, festgehalten werden, der drehbar auf der Stange
32 sitzt und einen Haken 62 aufweist, der den Handgriff 24 von unten her umgreift.
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Am besten ist die asymmetrische Form des Deckels aus Fig.3 ersichtlich.
In dieser Form hat er eine etwa im rechtenWinkel zu demGriffstück 34 stehende größere
Achse 66, die größer als der Durchmesser der Öffnung 17 ist, und eine etwa parallel
mit dem Griffstück 34 verlaufende kleinere Achse 68, die kleiner als der Durchmesser
der Öffnung 17 ist. So kann der Deckel in Richtung seiner größeren Achse in geneigter
Lage in die Öffnung eingeführt werden, bis er gegen die Innenwand des Topfes anstößt.
Daraufhin wird der Deckel gesenkt, bis sein Rand sich völlig im Inneren des Topfes
unterhalb der Dichtungsfläche 20 befindet, worauf er durch Heben seines Mittelpunktes
in die in Fig. 2 gezeigte Stellung gebracht wird.
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Ist der Deckel unbelastet und in seiner asymmetrischen Form gemäß
Fig.3, 4 und 5, so sind seine inneren Spannungen im Gleichgewicht. Nach dem Einsetzen
des Deckels in den Behälter und dem Anlegen seines Außenrandes an den Dichtungsring
an zwei gegenüberliegenden Stellen werden die Griffstücke26 und 34 zusammengepreßt,
wodurch sich der Mittelteil des Deckels hebt und die beiden einander gegenüberliegenden
abwärts gebogenen Seiten des Deckelrandes allmählich in Berührung mit dem Dichtungsring
18 gebracht werden. Dabei wird der erforderliche Kraftaufwand mit zunehmender Annäherung
des Deckels an seine symmetrische Schließform immer kleiner, und zuletzt schnappt
der Deckel in seine Schließstellung um.
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Der hierfür erforderliche Kraftaufwand ist durch die Erfindung herabgesetzt,
so daß es möglich ist, den Deckel aus schwerem und kräftigem Material zu fertigen
und diesen dennoch leicht, auch durch Frauen, in Schließstellung zu bringen. Dieser
kleinere Kraftaufwand ist deswegen ausreichend, weil die inneren Spannungen nur
noch in einer Teilzone des Deckels, nämlich in der äußeren Zone, überwunden werden
müssen.
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Fig.7 zeigt die schematische Ansicht einer Einrichtung, die zur Herstellung
eines Deckels aus einer runden Scheibe70 aus geeignetem Material, beispielsweise
nichtrostendem Stahl, verwendet werden kann. Die Scheibe 70 wird an ihrem Umfang
von zwei ringförmigen Haltern 72 und 74 festgehalten, von denen der eine, beispielsweise
der Halter 72, beweglich ist und der andere auf einer Bettplatte 76 befestigt sein
kann. Innerhalb des Halters 74 befindet sich ein zylindrisches Druckstück78 aus
elastischem Material, beispielsweise Gummi, dessen Oberfläche 80 eben ist
und auf dem die Unterseite der Scheibe 70 aufliegt.
Die Einrichtung
weist ferner eine bewegliche Matrize 82 mit einer Verformungsfläche 84 auf, die
einen mittleren, konvex nach unten gewölbten Teil mit Durchmesser A und einen entgegengesetzt
gewölbten, äußeren, konkav geformten Rand von einer radialen Länge B hat.
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Der Querschnitt der Scheibe nach Verformung in der Matrize 82 geht
aus Fig. 6 hervor, die einen Deckel 88 in einem Zwischenstadium der Herstellung
zeigt, d. h., nachdem eine erste Verformung stattgefunden hat und der Rand mit einer
Umbördelung 23 versehen ist. Diese Zwischenform des Deckels entspricht der Verformungsfläche
84 und weist eine innere, konkav nach unten gewölbte Zone 90 mit einem Durchmesser
A und eine entgegengesetzt gewölbte, äußere ringförmige Zone 92 mit einer radialen
Länge B auf. Die in Fig. 6 gezeigte Zwischenform des Deckels ist spannungslos und
entspricht ungefähr einem Rotationskörper, und die Umbördelung liegt in einer waagerechten
Ebene.
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Um den Deckel fertigzustellen, wird er weiter verformt. Dabei wird
der Deckel um kleine Beträge so weit gestreckt, daß sich über die ganze Oberfläche
hin eine molekulare Ausdehnung ergibt. Dadurch ändert der mittlere Teil seine Form
und geht für dauernd von der konkaven in die konvexe Form gemäß Fig. 3, 4 und 5
über.
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Fig. 8 zeigt einen. Deckel 88 in demselben Zwischenstadium der Herstellung
wie in Fig. 6. Nach der Dehnung sind praktisch keine inneren Spannungen mehr in
der mittleren Kreiszone zu überwinden, um den Deckel von der asymmetrischen Gestalt
in die Schließform zu bringen, so daß nur noch die Spannungen der äußeren Ringzone
92 zu überwinden sind. Diese Spannungen sind in einem kleinen Ringausschnitt gezeigt
und mit 94 bezeichnet.
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Die von Spannungen befreite mittlere Zone kann einen wesentlichen
Teil des Deckels ausmachen, und für einen Deckel mit etwa 17 cm Durchmesser kann
die mittlere Zone einen Durchmesser von etwa 11 cm haben. Die Höhe des Deckels in
dem in Fig.6 gezeigten Zwischenstadium der Herstellung kann etwa 8 mm betragen und
die Tiefe der konkaven mittleren Zone etwa 3 mm. Diese Maße können je nach der Deckelgröße
verschieden sein.