CH656366A5

CH656366A5 - Dose aus duennwandigem blech.

Info

Publication number: CH656366A5
Application number: CH2561/82A
Authority: CH
Inventors: Siegfried Frei; Jakob Koch
Original assignee: Cantec Inc; Hoffmann Ag Geb
Priority date: 1981-05-12
Filing date: 1982-04-27
Publication date: 1986-06-30
Also published as: ES273610U; GB2100219B; FR2505783A1; ES273610Y; BE893146A; IT1151403B; JPS5830938A; IT8221193A0; US4512490A; CA1204679A; GB2100219A; FR2505783B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Dose aus dünnwandigem Blech, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches I sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.

Es ist bereits eine Reihe von Dosen bekannt, welche zwecks Erhöhimg der Rumpffestigkeit in radialer wie auch axialer Richtung mit sogenannten Sicken versehen sind.

Aus der US-PS 3 335 902 ist eine Sickenanordnung bekannt, bei welcher sich umlaufende und axial angeordnete Sicken kreuzen und die Tiefe der Sicken an den Kreuzungsstellen die algebraische Summe der Sickentiefen der axialen und der peripheren Sicken aufweisen.

Aus der US-A-4 315 574 für Grossgebinde ist eine Ausgestaltung bekannt, bei welcher sich axiale und periphere Sickengruppen ununterbrochen durchsetzen. Die einzelnen peripheren Sicken bestehen vorwiegend aus umlaufenden Ringsicken und die axialen Sicken aus versetzt zueinander angeordneten Sickengruppen.

Aus dem deutschen Gebrauchsmuster Nr. 80 24 406 ist ein Verpackungsbehälter bekannt, bei welchem peripher verlaufende, über den Umfang des Rumpfes verteilte Sickenab-schnitte vorgesehen sind, deren gegenseitige periphere Abstände geringer sind als deren Länge. Im Bereich zwischen den Sicken, d.h. in den Abständen, ist der Rumpf frei von sicken- oder rippenartigen Verformungen.

Diese bekannten Sickenausbildungen tragen bereits zu einer wesentlichen Erhöhung der Rumpffestigkeit bei. Bei Kleingebinden wie Konservendosen oder Lackdosen bringen die bekannten Lösungen jedoch nicht die angestrebte Versteifung des Rumpfes. Insbesondere ist die Massenfertigung der bekannten Gebinde technisch aufwendig.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Dose zu schaffen, deren Rumpffestigkeit trotz verminderter Wandstärke in axialer wie radialer Richtung höher als oder gleich wie als die Festigkeit der bekannten Gebinde liegt.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, den Gebinderumpf derart auszugestalten, dass dieser kostengünstig und in einer Produktlinie mit der Rumpfherstellung (Schweissen, Löten, Tiefziehen oder Abstrecken) hergestellt werden kann.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Materialverformung so gering wie möglich zu halten.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, die Materialverformung (Prägung) auch ohne Zuhilfenahme von kongruenten Gegenwerkzeugen zu den Prägewerkzeugen durchführen zu können.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss den Patentansprüchen 1,15 und 16.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Bezeichnend für die vorliegende Erfindung ist die Dominanz von Hauptsicken, deren Wirkung von den Nebensicken und/oder von den die Nebensicken bildenden Erhebungen nicht beeinträchtigen wird.

Als überraschend ist dabei anzusehen, dass im Gegensatz zu den herkömmlichen peripheren Sickenausbildungen nicht die Erhebung die hauptsächlich wirksame Sicke bildet, son-dern das zwischen zwei Erhebungen zurückgebliebene Tal.

Überraschend ist weiter das geringe Ausmass der zur Versteifung notwendigen Verformung der Gebinderümpfe gemäss den Verformungsbildern nach der Erfindung. Die Höhe der Erhebung der axialen Sicken beträgt beispielsweise bei einer Dose von einem Liter Inhalt nur etwa 1 mm, diejenige der Umfangssicken etwa 30% bis 90% der Höhe der axialen Sicken.

Verformungsschäden z. B. Risse im Rumpfmaterial sind damit nicht zu befürchten.

Vorteilhaft für die Bildung der Umfangssicken ist die Verwendung von Erhebungen mit kugelsektor-, pyramidenstumpf- oder kegelstumpfförmiger Oberfläche. Derartige Er2

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hebungen lassen sich ausserdem technisch leicht erzeugen, insbesondere auch ohne kongruente Gegenwerkzeuge.

Überraschenderweise werden nicht nur die Nachteile der herkömmlichen Sickenanordnungen bei der erfindungsge-mässen Dose behoben, sondern es ist auch die Verwendung von dünnerem und härterem und damit billigerem Blech bei gleicher und meist sogar grösserer Steifheit des Gebindes ermöglicht.

Die Gewichtseinsparung beim Blech beträgt dank der Verformung mindestens 25% gegenüber der bereits bekannten, umlaufend mit Sicken versehenen Dose.

Durch die schonende Behandlung während des Verformungsvorganges ist die Lage der Axialnaht (Verdickung) der Dose (sofern diese aus einer Zarge gelötet oder geschweisst ist) ohne Einfluss auf das Verformungsbild.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass, je nach Richtung, das Prägebild entsprechend den jeweiligen Erfordernissen bezüglich hoher Belastbarkeit entweder in axialer oder in radialer Richtung eine wesentliche Festigkeitserhöhung des Gebinderumpfes ermöglicht, ohne dass dabei die andere Richtung unter die bisher verlangten Werte absinkt.

Die Erfindung wird, im folgenden beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform einer Dose gemäss der Erfindung,

Fig. 2 eine Abwicklung des Rumpfes der in Fig. 1 dargestellten Dose in eine Ebene, wobei die Ansicht der Fig. 2 der Ansicht auf die in Fig. 1 dargestellte Dose von aussen entspricht,

Fig. 2a einen Schnitt nach Linie Ila-IIa in Fig. 2,

Fig. 2b einen Schnitt nach Linie Ilb-IIb in Fig. 2, Fig. 3 eine Ansicht der Abwicklung des Rumpfes einer weiteren Ausführungsform einer erfmdungsgemässen Dose analog der Ansicht von Fig. 2,

Fig. 3a einen Schnitt nach Linie Illa-IIIa in Fig. 3,

Fig. 3b einen Schnitt nach Linie Illb-IIIb in Fig. 3, Fig. 4 eine Ansicht eines analog Fig. 2 in eine Ebene abgewickelten Rumpfes einer weiteren Ausführungsform einer erfmdungsgemässen Dose,

Fig. 4a einen Schnitt nach Linie IVa-IVa in Fig. 4,

Fig. 4b einen Schnitt nach Linie IVb-IVb in Fig. 4, Fig. 5 eine Ansicht analog Fig. 2 einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform,

Fig. 6 eine Ansicht eines in eine Ebene abgewickelten Rumpfes einer weiteren Ausführungsform einer erfmdungsgemässen Dose,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung einer weiteren bevorzugten Dose gemäss der Erfindung,

Fig. 8 eine Abwicklung des Rumpfes der in Fig. 7 dargestellten Dose in eine Ebene,

Fig. 8a einen Schnitt nach Linie Vllla-VIIIa in Fig. 8, Fig. 8b einen Schnitt nach Linie VHIb-VIIIb in Fig. 8, Fig. 9 eine Abwicklung des Rumpfes einer weiteren Ausführungsform analog der Ansicht von Fig. 8,

Fig. 9a einen Schnitt nach Linie IXa-IXa in Fig. 9, Fig. 9b einen Schnitt nach Linie IXb-IXb in Fig. 9, Fig. 10 eine Abwicklung des Rumpfes einer weiteren Ausführungsform analog der Ansicht von Fig. 8,

Fig. 10a einen Schnitt nach Linie Xa-Xa in Fig. 10, Fig. 10b einen Schnitt nach Linie Xb-Xb in Fig. 10, Fig. 11 eine perspektivische Darstellung der Verformungswerkzeuge für die Verformung gemäss den Fig. 1 bis 5, und

Fig. 12 eine perspektivische Darstellung der Verformungswerkzeuge für die Verformung gemäss den Fig. 6 bis 10.

Ein kreisrunder Boden 1 und Deckel 2 aus Blech sind in herkömmlicher Weise auf einen ebenfalls aus Blech beste-

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henden kreiszylindrischen Rumpf 4 aufgesetzt, und dort befestigt, wodurch eine Blechdose 3 entsteht. In dem Rumpf 4, welcher die radial nach innen oder aussen wirkenden Kräfte Fr, insbesondere während und/oder nach dem Kochprozess bei Konserven, und die axial wirkende Kraft Fa bei der Lagerung aufzunehmen hat, sind parallel zur Zylinderachse verlaufende Axialsicken 5 und senkrecht dazu gerichtete Umfangsverformungen oder -sicken 6 vorgesehen.

Die Blechdose 3 kann auch einen nichtkreisförmigen zylindrischen Querschnitt aufweisen.

Der Rumpf 4 kann durch Schweissen, Löten, Tiefziehen oder Abstrecken hergestellt sein; beim Tiefziehen und Ab-strecken werden der Boden 1 und der Rumpf 4 aus einem Stück gebildet.

Bei der Ausgestaltung des Rumpfes 4 nach den Fig. 2, 3 und 4 bestehen die Axialsicken 5 aus einer im wesentlichen über die gesamte Rumpfhöhe verlaufenden Einprägung mit einer Tiefe in der Grössenordnung von einem Millimeter bei einer Dose 3 von einem Liter Inhalt. Die Einprägung kann im Schnitt senkrecht zur Achse einen bogenförmigen (Fig. 2a und 3a) oder trapezförmigen Verlauf mit flachem Grund (Fig. 4a) aufweisen.

Zwischen den Sicken 5 liegen einen axialen Abstand aufweisende punktartige Erhebungen 7 mit kugelkopfförmiger (Fig. 2,2a, 2b), kegelstumpfartiger (Fig. 3, 3a, 3b) oder pyramidenähnlicher Oberfläche (Fig. 4,4a, 4b). Die Erhebungen 7 haben auf den Verlauf des Sickengrundes der Sicken 5 keinen Einfluss; doch ergibt sich durch die axial verlaufenden Reihen von Erhebungen 7 jeweils eine Einsenkung 6 zwischen zwei Erhebungen 7. Jede Einsenkung 6 hat in axialer Richtung einen konkav gekrümmten (Fig. 2b) oder etwa halbkreisförmigen (Fig. 3b; Fig. 4b) und in Umfangsrich-tung einen leicht konvex gekrümmten (Fig. 2a; Fig. 3a) oder annähernd geradlinigen (Fig. 4a) Verlauf. Der Scheitel der Erhebungen 7 liegt vorteilhafterweise in der Ebene des ursprünglichen, unverformten Rumpfes.

Nach Fig. 5 können in gleicher Prägerichtung wie die Axialsicken 5 jeweils zwischen den Erhebungen 7 und zwei Sicken 5 im wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Sicken 13 vorgesehen sein. Die Sicken 13 sind von geringerer Tiefe als die Sicken 5. Der Querschnitt kann bogen- oder trapezförmig sein wie bei den Sicken 5.

Es findet daher nur eine geringe Materialdehnung bei der Sickenherstellung in dem in Fig. 2b angedeuteten Ausmass h statt, und der Nenndurchmesser der Dose 3 muss nicht im Hinblick auf nachträgliche Verformung anders als für einen Gebrauch ohne Verformung ausgelegt werden. Die mittlere Tiefe der Einsenkungen 6,16 hängt vom gegenseitigen Abstand der Erhebungen 7,17 bzw. von deren Ausdehnung ab und kann entsprechend den an die Dose 3 gestellten Anforderungen gewählt werden.

Die zusätzlichen Sicken 13 können auch ohne die Erhebungen 7 gemäss den Fig. 3 und 4 vorgesehen werden.

In den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 1 bis 5 dominieren die axial verlaufenden Sicken. Entsprechend ergeben sich wesentlich erhöhte Festigkeitswerte in axialer Richtung.

Wenn hingegen wesentlich erhöhte Werte in radialer Richtung erforderlich sind, so werden vorzugsweise die peripheren Sicken dominierend ausgebildet. Diese sind in den Fig. 6 bis 10 dargestellt.

In Fig. 7 ist analog Fig. 1 die Blechdose 3 mit dem Boden 1, dem Deckel 2 und dem Rumpf 4 dargestellt. Zwischen den dominierenden, über den Umfang des Rumpfes 4 verlaufenden Sicken oder Einprägungen 15 befinden sich Erhebungen 17 mit kugelförmiger (Fig. 8, 8a, 8b), kegelstumpfartiger (Fig. 9, 9a, 9b) oder pyramidenähnlicher Oberfläche (Fig. 10, 10a, 10b). Die Erhebungen 17 haben auf den Ver-

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lauf des Sickengrundes der Sicken 15 keinen Einfluss; doch ergibt sich durch die peripher verlaufenden Reihen von Erhebungen 17 jeweils eine Einsenkung 16 zwischen zwei Erhebungen 17. Jede Einsenkung 16 hat in Umfangsrichtung einen konkav gekrümmten (Fig. 8b) oder etwa halbkreisförmigen (Fig. 9b; 10b) und in axialer Richtung einen leicht konvex gekrümmten (Fig. 8a; 9a) oder annähernd geradlinigen (Fig. 10a) Verlauf. Der Scheitel der Erhebungen liegt vorteilhafterweise in der Ebene des ursprünglichen, unver-formten Rumpfmantels.

Analog zu den Einsenkungen 6, welche in den Fig. 1 bis 5 die Umfangssicken bilden, ergeben sich in den Fig. 6 bis 10 aus den Einsenkungen 16 die axialen Sicken 16, welche sich im wesentlichen über die gesamte Rumpfhöhe erstrecken.

Infolge der minimalen Verformung des Rumpfes 4 sowie der Ausgestaltung der Sicken 5,15 und Erhebungen 7,17 kann die Dose 3 mit geringer Verformungsarbeit hergestellt werden. Eine Gefahr von Ausschuss durch Dehnungs- bzw. Umformungsrisse besteht nicht.

Zur Erzeugung der oben beschriebenen Verformungen eignen sich vorzugsweise Werkzeuge gemäss den Fig. 11 und 12.

Im Innern des Rumpfes 4 ist ein aus Segmenten bestehendes, spreizbares Werkzeug 20 vorgesehen (Fig. 11). Auf der Mantelfläche des Werkzeuges 20 sind Warzen 27 aufgesetzt und stehen bei gespreiztem Werkzeug 20 in reibschlüssigen Kontakt mit der Innenfläche des Rumpfes 4.

Achsparallel zum Innenwerkzeug 20 und ebenfalls drehbar steht ein Aussenwerkzeug 21, auf dessen Mantelfläche gestreckte Warzen oder Raupen 25 aufgesetzt sind.

In Arbeitsstellung greifen die Raupen 25 jeweils zwischen zwei nebeneinanderliegenden Warzen 27 ein und erzeugen die nach innen gerichtete Axialsicke 5. Zwischen je zwei übereinanderliegenden Warzenreihen bildet sich gleichzeitig die Umfangssicke 6.

Fig. 12 zeigt analog dazu die Werkzeuge 20,21 für die Erzeugung von Verformungen gemäss den Fig. 6 bis 10.

Das Innenwerkzeug 20 ist hier ebenfalls mit Warzen 27 bestückt. Das Aussenwerkzeug 21 weist in dieser Ausführungsform umlaufende Warzen oder Raupen 35 auf, welche in Arbeitsstellung zwischen die übereinanderliegenden Warzen 27 eingreifen und die konkave Sicke 15 bilden.

Zwischen je zwei nebeneinanderliegenden Warzen 27 ergibt sich gleichzeitig die vertikale Sicke 16, welche die gleiche Prägerichtung wie die Sicke 15 aufweist.

Für die Erzeugung der länglichen Erhebungen 7,13,17 gemäss Fig. 4, 5 sowie 6 und 10 sind entsprechende, raupen-förmige Warzen vorzusehen.

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3 Blatt Zeichnungen

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1. Dose aus dünnwandigem Blech, deren Rumpf zwecks Festigkeitserhöhung mit im wesentlichen in axialer und peripherer Richtung verlaufenden Sicken versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Richtung verlaufende Hauptsicken (5,15) vorgesehen sind und die zu den Hauptsicken (5,15) im wesentlichen rechtwinklig verlaufenden Nebensicken (6,16) durch Erhebungen (7,13,17) gebildet werden, welche Erhebungen (7,13,17) stetig in die Hauptsicken (5,15) übergehen.

2. Dose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich als Hauptsicken die Axialsicken (5) über den grössten Teil der Rumpfhöhe erstrecken und die die Nebensicken (6) bildenden Erhebungen (7) stetig in die Axialsicken (5) übergehen.

3. Dose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich als Hauptsicken die Umfangssicken (15) über den Umfang erstrecken und die die Nebensicken (16) bildenden Erhebungen (17) stetig in die Umfangssicken (15) übergehen.

4. Dose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Axialsicken (5) ununterbrochen über den grössten Teil der Rumpfhöhe erstrecken.

5. Dose nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Umfangssicken (15) ununterbrochen über den grössten Teil des Umfanges erstrecken.

6. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebensicken (6,16) im Bereich zwischen den Hauptsicken (5,15) geringere Tiefen aufweisen als die Hauptsicken (5,15).

7. Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7,17) entgegengesetzt zu den Hauptsicken (5,15) in den Rumpf (4) geprägt sind.

8. Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nebensicken (6,16) aus einer ununterbrochenen Reihe von Erhebungen (7,17) zwischen jeder Hauptsicke (5,15) bestehen.

9. Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7,17) eine ku-gelkopfförmige Oberfläche aufweisen.

10. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7,17) eine kegelstumpf-förmige Oberfläche aufweisen.

11. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen (7,17) eine pyramiden-stumpfförmige Oberfläche aufweisen.

12. Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (h) der Hauptsicken (5, 15) das 1,2 bis 3-fache der Höhe der Erhebungen (7,17) zwischen den Nebensicken (6,16) beträgt.

13. Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (5,15,13) einen bogenförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 2a; 8b).

14. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (5,15,13) einen trapezförmigen Querschnitt aufweisen (Fig. 4a, 10b).

15. Verfahren zur Herstellung einer Dose nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägung der Sicken (5,15,13) und/oder Erhebungen (7, 17) ohne Verwendung eines kongruenten Gegenwerkzeuges erfolgt.

16. Verfahren zur Herstellung einer Dose nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewerkzeuge für die Sicken (5,15,13) als Gegenwerkzeuge für die Erhebungen (7,17) und die Prägewerkzeuge für die Erhebungen (7,17) als Gegenwerkzeuge für die Sicken (5,15,13) wirken.