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Die Erfindung betrifft einen Dosenkörper, wie er insbesondere zur Herstellung von Getränkedosen, anderen Lebensmitteldosen oder Aerosoldosen verwendet wird. Der Dosenkörper hat eine hohlzylindrische Außenwand, die einstückig ohne Naht- und Fügestelle in einen Dosenboden übergeht. Der Dosenboden solcher Körper weist eine Form und eine Materialstärke auf, die sicherstellt, dass sich der Dosenboden bei der Erhöhung des Innendrucks einer daraus hergestellten Dosen verformt und das Innenvolumen der Dose zunimmt, um den Innendruck wieder zu reduzieren.
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Dosenkörper mit einer speziell gestalteten Form des Dosenbodens sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise beschreibt
US 4 151 927 einen Dosenkörper mit einem Dosenboden, wobei im Anschluss an die Außenwand zunächst ein kegelstumpfförmig nach radial innen erstreckender Abschnitt vorhanden ist, der über einen ersten gekrümmten Abschnitt in einen weiteren kegelstumpfförmigen Abschnitt übergeht. Dieser zweite kegelstumpfförmige Abschnitt erstreckt sich schräg zur Längsachse des Dosenkörpers nach oben und dabei gleichzeitig radial nach innen zur Längsachse hin. Im Anschluss an diesen zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitt ist wiederum ein gekrümmter Übergangsbereich vorhanden. Mittig weist der Dosenboden einen Zentralabschnitt auf, der aus mehreren Flächenabschnitten zusammengesetzt ist, die in Querschnitt geradlinig verlaufen, also deren Krümmung gleich null ist. Ein mittlerer, ringscheibenförmiger Flächenabschnitt ist rechtwinklig zur Längsachse ausgerichtet. Daran schließt sich radial außen ein kegelstumpfförmiger Abschnitt an, der koaxial zur Längsachse verläuft. Dieser Dosenboden hat somit im Zentralbereich eine kreisförmige Kante und eine weitere Kante an der Stelle, an der der konische Bereich des Zentralabschnitts an den gekrümmten Übergangsabschnitt anschließt.
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Ein anderer Dosenkörper ist beispielsweise in
EP 0 118 926 A2 beschrieben. Der Zentralabschnitt ist durch eine mittlere Kreisscheibe und eine entlang der Längsachse dazu versetzte Kreisringscheibe gebildet. Diese beiden Scheiben gehen über einen kegelstumpfförmigen Verbindungsabschnitt ineinander über. Koaxial zu dem beschriebenen Zentralabschnitt sind ein vom Boden gesehen konkav gekrümmter ringförmiger Abschnitt und einen konvex gekrümmter ringförmiger Abschnitt vorhanden, die den Zentralabschnitt umschließen und insgesamt den Dosenboden bilden.
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Die Formgebung des Dosenbodens ist schwierig. Aus Sicherheitsgründen ist es notwendig, dass bei einem bestimmten Innendruck eine Verformung des Dosenbodens zur Volumenvergrößerung des Innenraums der Dose und mithin zur Reduzierung des Innendrucks erfolgt. Diese Volumenvergrößerung muss einerseits bei einem bestimmten Innendruck sicher stattfinden. Andererseits muss auch ausgeschlossen werden, dass es aufgrund der Herstellungstoleranzen der Dosenböden bei der Herstellung von Dosenkörpern zu große Abweichungen von dem vorgegebenen Innendruckgrenzwert entstehen. Andererseits muss auch möglichst ausgeschlossen werden, dass sich die Dose bereits bei einem geringeren Innendruck als dem Innendruckgrenzwert verformt. Denn eine derart verformte Dose ist Ausschussware und kann nicht mehr verkauft werden. Ein geringer Toleranzbereich der Innendruckwerte, bei denen die Verformung der Dosenböden stattfindet, ist somit wünschenswert, wobei allerdings die Verformung spätestens mit dem Überschreiten des vorgegebenen Innendruckgrenzwertes stattfinden muss.
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Eine weiterer Aspekt bei der Dosenherstellung ist der Materialverbrauch. Das Design des Dosenbodens soll den gewünschten Verformungseffekt bei einem Innendruckgrenzwert in einem schmalen Toleranzband sicherstellen und dabei gleichzeitig eine möglichst geringe Materialstärke am Dosenboden ermöglichen. Zwar kann dadurch bezogen auf eine einzige Dose lediglich wenig Material eingespart werden. Allerdings werden solche Dosen in Stückzahlen von vielen Millionen hergestellt und verkauft, so dass sich selbst bei geringen Material- und Gewichtseinsparungen pro Dose insgesamt viele Tonnen von wertvollen Rohstoffen einsparen lassen. Bereits kleine Veränderungen können eine große Auswirkung auf den Rohstoffverbrauch und die Kosten haben.
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Es kann somit als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, einen Dosenkörper mit einem Dosenboden zu schaffen, der bei geringem Materialeinsatz zur Herstellung des Dosenkörpers gleichzeitig eine ausreichende Sicherheit gewährleistet.
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Diese Aufgabe wird durch einen Dosenkörper mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß hat der Dosenkörper einen koaxial zur Längsachse angeordnete Außenwand. Vorzugsweise hat die Außenwand zumindest einen unteren Abschnitt, der kegelstumpfförmig oder hohlzylindrisch ausgeführt ist. Es ist auch möglich, die gesamte Außenwand hohlzylindrisch zu gestalten. An die Außenwand schließt sich an dem axial unteren Ende ein Dosenboden an. Der Dosenboden ist einstückig mit der Außenwand hergestellt und geht daher ohne Naht- und Fügestelle in die Dosenwand über. Der Dosenboden und die Außenwand bestehen durchgängig aus einem einheitlichen Material. Vorzugsweise sind sowohl der Dosenboden und die Außenwand durch Umformen eines Blechteils aus einem Metall bzw. einer Metalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Auf der Innenseite und/oder der Außenseite kann der Dosenkörper optional mit einer Lackschicht und/oder einer Kunststoffschicht beschichtet sein. Eine solche Beschichtung kann bereits vor dem Umformen des Dosenkörpers auf dem Blechteil vorhanden sein.
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Der Dosenboden des erfindungsgemäßen Dosenkörpers besteht aus folgenden Abschnitten:
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- 1. An die Außenwand schließt sich unmittelbar ein Abstellabschnitt an. Der Abstellabschnitt ist koaxial zur Längsachse angeordnet und hat von unten auf den Dosenboden gesehen einen konvex gekrümmten Querschnitt. Mit anderen Worten ist der Abstellabschnitt ein geschlossener Kreisring um die Längsachse, dessen Ringquerschnitt von außen gesehen konvex gekrümmt ist.
- 2. An den Abstellabschnitt schließt sich ein Innenwandabschnitt an. Der Innenwandabschnitt ist koaxial zur Längsachse angeordnet und entweder hohlzylindrisch oder kegelstumpfförmig ausgeführt. Bei der kegelstumpfförmigen Ausgestaltung schließt der Innenwandabschnitt mit der Längsachse einen Neigungswinkel im Bereich von bis zu 50° ein. Ein kegelstumpfförmig ausgeführter Innenwandabschnitt verläuft ausgehend von dem Abstellabschnitt nach oben und dabei gleichzeitig radial nach innen zur Längsachse hin.
- 3. An den Innenwandabschnitt schließt sich unmittelbar ein koaxial zu der Längsachse angeordneter Übergangsabschnitt an, dessen Querschnitt von unten auf den Dosenboden gesehen konkav gekrümmt ist. Der Übergangsabschnitt stellt somit einen Kreisring um die Längsachse dar, dessen Ringquerschnitt von unten gesehen konkav gekrümmt ist.
- 4. An den Übergangsabschnitt schließt sich ein koaxial zu der Längsachse angeordneter kuppelförmiger Zentralabschnitt unmittelbar an. Der kuppelförmige Zentralabschnitt ist kantenlos ausgeführt. In einem Querschnitt radial zur Längsachse weist der Zentralabschnitt keine geradlinig verlaufenden Bereiche auf. Die Krümmung des Zentralabschnitts ist an jeder Stelle ungleich null vorzugsweise konstant. Der Zentralabschnitt wölbt sich von unten auf den Dosenboden gesehen konvex nach außen.
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Der kuppelförmige Zentralabschnitt ist gegenüber einem sich verändernden, großen Innendruck stabil und verformt sich auch bei Überschreiten des Innendruckgrenzwertes nicht oder lediglich unwesentlich. Die notwendige Verformung im Falle des Überschreitens des Innendruckgrenzwertes wird erfindungsgemäß durch den Abstellabschnitt, den Innenwandabschnitt und den Übergangsabschnitt vorgegeben. Durch diese Ausgestaltung kann der gesamte Dosenboden mit einer sehr geringen Materialstärke ausgeführt werden und dennoch innerhalb eines geringen Toleranzbandes bei Erreichen des Innendruckgrenzwertes eine Verformung sicherstellen. Da die Verformung mithin nicht oder nur unwesentlich im Zentralabschnitt, sondern hauptsächlich in den den Zentralabschnitt umschließenden weiteren Abschnitten des Dosenbodens stattfindet, kann durch die Vorgabe der Form eines begrenzten räumlichen Bereichs des Dosenkörpers die Verformung auf ein schmales Toleranzband angrenzend an den Innendruckgrenzwert eingestellt werden.
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Gleichzeitig ist außerdem erreicht, dass das nicht nutzbare Volumen im Bereich des Dosenbodens äußerst gering ist. Das nicht nutzbare Volumen ist der Raum, der zwischen einer Bezugsebene und dem Dosenboden angeordnet ist. Die Bezugsebene ist diejenige Ebene, die tangential von unten an den Dosenboden und vorzugsweise den ringförmigen Abstellabschnitt angelegt wird. Dieses nicht nutzbare Volumen ist deshalb gering, weil der Zentralabschnitt von unten gesehen konvex nach außen bis nahe an die Bezugsebene gewölbt ist.
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Vorteilhafterweise ist der Zentralabschnitt gleichförmig gekrümmt und weist einen Krümmungsradius auf, der um den Faktor 1,5 bis 1,7 kleiner als der maximale Außendurchmesser der Außenwand oder als der Außendurchmesser des unteren Abschnitts der Außenwand, der sich unmittelbar an den Dosenboden anschließt. Dadurch ist eine gute Volumenausnutzung erreicht.
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Vorzugsweise hat der Zentralabschnitt an einem Schnittpunkt mit der Längsachse einen Tiefpunkt. Der Tiefpunkt des Zentralabschnitt ist mit Abstand zu der Bezugsebene angeordnet, die tangential zu dem Abstellabschnitt verläuft. Der Abstand zwischen dem Tiefpunkt und der Bezugsebene ist kleiner als ein Abstand zwischen dem Tiefpunkt und einer weiteren Ebene, die tangential von oben an den Übergangsabschnitt angelegt ist.
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Es ist vorteilhaft, wenn der Dosenboden eine Dicke von höchstens 0,25 mm oder höchstens 0,20 mm aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Materialdicke beispielsweise 0,19 mm betragen.
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Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn der Abstellabschnitt und/oder der Übergangsabschnitt jeweils eine Krümmung aufweisen, die aus zwei Krümmungsabschnitten mit jeweils konstanter Krümmung zusammengesetzt ist. Alternativ hierzu könnten auch mehr als zwei Krümmungsabschnitte mit jeweils konstantem Krümmungsradius vorgesehen sein.
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Dabei sind die beiden Krümmungsradien des Abstellabschnitts vorzugsweise genau so groß wie die beiden Krümmungsradien des Übergangsabschnitts. Es ist bevorzugt, wenn die Krümmungsradien der beiden Krümmungsabschnitte des Abstellabschnitts und/oder Übergangsabschnitts um einen Faktor von 15 bis 40 kleiner sind als der Krümmungsradius des Zentralabschnitts.
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Beispielsweise können die Krümmungsradien der beiden Krümmungsabschnitte des Abstellabschnitts und/oder des Übergangsabschnitts in einem Bereich von einschließlich 0,5 mm bis einschließlich 4,5 mm liegen.
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Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung sowie der Zeichnung. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
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1 eine stark schematisierte Querschnittsdarsstellung eines Ausführungsbeispiels eines Dosenkörpers mit einem Dosenboden,
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2 ein Ausführungsbeispiel eines Dosenbodens eines erfindungsgemäßen Dosenkörpers in schematischer Querschnittsdarstellung,
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3 bis 5 den Dosenboden gemäß 2 in unterschiedlichen Stadien, wenn sich der Dosenboden aufgrund eines über den Innendruckgrenzwertes ansteigenden Innendrucks verformt.
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Der in 1 dargestellte Dosenkörper 10 dient zur Herstellung einer Dose. Er ist vorzugsweise rotationssymmetrisch zu seiner Längsachse L ausgeführt. Der Dosenkörper 10 hat eine Außenwand 11, die koaxial zur Längsachse L verläuft. Die Außenwand 11 kann vollständig hohlzylindrisch ausgeführt sein. Wie in 1 veranschaulicht, kann die Außenwand 11 durch eine Bearbeitung, insbesondere durch sogenanntes „Necking“ oder Einziehen an einem oberen Abschnitt 12 eingezogen werden. Insbesondere im oberen Abschnitt 12 kann die Form der Außenwand 11 von der vorzugsweise hohlzylindrischen Form abweichen. Jedenfalls ist beispielsgemäß zumindest ein unterer Abschnitt 13 der Außenwand 11, an den sich ein Dosenboden 14 anschließt, hohlzylindrisch – oder in Abwandlung zum Ausführungsbeispiel konisch – ausgeführt.
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Der Dosenkörper 10 ist aus einem einheitlichen Material einstückig ohne Naht- und Fügestellen hergestellt. An einer axial unteren Seite ist der Dosenkörper 10 durch den Dosenboden 14 abgeschlossen, während er an der entgegengesetzten axialen oberen Seite offen ist. In weiteren, nachgeordneten Bearbeitungsschritten kann der Dosenkörper 10 an der oberen Seite mit einem Deckel oder einem anderen Verschluss abgeschlossen werden.
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Der Dosenkörper 10 wird insbesondere dazu verwendet, Dosen für Lebensmittel, wie etwa Getränkedosen, oder auch Aerosoldosen herzustellen. Der Dosenkörper 10 eignet sich für Anwendungen, bei denen der aufbewahrte Inhalt unter Druck steht bzw. unter Druck geraten kann. Der Dosenkörper 10 wird vorzugsweise durch einen Umformprozess, beispielsweise Abstreckgleitziehen oder Fließpressen aus einer Platine hergestellt. Die Platine und mithin der Dosenkörper besteht aus einem Metall oder eine Metalllegierung, insbesondere einer Aluminiumlegierung. Die Platine kann vor dem Umformen beschichtet werden, beispielsweise mit einer Kunststoffschicht oder einer Lackschicht. Alternativ hierzu kann der Dosenkörper 10 auch erst nach dem Umformen beschichtet werden.
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Der Dosenboden 14 des Dosenkörpers 10 erfüllt eine wichtige Aufgabe. Er dient als Drucksicherungsmittel. Wenn eine aus dem Dosenkörper 10 hergestellte Dose erwärmt wird oder sich der Innendruck in der Dose aus anderen Gründen erhöht, muss sichergestellt sein, dass die Dose nicht unkontrolliert berstet. Das vom Dosenboden 14 gebildete Drucksicherungsmittel stellt sicher, dass sich der Dosenboden 14 bei Überschreiten des Innendrucks der Dose über einen Innendruckgrenzwert verformt, wodurch sich das Innenvolumen der Dose vergrößert. Dies hat wiederum zur Folge, dass der Innendruck wieder sinkt. Von außen ist sofort erkennbar, dass der Doseninnendruck erhöht ist oder war.
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Durch die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung des Dosenbodens 14 ist sichergestellt, dass innerhalb eines kleinen Toleranzbandes und spätestens bei Erreichen des Innendruckgrenzwertes eine Verformung eines Dosenbodens 14 stattfindet. Durch die Ausgestaltung des Dosenbodens 14 ist außerdem erreicht, dass das nicht nutzbare Volumen V im Bereich des Dosenbodens (schraffiert in 1 veranschaulicht) klein ist. Außerdem erfüllt der Dosenboden 14 seine Sicherheitsfunktion und benötigt lediglich wenig Material, so dass die Dicke d des Dosenbodens 14 und auch der Außenwand 11 minimiert werden kann. Beim Ausführungsbeispiel beträgt die Dicke d weniger als 0,25 mm und beispielsgemäß weniger als 0,20 mm. Die Dicke d ist in Bezug auf das Metall bzw. die Metalllegierung angegeben ohne eventuell vorhandene Beschichtungen zu berücksichtigen.
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In den 2 bis 5 ist die Ausgestaltung des Dosenbodens 14 im Einzelnen veranschaulicht. An den unteren Abschnitt 13 schließt sich unmittelbar ein Abstellabschnitt 17 an. Der Abstellabschnitt 17 ist koaxial zur Längsachse L angeordnet. Von unten und außen auf den Dosenboden 14 gesehen bildet der Abstellabschnitt 17 einen Ring, dessen Ringquerschnitt konvex gekrümmt ist. Der Krümmungsradius dieser Krümmung kann konstant sein oder sich ausgehend vom unteren Abschnitt 13 der Außenwand 11 entlang des Abstellabschnitts 17 ändern. Beim Ausführungsbeispiel hat der Abstellabschnitt 17 einen ersten Krümmungsabschnitt 17a unmittelbar im Anschluss an den unteren Abschnitt 13 der Außenwand 11. Der erste Krümmungsabschnitt 17a hat einen ersten Krümmungsradius R1. An den ersten Krümmungsabschnitt 17a erschließt sich unmittelbar ein zweiter Krümmungsabschnitt 17b mit einem zweiten Krümmungsradius R2 an. Die beiden Krümmungsradien R1, R2 sind unterschiedlich groß und jeweils konstant. Beispielsgemäß ist der zweite Krümmungsradius R2 kleiner als der erste Krümmungsradius R1. Der erste Krümmungsbereich 17a erstreckt sich über einen Winkelbereich von beispielsgemäß 90°. Der Winkelbereich, in dem sich der zweite Krümmungsabschnitt 17b erstreckt, ist kleiner als Winkelbereich des ersten Krümmungsabschnitts 17a.
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Der Abstellabschnitt 17 dient auch zum Abstellen des Dosenkörpers 10 auf eine Unterlagen. Legt man von unten her eine Bezugsebene B an den Dosenboden 14 an, bildet diese eine tangentiale Ebene gegenüber dem konvex gekrümmten Abstellabschnitt 17. Andere Abschnitte des Dosenbodens 14 sind von der tangential zum Abstellabschnitt 17 verlaufenden Bezugsebene B mit Abstand angeordnet.
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An den Abstellabschnitt 17 schließt sich unmittelbar ein Innenwandabschnitt 18 an. Der Innenwandabschnitt 18 ist beispielsgemäß hohlkegelstumpfförmig. Er hat somit die Form der Mantelfläche eines Kegelstumpfes. Ausgehend von dem Abstellabschnitt 17 erstreckt sich der Innenwandabschnitt 18 nach oben und gleichzeitig radial zur Längsachse L hin. Der Neigungswinkel α des Innenwandabschnitts 18 gegenüber der Längsachse L ist ein spitzer Winkel und kann bis zu 45° oder auch bis zu 50° betragen. Der Neigungswinkel α wird zwischen der Längsachse L und der dem Inneren des Dosenkörpers 10 zugeordneten Fläche des Innenwandabschnitts 18 gemessen (2). Der Neigungswinkel α kann beim Ausführungsbeispiel etwa 10° betragen.
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Bei einem abgewandelten Ausführungsbeispiel kann der Innenwandabschnitt auch als hohlzylindrischer Abschnitt koaxial zur Längsachse L ausgeführt sein, so dass der Neigungswinkel α sozusagen gleich null ist.
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An den Innenwandabschnitt schließt sich unmittelbar ein Übergangsabschnitt 19 an. Der Übergangsabschnitt 19 ist koaxial zur Längsachse L ausgeführt. Von unten auf den Dosenboden 14 gesehen bildet der Übergangsabschnitt 19 einen Kreisring, dessen Ringquerschnitt konkav gekrümmt ist.
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Der Übergangsabschnitt 19 kann eine konstante oder sich entlang seines Verlaufs ändernde Krümmung aufweisen. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Krümmungsradius 19 einen ersten Krümmungsabschnitt 19a, der sich unmittelbar an den Innenwandabschnitt 18 anschließt.
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An den ersten Krümmungsabschnitt 19a schließt sich ein zweiter Krümmungsabschnitt 19b. Der erste Krümmungsabschnitt 19a des Übergangsabschnitts 19 hat einen konstanten Krümmungsradius R3 und der zweite Krümmungsabschnitt 19b des Übergangsabschnitts 19 hat einen konstanten vierten Krümmungsradius R4. Der vierte Krümmungsradius ist beispielsgemäß kleiner als der dritte Krümmungsradius R3. Die beiden Winkelbereiche, in denen sich der erste Krümmungsabschnitt 19a und der zweite Krümmungsabschnitt 19b des Übergangsabschnitts 19 erstrecken, können gleich groß oder unterschiedlich groß sein. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel entspricht der Betrag des vierten Krümmungsradius R4 dem des zweiten Krümmungsradius R2 und der Betrag des dritten Krümmungsradius R3 der Betrag des ersten Krümmungsradius R1.
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Der Übergangsabschnitt 19 umschließt einen Zentralabschnitt 20, der sich unmittelbar an den Übergangsabschnitt 19 anschließt. Der Zentralabschnitt 20 ist von unten auf den Dosenboden 14 betrachtet konvex gewölbt. Der Zentralabschnitt 20 ist kuppelförmig ausgeführt. Im Querschnitt entlang der Längsachse L gesehen verläuft der Zentralabschnitt 20 an jeder Stelle gekrümmt. Die Krümmung des Zentralabschnitts 20 ist somit überall ungleich null.
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Der Zentralabschnitt 20 ist außerdem kantenlos ausgeführt. Der Krümmungsradius des Zentralabschnitts 20 hat an jeder Stelle einen Krümmungsmittelpunkt auf der Längsachse L. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel hat der Zentralabschnitt 20 einen konstanten fünften Krümmungsradius R5.
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An einem Schnittpunkt mit Längsachse L ist am Zentralabschnitt 20 ein Tiefpunkt T gebildet. Der Tiefpunkt T ist von der Bezugsebene B mit Abstand angeordnet. An dem Tiefpunkt T hat der Zentralabschnitt 20 einen ersten Abstand a1 zur Bezugsebene B. Der Tiefpunkt T hat einen großen Abstand a2 zu einer Referenzebene E, die tangential von oben an den Übergangsabschnitt 19 angelegt ist. Der zweite Abstand a2 ist größer als der erste Abstand a1. Der zweite Abstand a2 ist vorzugsweise mindestens drei bis fünfmal so groß wie der erste Abstand a1.
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Der fünfte Krümmungsradius R5 des Zentralbereichs 20 ist kleiner als der Außendurchmesser des unteren Abschnitts 13 der Außenwand 11. Beim Ausführungsbeispiel ergibt eine Multiplikation des fünften Krümmungsradius R5 mit einem Faktor im Bereich von 1,5 bis 1,7 den Außendurchmesser des unteren Abschnitts 13.
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Beim Ausführungsbeispiel sind die Krümmungsradien R1, R2, R3, R4 der Krümmungsabschnitte 17a, 17b, 19a, 19b jeweils um das 15- bis 40-fache kleiner als der fünfte Krümmungsradius R5 des Zentralabschnitts 20. Bei einem Ausführungsbeispiel kann der fünfte Krümmungsradius 30 mm bis 40 mm und beispielsweise 36 mm betragen. Der erste Krümmungsradius R1 und der dritte Krümmungsradius R3 können einen Betrag von 1,5 mm aufweisen. Der zweite Krümmungsradius R2 und der vierte Krümmungsradius R4 können einen Betrag von 1,3 mm aufweisen. Der erste Krümmungsradius R1, der zweite Krümmungsradius R2, der dritte Krümmungsradius R3 und der vierte Krümmungsradius R4 liegen vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 mm bis maximal 4,5 mm.
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An der Übergangsstelle 21, an der der Zentralabschnitt 20 endet und in den Übergangsabschnitt 19 übergeht, verläuft der Zentralabschnitt 20 gegenüber der Längsachse L um einen Steigungswinkel β geneigt. Dieser Steigungswinkel β kann vorzugsweise zwischen 40° und 70° liegen.
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Der Innendruckgrenzwert, bei dem eine Verformung des Dosenbodens erfolgt, ist beispielsgemäß unabhängig vom Zentralabschnitt 20 und insbesondere dessen Krümmung. Durch die kuppelförmige Gestalt und insbesondere die Positionierung des einen oder der mehreren Krümmungsmittelpunkte des Zentralabschnitts 20 auf der Längsachse L nimmt der Zentralabschnitt 20 an einer Verformung des Dosenbodens 14 bei Überschreiten des Innendruckgrenzwertes nicht oder nur unwesentlich teil. Die Verformung wird insbesondere durch den Abstellabschnitt 17, den Innenwandabschnitt 18 sowie den Übergangsabschnitt 17 ermöglicht. Es ist daher durch eine begrenzte Anzahl von Parametern möglich, die Verformung des Dosenbodens 14 in einem sehr engen Toleranzband einzustellen. Insbesondere werden hierfür einer oder mehrere der Krümmungsradien des Abstellbereich 17 und/oder des Übergangsbereichs 19 sowie der Neigungswinkel α des Innenwandabschnitts 18 verwendet.
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Das nicht nutzbare Volumen V ist durch die Ausgestaltung des Dosenbodens 14 minimiert. Das nicht nutzbare Volumen V ist das Volumen, das zwischen der Bezugsebene B und dem Dosenkörper 10 bzw. dem Dosenboden 14 eingeschlossen ist (schraffiert in 1 illustriert). Durch dieses geringe nicht nutzbare Volumen V sowie die geringe Dicke d des Materials des Dosenbodens 14 kann der Materialbedarf für den Dosenkörper 10 minimiert werden. Gleichzeitig ist sichergestellt, dass die Sicherheitsfunktion des Dosenbodens 14 erfüllt wird.
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In den 3 bis 5 ist stark vereinfacht ausgehend von der ursprünglichen Form des Dosenbodens 14 in 3 eine Verformung bei Überschreiten des Innendruckgrenzwertes der Dose veranschaulicht. Die maximale Volumenvergrößerung durch die Umformung des Dosenbodens ist in 5 dargestellt. 4 illustriert eine Zwischenstufe bei der Umformung des Dosenbodens 14.
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Die Erfindung betrifft einen Dosenkörper 10 mit einer Außenwand 11 und einen Dosenboden 14. Der Dosenboden 14 hat einen sich an die Außenwand 11 anschließenden ringförmigen Abstellabschnitt 17, dessen Ringquerschnitt auf den Dosenboden 14 gesehen konvex gekrümmt ist. An den Abstellabschnitt 17 schließt sich unmittelbar ein hohlkegelstumpfförmiger oder hohlzylindrischer Innenwandabschnitt 18 an. An den Innenwandabschnitt 18 schließt sich ein ringförmiger Übergangsabschnitt 19 an, dessen Ringquerschnitt von unten auf den Dosenboden 14 gesehen konkav gekrümmt ist. An der Übergangsabschnitt 19 schließt sich ein kuppelförmiger Zentralabschnitt 20 an, der von unten auf den Dosenboden 14 gesehen konvex gekrümmt ist. Diese Form nimmt der Dosenboden 14 in seinem Ausgangszustand Z ein. Bei Überschreiten eines Innendrucks kann sich der Dosenboden 14 abweichend von diesem Ausgangszustand Z verformen, um das Innenvolumen der aus dem Dosenkörper 10 hergestellten Dose zu vergrößern.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Dosenkörper
- 11
- Außenwand
- 12
- oberer Abschnitt der Außenwand
- 13
- unterer Abschnitt der Außenwand
- 14
- Dodenboden
- 17
- Abstellabschnitt
- 17a
- erster Krümmungsabschnitt des Abstellabschnitts
- 17b
- zweiter Krümmungsabschnitt des Abstellabschnitts
- 18
- Innenwandabschnitt
- 19
- Übergangsabschnitt
- 19a
- erster Krümmungsabschnitt des Übergangsabschnitts
- 19b
- zweiter Krümmungsabschnitt des Übergangsabschnitts
- 20
- Zentralabschnitt
- α
- Neigungswinkel
- β
- Steigungswinkel
- a1
- erster Abstand
- a2
- zweiter Abstand
- B
- Bezugsebene
- d
- Dicke
- E
- Referenzebene
- L
- Längsachse
- R1
- erster Krümmungsradius
- R2
- zweiter Krümmungsradius
- R3
- dritter Krümmungsradius
- R4
- vierter Krümmungsradius
- R5
- fünfter Krümmungsradius
- T
- Tiefpunkt
- V
- nicht nutzbares Volumen
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 4151927 [0002]
- EP 0118926 A2 [0003]
