DE102015215590A1

DE102015215590A1 - Dosenkörper für Getränkedosen

Info

Publication number: DE102015215590A1
Application number: DE102015215590.0A
Authority: DE
Inventors: Ralf Wersuhn; Pim van Dam
Original assignee: Ball Europe GmbH
Current assignee: Ardagh Metal Beverage Europe GmbH
Priority date: 2015-08-14
Filing date: 2015-08-14
Publication date: 2017-02-16

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Dosenkörper (10) für eine Getränkedose gelöst, der einstückig aus einem Stück Stahlblech oder Aluminiumblech geformt ist und einen mit einem kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring sowie eine vom Boden (14) ausgehende Seitenwand aufweist, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt. Die Blechstärke, also die Blechdicke des Metalls, im Zentrum des kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereichs kleiner als 0,25 mm ist, wenn der Dosenkörper (10) aus Aluminiumblech geformt ist, oder kleiner als 0,2 mm ist, wenn der Dosenkörper (10) aus Stahlblech geformt ist. Das Aluminiumblech bzw. das Stahlblech ist wenigstens auf der Innenseite des Dosenkörpers mit einer Kunststoffschicht versehen, die vor dem Formen des Stahl- oder Aluminiumblechs auf dieses aufgebracht ist, so dass der Dosenkörper (10) aus vorbeschichtetem Stahl- oder Aluminiumblech geformt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dosenkörper für eine Getränkedose, der einstückig aus einem Stück Stahlblech oder Aluminiumblech geformt ist.
Der Dosenkörper weist eine Umfangswand sowie einen Dosenboden auf, der einen kalottenartig nach innen gewölbten Zentralabschnitt sowie einen den Zentralabschnitt ringartig umgebenden und nach außen gewölbten Standabschnitt aufweist, der über einen im Querschnitt schräg verlaufenden äußeren Übergangsabschnitt mit der Umfangswand verbunden ist. Der ringartig nach außen gewölbte Standabschnitt definiert einen Standring, entlang dessen der Standabschnitt eine ebene Fläche zumindest annähernd – das heißt im Rahmen üblicher Fertigungsgenauigkeiten – berührt, wenn der Dosenkörper auf einer solchen ebenen Fläche abgestellt wird.
Es ist bekannt, Dosenkörper mit einem Durchmesser von 66 mm aus vorbeschichtetem Blech herzustellen. Dazu müssen dickere Ausgangsbleche eingesetzt werden, um Falten im Außenbereich des Dosenbodens zu vermeiden. Dosenkörper mit einem Durchmesser zwischen 58 mm und 63 mm werden innen und außen lackiert. WO 95/05253 beschreibt die Herstellung eines Dosenkörpers aus Aluminiumblech mit Dicken zwischen 0,229 bis 0,254 mm und einem Durchmesser von 68 mm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen verbesserten Dosenkörper zu schaffen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch einen Dosenkörper für eine Getränkedose gelöst, der einstückig aus einem Stück Stahlblech oder Aluminiumblech geformt ist und einen mit einem kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring sowie eine vom Boden ausgehende Seitenwand aufweist, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt. Die Blechstärke, also die Blechdicke des Metalls, im Zentrum des kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereichs kleiner als 0,25 mm ist, wenn der Dosenkörper aus Aluminiumblech geformt ist, oder kleiner als 0,2 mm ist, wenn der Dosenkörper aus Stahlblech geformt ist. Diese Maße beziehen sich auf die Dicke des Aluminiums bzw. Stahls ohne Kunststoffschicht. Außerdem ist das Aluminiumblech bzw. das Stahlblech wenigstens auf der Innenseite des Dosenkörpers mit einer Kunststoffschicht versehen, die vor dem Formen des Stahl- oder Aluminiumblechs auf dieses aufgebracht ist, so dass der Dosenkörper aus vorbeschichtetem Stahl- oder Aluminiumblech geformt ist.
Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass die Vorteile des vorbeschichteten Materials nicht genutzt werden können, weil Getränkedosen aus dünnen Blechen nur im traditionellen Lackierverfahren hergestellt werden können.
Mit einem Dosenkörper mit einem Durchmesser zwischen 58 mm und 63 mm können jedoch auch vorbeschichtete Bleche mit einer Blechdicke kleiner 0,25 mm bei Aluminium und kleiner 0,2 mm bei Stahl eingesetzt werden.
Vorzugsweise schließt der Dosenkörper ein Volumen ein, das zwischen 330 ml und 360 ml und vorzugsweise zwischen 340 ml und 350 ml beträgt.
Die Kunststoffschicht enthält vorzugsweise Polyethylenterephthalat (PET).
Gemäß einer ersten bevorzugten Variante ist der Dosenkörper aus vorbeschichtetem Stahlblech mit einer Blechdicke des Stahls zwischen 0,18 mm und 0,2 mm geformt.
Gemäß einer alternativen, zweiten bevorzugten Variante ist der Dosenkörper aus vorbeschichtetem Aluminiumblech mit einer Blechdicke des Aluminiums zwischen 0,22 mm und 0,24 mm geformt.
Erfindungsgemäß wird die vorgenannte Aufgabe auch durch ein Verfahren zum Herstellen eines Dosenkörpers für Getränkedosen gelöst. Das Verfahren umfasst die Schritte:

– Bereitstellen eines von einem Blechwickel (Coil) stammenden, wenigstens einseitig mit einer Kunststoffschicht versehenen Aluminium- oder Stahlblechs, mit einer Blechdicke kleiner 0,25 mm im Falles eines Aluminiumblechs oder kleiner 0,2 mm im Falle eines Stahlblechs, und
– Formen des Aluminium- oder Stahlblechs zu einem Dosenkörper mit einem Boden, der einen kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring aufweist, sowie mit einer vom Boden ausgehenden Seitenwand, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt

Vorzugsweise umfasst das Formen einen Schritt des Napfformens und wenigstens einen Schritt des Streck-Ziehens.
Gemäß einer weiter bevorzugten Verfahrensvariante wird die Blechdicke im Bereich der Seitenwand auf der halben Höhe des Dosenkörpers durch das Formen bei Verwendung von Aluminiumblech auf weniger 0,09 mm oder bei Verwendung von Stahlblech auf weniger als 0,08 mm verringert wird.
Vorzugsweise wird der Boden des Dosenkörpers nach dem Streckziehen reformiert, indem eine nach innen weisende Umfangswand des Standrings umgeformt wird.
Vorzugsweise wird für das Verfahren Aluminium- oder Stahlblech verwendet, das mit Polyethylenterephthalat (PET) vorbeschichtet ist.
Die Erfindung soll nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Figuren näher erläutert werden. Von den Figuren zeigt
1: eine Seitenansicht eines Dosenkörpers mit einem Füllvolumen von 330 ml; und
2: Geometrien des Bodens des Dosenkörpers aus 1 im Detail.
Wie 1 zu entnehmen ist, besitzt ein Dosenkörper 10 eine im wesentlichen zylindermantelförmige Umfangswand 12 und einen Boden 14 mit einem nach innen gewölbten Zentralabschnitt 16 sowie einen diesen umgebenden und mit der Umfangswand verbundenen Standabschnitt 18. Der Standabschnitt 18 ist über einen im Querschnitt schräg verlaufenden Übergangsabschnitt 24 mit der Umfangswand 12 verbunden. Außerdem weist der Standabschnitt 18 eine zentrale Längsachse Z hin weisende innere Umfangswand 26 auf, die mit Polyethylenterephthalat (PET) beschichtet ist.
An seinen im Querschnitt tiefsten Punkten berührt der Standabschnitt eine ebene Fläche, falls der Dosenkörper 10 aufrecht auf einer solchen Fläche abgestellt wird. Diese tiefsten Punkte sind Teil eines kreisförmigen Standrings, entlang dessen der Standabschnitt die ebene Fläche berührt.
Im Bereich seines oberen offenen Endes 20 besitzt der Dosenkörper 10 einen kurzen sich verjüngenden Abschnitt 22.
Eingezeichnet sind die Höhe H und der Durchmesser D des Dosenkörpers und angedeutet ist eine zentrale Längsachse Z. Der Durchmesser der in 1 bis 3 abgebildeten Dosenkörper beträgt 58 mm.
1 zeigt die Seitenansicht eines Dosenkörpers mit 330 ml Füllvolumen. Die Höhe H hängt vom Füllvolumen ab und beträgt für den Dosenkörper mit 330 ml Füllvolumen in 1 knapp 150 mm, z.B. 145.4 mm.
2a) und 2b) zeigen die Geometrie des Bodens 14 des Dosenkörpers 10 im Detail. 2a) zeigt die Geometrie eines Dosenkörpers aus Stahlblech vor dem Reformieren und 2b) zeigt die Geometrie eines Dosenkörpers aus Aluminiumblech nach dem Reformieren.
Der Boden 14 besitzt einen nach innen gewölbten kalottenförmigen Zentralabschnitt 16. Die Bodentiefe im Zentrum des kalottenförmigen Zentralabschnitts 16 beträgt zwischen 9 und 12 mm. Die Blechstärke des Aluminium- oder Stahlblechs, aus dem der Dosenkörper 10 geformt ist, bleibt im kalottenförmigen Zentralabschnitt 16 des Bodens 14 beim Formen annähernd erhalten, so dass sie beispielsweise an der mit „Dicke“ gekennzeichneten Stelle gemessen werden kann.
Der Radius des kalottenförmigen Zentralabschnitts 16 beträgt zwischen 35 mm und 45 mm.
Das Material des Dosenkörpers ist im Ausführungsbeispiel mit PET vorbeschichtetes Aluminium der Legierung 3104 mit einem Härtegrad H19 und einer nominalen Blechdicke von 0,245 mm.
Die Herstellung des Dosenköpers 10 erfolgt mit einem Verfahren, bei dem zunächst ein von einem Blechwickel (Coil) stammendes, wenigstens einseitig mit einer Kunststoffschicht wie z.B. Polyethylenterephthalat (PET), versehenen Aluminium- oder Stahlblechs, mit einer Blechdicke kleiner 0,25 mm im Falles eines Aluminiumblechs oder kleiner 0,2 mm im Falle eines Stahlblechs, bereitgestellt wird. Das bereitgestellte, von einem Blechwickel stammende Aluminium- oder Stahlblech ist zunächst wenigstens annähernd eben und wird in mehreren Schritten zu einem Dosenkörper geformt, der einen Boden aufweist, der einen kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring aufweist, sowie eine vom Boden ausgehenden Seitenwand, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt
Das Formen des Dosenkörpers 10 umfasst einen Schritt des Napfformens in einem sogenannten Cupper und anschließend wenigstens einen Schritt des Streck-Ziehens, das auch als Draw and Wall Ironing (DWI) bekannt ist.
Durch das Streckziehen wird die Blechdicke im Bereich der Seitenwand auf der halben Höhe des Dosenkörpers durch das Formen bei Verwendung von Aluminiumblech auf weniger 0,09 mm oder bei Verwendung von Stahlblech auf weniger als 0,08 mm verringert.
Der Boden des Dosenkörpers wird nach dem Streckziehen reformiert, indem eine nach innen weisende Umfangswand des Standrings umgeformt wird.
Bezugszeichenliste

10: Dosenkörper
12: Umfangswand
14: Boden
16: Zentralabschnitt
18: Standabschnitt
20: Offenes Ende
22: Verjüngender Abschnitt
24: Übergangsabschnitt
26: Umfangswand
H: Höhe
D: Durchmesser
Z: Längsachse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 95/05253 [0003]

Claims

Dosenkörper (10) für Getränkedosen, der einstückig aus einem Stück Stahlblech oder Aluminiumblech geformt ist, einen mit einem kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring sowie mit einer vom Boden (14) ausgehenden Seitenwand, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blechstärke (Blechdicke des Metalls) im Zentrum des kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereichs kleiner als 0,25 mm ist, wenn der Dosenkörper (10) aus Aluminiumblech geformt ist, oder kleiner als 0,2 mm ist, wenn der Dosenkörper (10) aus Stahlblech geformt ist und dass das Aluminiumblech bzw. das Stahlblech wenigstens auf der Innenseite des Dosenkörpers mit einer Kunststoffschicht versehen ist, die vor dem Formen des Stahl- oder Aluminiumblechs auf dieses aufgebracht ist, so dass der Dosenkörper (10) aus vorbeschichtetem Stahl- oder Aluminiumblech geformt ist.
Dosenkörper (10) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenkörper (10) ein Volumen einschließt, das zwischen 330 ml und 360 ml und vorzugsweise zwischen 340 ml und 350 ml beträgt.
Dosenkörper (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschicht Polyethylenterephthalat (PET) enthält.
Dosenkörper (10) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenkörper (10) aus vorbeschichtetem Stahlblech mit einer Blechdicke des Stahl zwischen 0,18 mm und 0,2 mm geformt ist.
Dosenkörper (10) gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenkörper (10) aus vorbeschichtetem Aluminiumblech mit einer Blechdicke des Aluminiums zwischen 0,22 mm und 0,24 mm geformt ist.
Verfahren zum Herstellen eines Dosenkörpers für Getränkedosen, mit den Verfahrensschritten: Bereitstellen eines von einem Blechwickel (Coil) stammenden, wenigstens einseitig mit einer Kunststoffschicht versehenen Aluminium- oder Stahlblechs, mit einer Blechdicke kleiner 0,25 mm im Falles eines Aluminiumblechs oder kleiner 0,2 mm im Falle eines Stahlblechs, und Formen des Aluminium- oder Stahlblechs zu einem Dosenkörper (10) mit einem Boden, der einen kalottenartig nach innen gewölbten Zentralbereich mit einem diesen umgebenden Standring aufweist, sowie mit einer vom Boden (14) ausgehenden Seitenwand, die einen Außendurchmesser zwischen 58 mm und 63 mm besitzt
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Formen einen Schritt des Napfformens und wenigstens einen Schritt des Streck-Ziehens umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechdicke im Bereich der Seitenwand auf der halben Höhe des Dosenkörpers durch das Formen bei Verwendung von Aluminiumblech auf weniger 0,09 mm oder bei Verwendung von Stahlblech auf weniger als 0,08 mm verringert wird.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (14) des Dosenkörpers nach dem Streckziehen Reformiert wird, indem eine nach innen weisende Umfangswand (26) des Standrings umgeformt wird
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Aluminium- oder Stahlblech mit Polyethylenterephthalat vorbeschichtet ist.