DE1935422A1 - Vorrichtung zum Verzieren gezogener Dosen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Verzieren gezogener Dosen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verzieren gezogener Dosen und ist bei allen gezogenen Dosen anwendbar, deren Querschnitt eine in sich geschlossene Kurve ist, innerhalb derer es mindestens einen Punkt gibt, dessen Lage so ist, dass jeder von ihm ausgehende polare Halbstrahl die Kurve nur in einem einzigen Punkt schneidet. Die Erfindung ist insbesondere bei zylindrischen Dosen anwendbar, wobei das Wort zylindrisch in seiner allgemeinsten (nicht auf Kreiszylinder beschränkten) geometrischen Bedeutung zu verstehen ist.

Gezogene Dosen, beispielsweise Konserven- oder Getränkedosen, aber auch Dosen, die Farben oder allgemeiner Erzeugnisse enthalten, die an ein grosses Publikum verkauft werden, sind im allgemeinen durch eine durch Drucken oder ein anderes Vervielfältigungsverfahren hergestellte Dekoration verziert, die entweder auf einer ihre zylindrische Seitenwand umgebenden Papier- oder Kunststoffhülle oder auf der gezogenen Dose selbst vorgesehen sind. Die Umhüllung ist teuer und ünzweckmässig, wenn sie zerreisst

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häufig teilweise oder vollständig und erhält dadurch ein ungepflegtes aussehen, das unvorteilhaft wirkt. Die Herstellung eines unmittelbaren Abdrucks auf der gezogenen Dose istjlangwierig und kostspielig und die auf diese Weise zu vervielfältigenden Motive sind begrenzt.

,Aus der US Patentschrift 3 238 909 ist es ferner bekannt, auf eine-.Platine, aus der durch einen Ziehvorgang' die gewünschte Dose hervorgeht, ein vorher verformtes Abbild des auf der Dose darzustellenden Gegenstandes zu druk- ^ ken. Die Verformung wird durch Herstellung eines Zerrbil- ^ des derart bewirkt, dass nach der Verformung der Platine auf der Seitenwand der gezogenen Dose wieder der gewünschte Gegenstand entsteht. Die Verzerrung erhält man mit einer Apparatur, die sich aus einer Verzerrungsvorrichtung und einem Fotoapparat zum Aufnehmen des verzerrten Bildes zusammensetzt. Die Verzerrvorrichtung umfasst einen durchscheinenden Beleuchtungszylinderj dessen Querschnitt demjenigen der fertigen Dose geometrisch ähnlich ist, und der eine durchsichtige Reproduktion des abzudruckenden Gegenstandes aufweist, sowie einen gleichachsig mit diesem Zylinder angeordneten kegelstumpfförmigen Spiegel.

f Bei dieser bekannten Vorrichtung stört, dass sie

eine transparente Reproduktion des abzudruckenden Gegenstandes erfordert und dass es schwer ist, bei der Herstellung der Vorrichtung die erforderliche Genauigkeit einzuhalten und sie auf die Dauer aufrechtzuerhalten, da die Vorrichtung einen Spiegel erfordert, der hinächtlich der Genauigkeit seiner Oberfläche und der Reinheit der Beschichtung mit reflektierendem Metall vollkommen ist. Im Falle einer Verformung erweist sich jegliche Reparatur als unmöglich.

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Die bekannte Vorrichtung ergibt ein Bild, das in zweifacher Weise verformt|ist: Einerseits erfahren die an der Seitenwand der entstehenden Dose in verschiedenen Höhen gelegenen Metallschichten infolge der Nichtlinearität der Längung des Metalls beim Ziehen eine Verformung von unterschiedlic'hem Verformungsverhältnis; und andererseits weist die Dose nach dem Ziehen infolge der Anisotropie des Metalls mindestens vier Ecken auf, die in ganz bestimmten Eichtungen in bezug auf die Walzrichtung des Blechs, aus dem die Platine ausgeschnitten ist, liegen. In der Praxis entstehen meist vier solche Ecken in Richtungen, die mit der Walzrichtung, des Blechs einen Winkel von 50° einschliessen. Diese Ecken werden im letzten Teil der Hersi&Llung der Dose zwar abgeschnitten, aber die seitliche Verzierung oder Bebilderung erleidet eine Verformung, die bestehen bleibt.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer billigen, dauererhaften und nach einer Beschädigung leicht instandzusetzenden Vorrichtung zum Verzieren gezogener Dosen durch Bedrucken oder sonstiges Bebildern einer Ziehplatine mit einem verzerrten Bild, das nach dem Ziehen der Dose den auf ihr darzustellenden Gegenstand wiedergibt. Die Vorrichtung soll Verformungen der Dekoration der Seiteiwand einer Dose infolge der Nichtline.arität der Längung wie auch eine Verformung infolge der Anisotropie des Metalls \^rmeiden.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst eine Verzerrungsanordnung und einen Fotoapparat und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verzerrungsanordnung einen Kegelstumpf aus hochtransparentem optischem Werkstoff und eine Korrekturlinse umfasst. Der Kegelstumpf besitzt eine Ausnehmung, durch die eine zylindrische Innenwand mit einem dem Querschnitt der herzustellenden Dose geometrisch ähn-

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lichen Querschnitt gebildet ist. Die beiden Basisflächen des Kegelstumpfes sind dem Querschnitt des inneren Zylinders ähnlich. Der Umriss der Korrekturlinse ist dem Querschnitt der herzustellenden Dose geometrisch ähnlich und weist Verformungen auf, die an Hand einer versuchsweise gezogenen Dose grafisch festgelegt sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Gesamtansicht der Vorrichtung}

Fig. 2 die Abwicklung der Seitenwand einer zu verzierenden Dose, deren fotografisches Bild das Original darstellt;

Fig. 3 das von der Vorrichtung erzeugte verzerrte Bild, so wie es auf der Ziehplatine reproduziert wird;

Fig. 4 die durch Ziehen hergestellte Dose;

Fig. 5 die Grundlinie einer rechteckigen Dose von der Art einer Sardi^nendose, mit mehreren, durch Bezugszeichen gekennzeichneten Mantellinien;

Fig. 6 ein für die Bestimmung der Korrekturlinse erforderliches Diagramm;

Fig. 7 eine geometrische Zeichnung zur Erläuterung der Berechnung der Korrekturlinse; ,

Fig. 8 und 9 zwei Schnitte durch die Korrekturlinse längs der in Fig. 5 bezeichneten Mantellinien;

Fig. 10 den Verlauf von Kurven gleichen Niveaus einer zu der Dose gemäss Fig. 5 passenden Korrekturlinse.

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Die in Pig. 1 dargestellte Vorrichtung >"stfasst eine verzerrende Optik, die von einem Kegelstumpf/und einer Korrekturlinse 4, "beide aus hochtransparentem optischem Werkstoff, gebildet ist, sowie einen Fotoapparat 3.

Der Kegelstumpf 2 weist eine Ausnehmung auf, durch die eine zylindrische Innenwand 22 gebildet ist, deren Querschnitt demjenigen der herzustellenden Dose geometrisch ähnlich ist. Dieser Querschnitt ist als ein kreisförmiger Querschnitt dargestellt, er kann aber auch von irgendeiner anderen in sich geschlossenen Kurve gebildet sein, die, vorzugsweise in ihrem mittleren Bereich, einen Punkt aufweist, der im folgenden als Mittelpunkt bezeichnet wird und eine solche Lage hat, dass jeder von ihm ausgehende polare Halbstrahl die Kurve nur in einem einzigen Punkt schneidet. Der Querschnitt kann beispielsweise ein Quadrat, Rechteck, Dreieck, eine Ellipse oder eine Kombination dieser Formen sein. Die beiden Basisflächen der kegelstumpfförmigen Aussenwand 21 des Körpers 2 sind dem Querschnitt des inneren Zylinders ähnlich. Die Innenwand 21 und die Aussenwand 22 haben eine gemeinsame Achse 300.

Die Korrekturlinse 4 besitzt in der Umgebung der Achse einen dem Boden der Dose entsprechenden Bereich 41 mit parallelen Stirnflächen. Rund um diesen mittleren Bereich erstreckt sich eine Randzone 42, deren Form weiter unten beschrieben wird.

Das Original 100, nämlich die Seitenwand der fotografisch reproduzierten gewünschten· Dose wird an die Innenwand 22 des Kegelstumpfs 2 angelegt und dann mit dem Fotoapparat 3 durch die Korrekturlinse 4 hindurch fotografiert. Man erhält dadurch ein Negativ 110, das für

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die weitere Vervielfältigung ausreicht, nachdem es gegebenenfalls durch ein nicht verzerrtes, den Boden, der Dose darstellendes Negativ ergänzt worden ist. Die Vervielfältigung kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren geschehen, beispielsweise durch Lichtpausen, Offsetdruck oder Xerographie. Die Anordnung des Originals innerhalb des Kegelstumpfes, die Vergrösserung des Fotoapparates und der Abstand der Korrekturlinse werden so gewählt, dass man ein Negativ 110 von den gewünschten Abmessungen erhält. *

Nach dem Ziehen der Platine erhält man eine Dose, deren Seitenwand den gewünschten Gegenstand darstellt.

Die in Pig. 1 dargestellte kreisförmige Platine entspricht einer Dose von kreisförmigem Querschnitt. Sie wird gemäss Fig. 2 bis 4 hergestellt. Fig. 2 zeigt das Original 100, d. h. die fotografisch abgebildete Seitenwand der herzustellenden Dose, die zur Erläuterung der späteren Verformung mit einem Liniennetz bezeichnet ist. Durch Fotografieren mit dem Apparat 3 erhält man die Fig. 3» in. der die horizontalen Geraden 101, 102 und 103 in konzentrische Kurven 1ii, 112 und 113 verwandelt sind, während die senkrechten Geraden 104, 105 und 106 als durch den Mittelpunkt 301 verlaufende Geraden 114, 115 und 116 abgebildet sind. Eine dieser durch den Mittelpunkt 301 verlaufenden Geraden, beispielsweise die Gerade 114 schneidet die Kurven 111 und 112 in Punkten, deren Abstand man erhält, in-dem man die Höhe der Dose mit dem Kehrwert der beim Ziehen eintretenden Längung multipliziert. Die Abstände, der konzentrischen Kurven 111 bis 113 sind ungleich, was auf die Korrektur der Nichtliniarität der Verformung des Metalls zurückzuführen ist; die ebenfalls erkennbare Verformung dieser Kurven beruht auf der Korrektur des Eckeneffekts.

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Die Zeichnung gemäss Fig. 3 wird auf die Platine übertragen und diese wird dann gezogen; dadurch nimmt das Dekor auf der Seitenwand gemäss Pig. 4 wieder die in Fig. 2 dargestellte Form an, von der angenommen ist, sie sei um die zylindrische Wand der Dose herumgelegt.

Der Werkstoff, aus dem der Kegelstumpf besteht, weist vorzugsweise einen grossen Brechungsindex auf. Als Beispiel sei;· ein Polymer auf der Basis von Methylmethacrylat genannt, dessen Durchlässigkeit im sichtbaren Spektrum 92 $ und des-

o sen Brechungsindex für die Natriumlinie D bei 20 C 1,493 beträgt. Wegen der ausgezeichneten Lichtdurchlässigkeit und Reinheit des Werkstoffe kann der Kegelstumpf 2 entweder von aussen oder von einer im Inneren seiner zylindrischen Ausnehmung angeordneten Lichtquelle beleuchtet werden. Die Verteilung der Lichtenergie auf reflektierte und gebrochene austretende Strahlen hängt von der Polarisation des Lichts ab; in jedem Fall entsteht jedoch ein durch die kegelstumpf-

förmige Aussenfläche 21 reflektierter Lichtstrahl, der durch J.e
'Basis aus dem Körper austritt.

Die zum Fotografieren erforderliche Belichtungszeit ist kurz und liegt in der Praxis unter 30 see, daher ist es nicht schwierig, einen durch abnehmenden Eintrittswinkel auftretenden Energieverlust des austretenden, reflektierten Lichtstrahls auszugleichen, indem man einfach die Belichtungszeit entsprechend erhöht.

Der gesamte Durchlässigkeitsfaktor lässt sich erheblich verbessern, indem man den Wirkungsgrad der Lichtübertragung beim Eintritt des Bildes in den Kegelstumpf durch Eintauchen verbessert, d. h._s dadurch, dass man

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zwischen dem Original 100 und der Innenwand 22 des Kegelstumpfes eine Flüssigkeit einbringt, die eine vollkommene Berührung zwischen beiden bewirkt.

Da das Objektiv 31 vom Kegelstumpf 2 entfernt ist, kann man annehmen, das reflektierte Licht bestehe aus einer Gesamtheit paralleler Lichtstrahlen; unter diesen Umständen ergibt'sich keine Verfälschung des Bildes. Das vorgesehene Objektiv ist ein fotografisches Objektiv mit grosser Brennweite und arbeitet mit kleiner Blende.

Die Verwendung des Kegelstumpfes 2 hat den Vorteil, dass es gleichgültig ist, ob man ein transparentes oder lichtundurchlässiges Original 100 verwendet, das an die zylindrische Innenwand 22 geklebt ist. Nur die Belichtungszeit, die sich aus der Integration der reflektierten Lichtmenge ergibt, ist unterschiedlich und entspricht der Veränderung der Herkunft des Lichts und dem unterschiedlichen Strahlengang im Kegelstumpf. Wenn man ein transparentes Original verwendet, muss die Lichtquelle im Inra?en des Originals angeordnet sein, wogegen sie ausserhalb des Originals angeordnet sein'muss, wenn man ein lichtundurchlässiges Original verwendet. In beiden Fällen ist es erforderlich, ein StreuscM.be zu verwenden, damit Schatten vermieden werden, die bei direkter Beleuchtung entstehen könnten. Der Kegelstumpf hat ferner den Vorteil, dass er die Herstellung der Verzerrungsvorrichtung erleichtert, da ein Kegelstumpf aus dem verwendeten Kunststoff leicht zu bearbeiten und zu polieren ist; falls erforderlich, ist es möglich, den Kegelstumpf nachzuarbeiten oder beschädigte Flächen erneut zu polieren, so dass man nicht gezwungen ist, einen neuen Kegelstumpf herzustellen.

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Dia Korrekturlinse wird in folgender Weise hergestellt:

Man beginnt damit, dass man eine Dose versuchsweise verformt, wobei man von einer Platine ausgeht, deren Umriss die gleiche Form hat, wie die als Grundlinie bezeichnete, den Boden der Dose begrenzende Kurve 119 und auf der längs der zu dieser Grundlinie normalen Mantellinien eine Millimetereinteilung aufgetragen ist. Diese Dose ermöglicht es, Kurven aufzuzeichnen, die die Längung des Metalls in Abhängigkeit von der Abszisse χ des Punktes auf dem Rohling darstellen. Fig. 5 zeigt zwei solche Mantellinien 117 und 118 bei einer Dose von rechteckiger, bei Sardi-rnendosen üblicher Form. In Fig. 6 ist mit einer unteren Geraden der theoretische Verlauf bei einer Längung von der Grosse Null dargestellt, und mit einer oberen Kurve die beobachtete Längung; die Differenz zwischen den Ordinaten dieser beiden Kurven ist mitAH bezeichnet und stellt den zu korrigierenden Fehler dar.

Wenn bei der beschriebenen Verzerrungsvorrichtung die Korrekturlinse 4 weggedacht wird und man auf dem optischen Strahl, der einen bestimmten Punkt auf dem vom Kegelstumpf 2 gelieferten Bild mit dem Objektiv verbindet, in einem Abstand L von diesem Bild ein Prisma von geringem Winkel.A und einem Brechungsindex η anordnet, wird dieser Strahl um einen Winkel

D=A (n-1)

abgelenkt. Die Karekturlinse ist eine ununterbrochene Gesamtheit solcher Prismen, wobei der Winkel A die örtliche Neigung der Oberfläche der Linse darstellt.

Um den Fehler Δ H zu korrigieren, setzt man gemäss

Fig. 7 _ΔΗ

D = = A (n-1); daraus folgt

a 1 Δ H

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- ίο -

Es ist schwierig, die Linse aufgrund der Neigung der Tangente in jedem einzelnen ihrer Punkte zu konstruieren; und ausserdem wird es vorgezogen, jeden dieser Punkte durch seinen Koordinaten festzulegen. Die Abszisse χ und die Ordinate y in Abhängigkeit von χ ergeben sich durch grafische Integration. Es gilt:

Ii - a\₌ -Λ-,- ^ , _{daraus folgt:}

dx.

In Fig. 8 ist ein Schnitt durch die Korrekturlinse längs der Mantellinie 117» und in Fig. 9 ein Schnitt durch dieselbe Linse.längs der Mantellinie 118 dargestellt. Bei einer zum Bebildern einer üblichen Sardiimendose geeigneten Linse betragen die' Dickenunterschiede im Vergleich mit einer Platte mit parallelen Stirnseiten 0,4 mm bei einer Höhe von 2o mm, gemessen an der Mantellinie 117, und 1 mm bei derselben Höhe, gemessen an der Mantellinie VJ8, die an einer Ecke liegt. Schliesslich stellt Fig. 10 Kurven gleichen Niveaus der für dieselbe Dose vorgesehenen Korrektlinse dar.

Die beschriebene Korrekturlinse kann aus zwei !Dellen bestehen, die miteinander verklebt sein können, und von denen der eine die Korrektur der Anisotropie und die andere die Korrektur der Nichtliniearität der Längung korrigiert.

Ansprüche:

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Claims (2)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Verzieren gezogener Dosen durch Bedrucken oder sonstiges Bebildern einer Ziehplatine mit einem von einer verzerrenden Optik gelieferten verzerrten Bild, das nach dem Ziehen der Dose den auf ihr darzustellenden Gegenstand wiedergibt, dadurch gekennzeichnet , dass die verzerrende Optik einen Kegelstumpf (2) aus hochtransparentem optischen Werkstoff und eine Korrekturlinse (4) umfasst, von denen der Kegelstupf eine axiale Ausnehmung von gleichbleibendem, dem Querschnitt der herzustellenden Dose geometrisch ähnlichem Querschnitt aufweist und aussen, von einer seiner beiden Basisflächen her gesehen, diesem Querschnitt ebenfalls ähnlich ist, und die Korrekturlinse einen dem Querschnitt der herzustellenden Dose geometrisch ähnlichen Umriss hat und Verformungen aufweist, die an Hand einer versuchsweise gezogenen Dose, vorzugsweise graphisch, festgelegt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Randzone (42) der Korrekturlinse (4) an Hand einer versuchsweise aus einer mit Millimetereinteilung versehenen Platine gezogenen Dose festgelegt ist, an der die Streckung des Metalls ermittelt und in der Weise in Kurven über der an der Platine gemessenen'Abszisse (x) des jeweils betrachteten Punktes aufgetragen ist, dass an jedem Punkt der Seitenwand dieser Dose die Differenz ΔΗ zwischen der theoretischen, gleichmässigen Längung und der wirklichen Längung gebildet ist,woraus sich die Steigung A der Tangente an jedem Punkt der Oberfläche der Korrekturlinse nach der Formel

ergibt,' wobei L der Abstand des betrachteten Punktes der Korrekturlinse von dem entsprechenden Punkt des vom Kegelstumpf (2)

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gelieferten Bildes ist.

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3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , dass die Korrekturlinse (^) sich aus zwei Teilen zusammensetzt, von denen der eine die Asymmetrie und der andere die Nichtlinearität der Längung korrigiert.

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