DE2102575A1

DE2102575A1 - Behalter

Info

Publication number: DE2102575A1
Application number: DE19712102575
Authority: DE
Inventors: Vinson Sirroll Cherry Hill NJ Potts (V St A )
Original assignee: Crown Cork and Seal Co Inc
Current assignee: Crown Cork and Seal Co Inc
Priority date: 1970-01-20
Filing date: 1971-01-20
Publication date: 1971-08-12
Also published as: ES194620Y; FR2077231B1; FR2077231A1; GB1334376A; NL7100691A; BE761765A; ZA708323B; ES194620U; US3698596A

Description

j Patentanwälte

j Dr. fng. H. Neg«ndenk

j Dipl. Ing. H. Hsuck

I Dip!. Phys. W. Schmitz

8 München 15, Mo£«artstr.23

Tel 5380586

j Crown Cork & Seal Company, Inc.

I 9500 Ashton Road, I8.Januar 1971

I Philadelphia,Pennsylvania 19136,USA Anwaltsakte M-1464

! Behälter

¹ Die Erfindung bezieht sieh auf einen Behälter mit einem verjüngten Hals, und insbesondere auf eine Metallblechdose, wie sie üblicherweise in der Nahrungsmittelindustrie, einschließlich der Getränkeindustrie verwendet wird. Derartige Blechdosen müssen billig sein, ; insbesondere wenn es sich um Einweg-Behälter handelt. Außerdem ^; müssen die Behälter für eine hermetische Abdichtung sorgen, so i daß die Behälterfüllung nicht verunreinigt oder verseucht werden ί kann und, falls sie unter Druck steht, druckbeaufschlagt bleibt. !

l Bei bekannten Getränkebehältern mit verjüngtem Hals läßt sich eine hermetische Abdichtung nur mit erheblichen Kosten erreichen. So ! sind beispielsweise die aus den USA-Patenten Nr. 3 343 670 und

! 3 349 956 bekannten Behälter aus Verpackungs- und Lagerungsgründen mit einem verjüngten Hals versehen und enthalten einen einstückig mit dem einem Behälterdeckel verbundenen, rohrförmigen Metallkörper, der im Bereich des einstückig angeformten Behälterdeckels einen halsförmig eingeschnürten Abschnitt enthält. Da der Behälter zum größten Teil einstückig hergestellt ist, wird natürlich

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i - 2 -

j eine hermetische Abdichtung erreicht; die einstückige Ausbildung j des rohrförmigen Metallkörpers und des Behälterendes erfordert je

: doch einen PertigungsVorgang, beispielsweise einen Ziehvorgang,

j der erheblich kostspieliger als die herkömmlichen, bei der Ferti-

gung mit Nähten versehener Behälter verwendeten Herstellungsverfahren ist. Auch bei einem weiteren bekannten Behälter (US Patent schrift Nr. 3 394 837), bei dem der eine Behälterdeckel ebenfalls

j einstückig an einen rohrförmigen Behälterkörper angeformt ist, läßt sich die hermetische Abdichtung nur mit einem hohen Kostenaufwand erreichen.

Erfindungsgemäß sollen die Herstellungskosten für einen Behälter mit einem verjüngten Hals niedrig gehalten werden.

Zu diesem Zweck schafft die Erfindung einen Behälter und ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters, bei denen der Behälter einen mit einer Seitennaht versehenen, rohrförmigen Hauptabschnitt enthält, der mindestens einen verjüngten Endabschnitt aufweist, welcher über eine Naht mit einem Behälterdeckel verbunden ist. Da der rohrförmige Hauptabschnitt mit einer Seitennaht und der Behälterdeckel über eine Naht mit dem Hauptabschnitt verbunden ist, lassen sich • bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters mit einem verjungten Hals herkömmliche, kostensparende Pertigunrsschritte ver- : wenden. Außerdem kann der maximale Außendurchmosser des Behälterdeckeis kleiner als der maximale Außendurchmesser des rohrförmigen Behälter-Hauptabschnitts sein, und infolgedessen ist der Gesamtdurchmesser des mit einer Naht versehenen Behälterendes wesentlich kleiner als der maximale AuSendurchmesser des rohrförmigen

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. Hauptabschnittes, und die Verringerung der Gesamtfläche des Behälterendes führt zu einer erheblichen Kostensenkung.

: Erfindungsgemäß soll ferner ein hermetisch abgedichteter Behälter geschaffen werden. Zu diesem Zweck ist die über die gesamte Länge des rohrförmigen Hauptabschnitts verlaufende Seitennaht so aufgebaut, daß sie einen Innendruck von mindestens 7kg/cm aushält. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß ein ineinandergreifender, gefalzter Abschnitt der Naht vorgesehen ist, der im wesentlichen über die gleiche Länge wie der Mittelabschnitt des rohrförmigen

Behälter-Hauptabschnitts verläuft, und ferner eine Lasche ange- ™ ordnet ist, die längs eines verjüngten Endabschnitts des Behälter-Hauptabschnitts und in den mittleren zylindrischen Behälterab-

. schnitt verläuft. Die Lasche der Naht vermag, nach dem Schweiß- und Lötvorgang, die nach innenjgerichtete Verbiegung im Bereich des

• verjüngten Endabschnittes auszuhalten und sorgt dennoch für die erwünschte hermetische Abdichtung.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus ; den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines bevor- M zugten Ausführun.'^sbeispieles in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen:

: Pig. 1 einen senkrechten Schnitt eines Behälters, der an beiden Enden mit einem verjüngten Hals versehen ist,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt des in Fig. 1 gezeigten Behälters,

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Pig. J5 eine Seitenansicht eines Behälter-Hauptabschnittes, bevor der verjüngte Hals in den Behälter eingedrückt wird,

Pig. 4 einen Schnitt der Seitennaht längs der Linien 4-4 der Fig. 3,

Fig. 5 einen Schnitt des gefalzten, ineinandergreifenden Abschnittes der Seitennaht längs der Linie 5-5 ^der

Fig. 6 eine Ansicht eines Behälter-Hauptabschnittes mit einer abgewandelten Seitennaht,

Fig. 7 eine Ansicht eines Behälter-Hauptabschnittes mit einer weiter abgewandelten Seitennaht,

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt zweier jeweils nur an einem Ende verjüngter Behälter, wobei der obere Behälter in der Ansicht und der untere im Schnitt gezeigt ist, und

• Fig.9a bis schematische Darstellungen eines Pertigungsprozesses ί 9f

zur Herstellung der Behälter.

Fig. 1 zeigt eine Getränke-Blechdose 10, die an beiden Enden durch eine scharfe und nach innen gerichtete Einschnürung eines rohrförmigen Hauptabschnittes 12 im Bereich der Enden 14 halsförmig verjüngt ist. Der rohrförmige Hauptabschnitt wird unter Verwendung kostensparender, bei der Dosenherstellung herkömmlicher Pertigungs-

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schritte aus einem Metallblech hergestellt und enthält eine Seitennaht 16, die gegenüberliegende Ränder des MetaIbIeehes verbindet. Entsprechend kostensparenden, bei der Herstellung von Blechdosen für Getränke herkömmlichen Pertigungsschrittenwerden die Behälter-

'; deckel 14 außerdem zunächst getrennt von dem rohrförmigen Hauptab-^; schnitt 12 hergestellt und anschließend Über Doppelnähte 18 mit diesem verbunden. Die Seitennaht 16 und die Doppelnähte 18 lassen :

! sich zwar durch herkömmliche Pertigungsschritte herstellen, jedoch sind die Seitennaht 16 und die über die Doppelnähte 18 am rohrförmigen Hauptabschnitt 12 befestigten Behälterdeckel 14 von erfin- A

ι ™

j dungswesentlicher Bedeutung.

¹ Hinsichtlich der mit Doppelnähten versehenen Behälterdeckel 14 I (s. Fign. 1 und 2) ist der maximale Außendurchmesser der Behälter- ! deckel 14 infolge der Verjüngung des rohrförmigen Hauptabschnitts j 12 beträchtlich kleiner als der maximale Außen- oder Innendurch-

! messer des rohrförmigen Hauptabschnitts 12, nachdem die Behälter-

j deckel 14 über eine Doppelnaht mit dem rohrförmigen Hauptabschnitt

I 12 verbunden sind. Infolgedessen ist die Gesamtfläche der Behälter- >

ι . " ä

' deckel 14 und somit die Gesamtmenge des zur Herstellung der Deckel ^ I
14 benötigten Metalls beträchtlich kleiner als bei herkömmlich ausgebildeten Behälterdeckeln, deren maximaler Außendurchmesser nach der Verbindung mit dem rohrförmigen Behälterhauptabschnitt über eine Doppelnaht größer als der maximale Durchmesser des rohrförmigen Behälter-Hauptabschnitts ist.

Bezüglich der Seitennaht 16 sei darauf hingewiesen, daß die Eindrückung des rohrförmigen Hauptabschnitts 12, die die Verwendung

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kleinerer Behälterdeckel 14 ermöglicht, über einen Abschnitt der Seitennaht 16 auftritt. Infolge dieser nach innen gerichteten Ein-, drückung wird dieser Abschnitt der Seitennaht 16 einer beträchtlichen, scharfen Verformung unterworfen. Wie Fig. 2 zeigt, ist der rohrförmige Hauptabschnitt 12 im Bereich seines Mittelabschnitts 20 und ebenfalls im Bereich seines Endabschnittes 22 im wesentlichen zylindrisch und im Bereich seines trichterförmigen Abschnittes 24 im wesentlichen konisch ausgebildet. Der in Pig. I gezeigte, rohrförmige Hauptabschnitt 12 und die Seitennaht 16 sind infolgedessen unter Winkeln von etwa 45° nach innen abgebogen, wobei die Scheitel der Winkel an den Verbindungsstellen des trichterförmigen j Abschnitts 24 und der zylindrischen Mittel- und Endabschnitte 20,

j 22 liegen.

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j
; Während die Abdichtung keine Schwierigkeiten macht, wenn ein rohr-

förmiger Behälter-Hauptabschnitt, der keine Seitennaht aufweist,

! erheblich nach innen umgebördelt wird, treten bei einer derartigen

j Verformung eines mit einer Seitennaht versehenen, rohrförmigen Behälter-Hauptabschnitts Dichtunssschwierigkeiten auf. Infolgedessen ist die Seitennaht 16 derart ausgebildet, daß derartige Abdichtun^s schwierigkeiten unterbunden werden. Im einzelnen enthält die Sei-, tennaht 16 eine verlängerte Überlappung 26 nahe den Stirnrändern ^; des rohrförmigen Hauptabschnitts 12. Wie in den Pign. 3 und 4 ge-

zeigt ist, enthält die Überlappung 26, die noch nicht nach innen

abgebogen ist, eine im wesentlichen in der Mitte der Überlappung ^! 26 angeordnete Punktschweißstelle 28. Wenn der rohrförmige Haupt-

; abschnitt 12 nach innen abgebogen ist, liegt die Schweißstelle 2? i
in der Mitte auf dem trichterförmigen Abschnitt 24 (s.Pig. 1).

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Tatsächlich erstreckt sich die Überlappung 26 in den zylindrischen Mittelabschnitt 20 und weiterhin in den zylindrischen Endabschnitt j 22, so daß die Seitennaht 16 lediglich an den Stellen maximaler J Biegung, d.h., an den Punkten, wo der rohrförmig Hauptabschnitt

\ 12 um 45° abgebogen ist, zwei-schichtig ist. Ein gefalzter Abschnitt 30 der Seitennaht 16, der vierschichtig ist, verläuft über den größten Teil des zylindrischen Mittelabschnitts 20. Der in den Pign. 1 und 5 gezeigte, gefalzte Abschnitt 30 ist abgesehen davon, daß er etwas verkürzt ausgebildet ist, im wesentlichen auf herkömmliche Weise aufgebaut und enthält mehrere nach innen vorstehende Hocker 32, die die gefalzten Ränder des rohrförmigen Hauptabschnittes 12 miteinander verblocken und eine Axialverschiebung längs der Seitennaht 16 verhindern. Aus Gründen einer hermetischen.Abdichtung ist die gesamte Seitennaht 16 einschließlich des gefalzten Abschnittes 30 und des Uberlappungsabschnittes

; 26 verlötet.

Figuren 6 und 7 zeigen Abwandlungen des Überlappungsabschnittes 26, und insbesondere der Lage der Schweißstellen. Gemäß Fig. 6/in der die Lasche l6 vor Abbiegung des rohrförmigen Hauptabschnittes

'. 12 nach innen gezeigt ist, sind zwei Punktschweißstellen 34. vor-

' gesehen. Die Lage der Schweißstellen 34 ist von Bedeutung, da sich der rohrförmige Hauptabschnitt 12 beim Eindrücken nach innen im Bereich der Schweißstellen 3^ verformt.Infolgedessen gewähr-

; leisten die Schweißstellen 34 eine feste Verbindung der durch die Seitennaht verbundenen Kanten im Bereich maximaler Verformung. Gemäß Fig. 7 ist eine längliche Schweißstelle 36 in gleicher

I Weise wie die Punktschweißstelle 28 in der Mitte der Lasche 28 ■ angeordnet. .Die Schweißstelle 36 ist jedoch länglich ausgebildet,

¹ ' -8-

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so daß sie eine feste Verbindung der Lasche über die Länge des trichterförmigen Abschnittes 24 gewährleistet, wenn der rohrförmige Hauptabschnitt 12 nach innen eingedrückt wird. j

In Pig. 8 sind zwei Dosen 40 gezeigt, die lediglich an einem Ende j verjüngt ausgebildet sind. Die Dosen 40 sind identisch wie die Do-j se 10 ausgebildet, abgesehen davon, daß jede Dose 40 im Bereich ihres mit einer Doppelnaht versehenen Behälterdeckels 42 nicht ver4 jungt ausgebildet ist. Infolgedessen sind diejentsprecheriden Bau- I

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teile durch gleiche Bezugszeichen gekennzeichnet. ί

Die Dosen 40 sind Ende-an-Ende aufeinander gestapelt, wobei das Ende 14 auf dem herkömmlich ausgebildeten Ende 42 ruht. Durch die scharfe und beträchtlicheVerringerung des Durchmessers des rohrförmigen Hauptabschnittes 12 der oberen Dose 40 im Bereich des Behälterendes 14 läßt sich dieses Behälterende 14 in ein herkömmlich ausgebildetes Behälterende 42 einsetzen. Die Seitennaht 16, die die Lasche 26 und eine verkürzte herkömmliche Lasche 44 enthält, sorgt für eine hermetische Abdichtung auch bei Drücken, die

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über 7kg/cm liegen.

Ein Verfahren zur Herstellung der mit einem verjüngten Hals versehenen Behälter 10 und 40 wird anhand der Pign. 9a bis 9f erläutert. In dem ersten, in Fig. 9a gezeigten Verfahrensschritt wird ein Metallblech 46 beispielsweise durch einen Stanzvorgang ausgeschnitten.

Während des¹ zweiten Herstellungsschrittes (Fig. 9b) wird aus dem Metallblech 46 der rohrförmige Hauptabschnitt 12 hergestellt, wo-

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bei gegenüberliegende Längskanten des Metallblechs 46 miteinander verblockt und verlappt werden. Hierdurch wird der erste Arbeitsschritt bei der Herstellung der Seitennaht 16 durchgeführt. Der nächste Arbeitsschritt bei der Herstellung der Seitennaht 16 und der dritte Herstellungsschritt bei der Fertigung des Behälters ist in Pig. 9c gezeigt. Gemäß diesem Fertigungsschritt werden die Schweißstellen 28, j54 oder 36 der Lasche (n) 26 durch zwei Schweißelektroden 48 aufgebracht. Fig. 9d zeigt den letzten Arbeitsschrit bei der Herstellung der Seitennaht und den vierten Herstellungaschritt bei der Fertigung des Behälters. Hierbei wird die Seitennaht durch eine Lötrolle 50 verlötet, die derart umläuft, daß das Lot zwischen die Schichten der Seitennaht 16 gedrückt wird.

Nach der Herstellung der Seitennaht l6 wird der Behälter in einem fünften Arbeitsschritt (Fig. 9e) an dem rohrförmigen Hauptabschnitt nach innen abgebogen. Ein Dorn 52 wird in das Innere des Rohres eingeführt, während ein Bördelwerkzeug 54 über die Außenseite des

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rohrförmigen Hauptabschnittes/geführt wird.Wenn-das Bördelwerkzeug 54 mehrmals um den rohrförmigen Hauptabschnitt 12 umgelaufen ist, ist der Bördelvorgang beendet. Falls der rohrförmige Hauptabschnitt 12 an beiden Enden mit einem verjüngten Hals versehen werden soll, läßt sich der Dorn 52 zusammenschieben, so daß er aus dem eingebördelten rohrförmigen Hauptabschnitt 12 entfernt werden kann. Die Metallschichten im Bereich der Lasche 26 und des gefalzten Abschnittes 30 der Seitennaht l6 sind lediglich aus Daratel-

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lungsgründen in den Pign. mit gegenseitigem Abstand dargestellt.

Tatsächlich¹ befinden sie sich in gegenseitiger Anlage, um für eine hermetische, Abdichtung au a or gen.

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Nachdem der rohrförmige Hauptabschnitt 12 durch Ausbildung der Plansche an beiden Enden fertiggestellt ist, können die Behälter- , deckel 14 und 42 angebracht werden. Wie Pig. 9f zeigt, wird der Behälterdeekel 14 durch eine Doppelnaht mit dem rohrförmigen Behälter-Hauptabschnitt 12 verbunden. Lediglich aus Darstellungsgriinden haben die Metallschichten an der Doppelnaht 18 einen gegen-? seitigen Abstand.

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Claims

Patentansprüche

\\1 ή Metallbehälter, gekennzeichnet durch einen im wesentlichen rohrförmigen Metallblech-Hauptabschnitt (12) mit einem im wesentlichen zylindrischen Mittelabschnitt (20) und mindestens! einem nach innen abgebogenen Endabschnitt (22,24) sowie einer j längs des Metallblech-Hauptabschnitts (12) einschließlich des ■ Endabschnitts (22,24) verlaufenden Schweiß- und Lötseitennaht | (16), und einen mit dem Endabschnitt (22,24) durch eine Doppel4 naht (18) verbundenen Behälterdeckel (14), dessen maximaler Außendurchmesser nach seiner Verbindung mit dem Behälter-Haupt-i

abschnitt (12) wesentlich kleiner als der maximale Außendurchmesser des zylindrischen Mittelabschnitts (20) ist. |
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sei-| tennaht (16) einen längs des zylindrischen Mittelabschnitts (12) verlaufenden, gefalzten Abschnitt (30) und einen längs des nach innen gebogenen Endabschnitts (22,24) und in den zylindrischen Mittelabschnitt (20) verlaufenden Lappen (26) enthält.

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3« Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- · kennzeichnet, daß der Endabschnitt (22,24) scharfkantig unter ; erheblicher Verringerung des Durchmessers des Behälter-Hauptabf schnitt^ (12) vom zylindrischen Mittelabschnitt (20) nach \ innen eingedrückt ist und die Seitennaht (16) gegenüber Druckerei

ρ \

über 7 kg/cm hermetisch abgedichtet ist, j

j
4. Behälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge- j

kennzeichnet, daß beide Endabschnitte (22,24) des Hauptabschnitts (12) durch eine Doppelnaht (18) mit jeweils einem Be- | hälterdeckel (14) verbunden sind. ι
5, Metallbehälter, insbesondere nach Anspruch !,für eine unter
Hochdruck stehende Füllung, mit zwei Behälterdeekeln und einem
im wesentlichen rohrförmigen Behälter-Hauptabschnitt, der einenj zylindrischen Mittelabsehnitt und zylindrische Endabschnitte : enthält, von denen wenigstens einer einen geringeren Durchmesser ala der Hauptabschnitt aufweist und mit diesem über einen
schräg nach außen geneigten, trichterförmigen Abschnitt verbunden let, dadurch gekennzeichnet, daß der Endabschnitt (22)
kleineren Durchmessers an seinem Stirnrand mit dem zugehörigen
Behälterdeckel (14) über eine Doppelnaht (18) verbunden uni der Behälter-Hauptabschnitt (12) mit einer zwischen gegenüberliegenden Stirnrändern verlaufenden Seitennaht (16) versehen ist,
die einen über den Mittelabschnitt (20) verlaufenden, gefalzten verschweißten und verlöteten Abschnitt (30) und von den Stirnrändern verlaufende Lappen (26) enthält, von denen wenigstens
einer über den zylindrischen Endabschnitt (22) verkleinerten

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Durchmessers und den; trichterförmigen Abschnitt (24) in den Mittelabschnitt (20) des Behälter-Hauptabschnitts (12) verläuft.
6. Behälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens ein Lappen (26) verlötet und verschweißt ist.
7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen (26) mit dem trichterförmigen Abschnitt (24) des Behälter-Haupt abschnitts (12) punktverschweißt ist.
8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lappen (26) an der Verbindungsstelle des Mittelabschnitts (20) und des trichterförmigen Abschnitts (24) und an der Verbindungsstelle des trichterförmigen Abschnitts (24) und des Endabschnitts (22) verschweißt ist.
9. Verfahren zur Herstellung eines Metallbleohbehälters für eine unter Hochdruck stehende Füllung, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüberliegende Ränder eines Metallblechstückes zwecks Herstellung eines mit einer Seitennaht versehenen Behälter-Hauptabschnittes verschweißt und anschließend verlötet werden, daß mindestens ein Endabschnitt des mit einer Seitennaht versehenen Behälter-Hauptabschnitts unter beträchtlicher, ausgeprägter Verringerung des Durchmessers naoh innen umgebördelt wird, und daß mindestens ein Behälterdeckel über eine Doppelnaht mit dem

. Endabsc9nitt verringerten Durchmessers verbunden und somit ein Behälter mit einem verjüngten Hals geschaffen wird, bei dem

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ORIGINAL INSPECTED

. der maximale Außendurchmesser des mit einer Seitennaht versehenen Behälter-Hauptabschnitts erheblich größer als der maximale Außendurchmesser des Behälterendes nach Herstellung der Doppelnaht ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Ränder des Metallblechs über einen Teil ihrer Länge durch einen ineinandergreifenden PaIz und im übrigen durch eine Überlappung miteinander verbunden werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Metallblechränder beim Verschweißen im Bereich ihrer Überlappung miteinander verschweißt werden.. ι
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die gegenüberliegenden Metallblechränder beim Verlöten sowohl im gefalzten als auch im überlappten Bereich verlötet werden.

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