DE2224084B2 - Terassenfoermig vertiefter metalldeckel fuer dosen - Google Patents

Description

filierung des Deckels abgegangen und hat den Deckel stärker als h' dahin so versteift, daß er bei gleichem Material und gleicher Materialdicke und gleichen Druckänderungen weniger stark venormt wird und bei seiner Verformung weniger einer schnappartigen Profiländerung und mehr einer fortschreitenden Verformung unterliegt (vgl. US-Patentschrift 19 63 705). Dieser bekannte Metalldeckel weist einen an die ringförmige Vertiefung anschließenden, nach außen vorspringenden Verbindungsabschnitt auf. der radial nach innen zu durch eine wei; unter die Ebene des Bodens der ringförmigen Vertiefung reichende Schräge begrenzt ist. Diese Schräge umschließt einen mittleren von sonstigen Verformungen freien Bereich des Deckels, der nach außen gleichförmig konvex gewölbt ist, und zwar bis über die Eben; hinaus, die durch den Kamm des nach außen vorspringender ringförmigen Verbindungsabschnittes bestimmt wird Der nach außen vorspringende Yerbindungsabschniu selbst ist im Querschnitt dachförmig ausgebildet d. h., er ist auch radial nach außen durch eine zun Boden der ringförmigen Vertiefung hin geneigte Schräge begrenzt. Auch ein solcher Deckel unterlieg' während der Sterilisation eir„.r schnappartigen Verformung (vgl. die Zeitschrift »Mitteilungen der For schunesgesellschaft für Blechverarbeitung', !967. Nr. 19, S. 180-181). Hinzu kommt, daß die be. dc Sterilisation auftretende Verformung bei dem bekannten Metalldeckel im wesentlichen ausschließlieh an der Übergangsstelle zvviscnen der Kernwand um! dem Boden der ringförmigen Vertiefung erfolgt, wahrend der dachförmige, nach außen vorspringende Yerbindungsabschnitt und der konvexe zentrale Abschnitt des Deckels praktisch eine starre Einheit bilden, die bei der Sterilisation ihre Form weitgehend unverändert beibehält. Ledig'ich der Boden der ringförmigen Vertiefung nimmt an der Verformung noch teil.

Es ist weiterhin bei einer Dose mit einem terrassenförmig vertieften Metalldeckel der eingangs näher bezeichneten Art bekannt, die Dose mit einem Bodenteil zu versehen, der ebenfalls eine parallel zur Achse verlaufende Kernwand und einen daran anschließenden, senkrecht dazu verlaufenden ringförmigen Abschnitt aufweist, von dem der Deckelspiegel aus übe mehrere konzentrische, im Querschnitt dachförmig! Rippen bis zu der zentralen, von Verformungen freien und nach außen schwach gewölbten Zone fortlaufend ansteigt, so daß der Bodcnieil nach seiner Herstellung nach außen konvex erhöht ist. Hierdurch soll erreicht werden, daß bei Einfüllung von heißem Gut während der Sterilisation und der fortlaufenden Abkühlung zunächst nur der terrassentörinig vertiefte Deckel sprungartig von der ursprünglichen konkaven Gestalt in die kon\exe Gestalt und anschließend zurück in die konkave Gestalt wechselt während bei der weiteren Abkühlung der Dose bv zur Raumtemperatur auch der während der Sterilisi tion praktisch keinerlei Verformung unterliegend'· Bodenteil aus seiner ursprünglich konvexen Gestu¹' in eine konkave Gestalt unter der l-inwirkuim debei der Abkühlung entstehenden Vakuums übereehi Weiterhin ist es bei einer für Kondensmilch ausgebildeten Dose bekannt, den Deckelspiegel mit Aus nähme eines die unterste Ebene des Deckels bildenden zentralen kreisförmigen Bereiches mit eine· durch einen Lötpfropfen verschholMvi-. ι· I-inlüliöiniino versehenen Bereich durch ^■■■!·:.■ ^r; k.»* ■:■'■.

trische Rippen zu versteifen, die dem Dcckelspiegel im Querschnitt ein wellenförmiges Profil verleihen. Gleichzeitig wird dadurch dem Deckel eine gewisse Elastizität für den Sterilisationsvorgang verliehen.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Beibehaltung der üblichen terrassenförmig vertieften Deckelform den Metalldeckel der eingangs näher bezeichneten Art so weiterzubilden, daß dieser die bei der Sterilisation auftretenden Druckänderungen zuverlässig und unter stetig fortschreitender Verformung ohne die Gefahr einer Überschreitung der Elastizitätsgrenze des Deckelmaterials aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß bei dem Metalldeckcl vor einer Sterilisation der Dose jeder terrassenförmige Ringabschnitt gegenüber einer zur Ach^r-e senkrechten Ebene in Richtung zur Achse des Deckels hin ansteigt, während der axiale Abstand der beiden Ebenen, in denen der FaIzrand als oberste Ebene des Deckels bzw. die zentrale Zone als unterste Ebene des Deckels liegen, kleiner als das U.OGfaehe, vorzugsweise etwa das 0,05lache, der lichten Weite der Kernwand betrügt. Wie die üblichen terrassenförmig vertieften Metalldecke! tür Dosen unterliegt auch der neue Metalldecke! bei der Sterilisation einer wesentlichen Verformung, bei der er die während der Temperaturbehandlung auftretenden Druckänderungen im Inneren der Dose zuverlässig aufnehmen kann. Diese Formänderung erfolgt bei dem neuen Deckel jedoch nicht schnappartig, sondern in einem doppelten Sinne stetig !'unschreiiend. Einmal geht der neue Deckd aus der allgemein konkaven Anfangsstellung bei Zunahme des Druckes unter stetiger Formänderung in die konvexe Querschnittsgestalt übe. Zum anderen pflanzt sich, die Verformung des Deckelmaterials bei dem l'ber-L'anü von der konkaven in die konvexe Querschtmsgestalt über einen größeren radialen Bereich fort, so daß der Deckel eine wesentlich höhere Nachgiehigkeit aufweist, die gewährleistet, daß auch bei hohen Druckdilferen/en eine Überschreituns Jer Elastizitätsgrenze des Deckels an keiner Stelle zu befürchten ist. Damit wird auch gewährleistet, daß eier Deckel während der Abkühlung der Dose und Nachlassen des Innendruckes zuverlässig seine urspuingluh terrassenförmig vertiefte oder konkave Querschnittsiicstalt wieder annimmt.

Vorteilhafterweise ist die radiale Breite des Boden der ringförmigen Vertiefung kleiner als das 0.0.V--fache der lichten Weite der Kernwand. Die Anzahl der terrassenförmigen Schragen beträft wenigstens /ι (D 50 - Γ), wobei der Buchstabe/) die lichte Weite der Kernward in mm ist und 1, auf die nächste eanzc Zahl auf- oder abgerundet ist. Die Stufen sind /wcckmaßigerweise beic'so'.is: uher Krümmungen mit einem Krümmungsradius wenigstens gleich dem O.OlSfachen, vorzugsweise etwa dem ll.OZfachen. der lichten Weite der kemvvand an die radial benachbarten Deckelbereiche angeschlossen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematicher Zeichnungen an einem Auslülmingsbei^pel näncr erläutert. Es zeim

Fig. 1 eine mit einem Deckel gemäß der Frlinduni! versehene Dose 111 perspektivischer Anstellt schräg von oben und

F i g. 2 in' i'Miileren Maßstab den halben Ouerschniit durch i:ir ·<-. 'errassenförmiü abgestuften Meei hrhndum:

In der perspektivischen Darstellung nach Fig. 1 ist ein terrassenförmig vertiefter Metalldeckel 11 gemäß der Erfindung über eine Doppelfalznaht mn einem üblichen Dosenrumpf 10 versehen, der im dargestellten Beispie! kreisförmige Umrißgestalt aufweist.

Der Deckel 11 weist eine etwa parallel zur Achse des Deckels verlaufende Kernwand 13 auf. an die einerseits der nicht näher bezeichnete und etwa in einer zur Achse senkrecht verlaufenden Ebene P liegende Falzrand und andererseits der in einer zur Ebene /' parallelen Ebene liegende Boden 14 einer ringförmigen Vertiefung der radialen Breite L anschließen. Die lichte Weite der Kernwand 13 ist mit D bezeichnet. Auf der radial inneren Seite ist die ringförmige Vertiefung durch einen nachgiebigen, nach außen vorspringenden oder gekrümmten Verbindungsabschnitt 15 begrenzt. Zwischen diesem Verbindungsabschnitt 15 und einer zentralen, von Verformungen freien Zone 18 sind mehrere, im vorliegenden Fall drei, terrassenförmige Ringabschnitte 16 vorgesehen, die jeweils über nach unten abfallende ringförmige Stufen 17 miteinander verbunden sind. Während der Falzrand die oberste Ebene /' des Deckels bildet, liegt die zentrale Zone 18 in der untersten Ebene des Deckels 11. Der Abstand zwischen diesen beiden Ebenen, gemessen entlang der Achse des Deckels, ist in F i g. 2 mit F bezeichnet.

Der axiale Abstand F zwischen der obersten Ebene P und der untersten Ebene 18 des Deckels ist kleiner als das 0.06fache der lichten Weite D der Kernwand 13. Im bevorzugten Beispiel ist dieser Abstand etwa das 0.05fache dieser lichten Weite. Die radiale Breite des Bodens 14 der ringförmigen Vertiefung, die in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise bestimmt wird, ist kleiner als das 0.036fache der lichten Weite D der Kernwand.

Von wesentlichem Einfluß ist auch die Zahl der terrassenförmigen Ringabschnitte 16. Die Anzahl dieser Ringabschnitte sollte ausreichend groß sein. Vorzugsweise sollte man dabei folgende Beziehuni; zwischen der Anzahl »n« der terrassenförmigen Ringabschnittc und der lichten Weite »D". der Kernwand berücksichtigen:

η = D 50 .

wobei die Zahl »n« auf die nächsttiefere oder nächsthöhere ganze Zahl ab- bzw. aufgerundet wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Zahl »n« wenigstens gleich η = (D '50+ 1). Jeder terrassenförmige Ringabschnitt 16 steigt, wie dies F i g. 2 deutlich zeigt, gegenüber der senkrecht zu den Ebenen /' und 18 stehenden Achse des Deckels in Richtung /u dieser Achse hin an. Die Stufen 17 zwisehen zwei in radialer Richtung aufeinanderfolgenden terrassenförmigen Ringabschnitten 16 schließen an diese Ringabschnitte über Krümmungen an. wobei der Krümmungsradius wenigstens gleich dem (),015fachen. bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel etwa gleich dem U,U2fachcn. der lichten Weite D der Kernwand ist. Das gleiche gilt auch für die Anschlußkrüimmungen an die radial benachbarten Deckelbereiche, z.B. an der Anschlußstelle der radial innersten Schulter 17 an die zentrale Zone 18 des Deckels, die im wesentlichen eben ausgebildet ist.

Bei einem typischen Deckel nach der Erfindung zeigten die Maße und Verhältnisse folgende Werte: Größter Durchmesser des Deckels vor seiner Anbringung an der Dose etwa Ul mm. lichte Weite D der Kernwand etwa gleich 99 mm, radiale Breite L des Bodens 14 der ringförmigen Vertiefung etwa 3.6 mm. Zahl »n« der terrassenförmigen Ringabschnitte 16 gleich drei. Neigung ρ der terrassenförmigen Ringabschnitte zwischen( "·

ansteigend. Krümmungsradius der Anschlußkrümmungen der Stufen 17 zwischen etwa 1 und 2 mm. Bei Anwendung dieses Deckels zeigte sich eine besonders große Nachgiebigkeit sowie eine fortschreitende Verformung unter der Wirkung der Druckänderungen bei der Sterilisation. Die Nachgiebigkeit des Deckels kann durch die Veränderung des Volumens der Dose in Abhängigkeit von dem inneren Druck gekennzeichnet werden. Beim Vergleich der Volumenänderung zwischen einer Dose B mit einem terrassenförmig vertieften Metalldeckel üblicher An und eine·; Dose B' mit einem terrassenförmig vertieften Metalldeckel der verbesserten Art ergaben sich unter sonst gleichen Bedingungen. Materialien und Verhältnissen die folgenden Werte:

Die Dose ß mit einem üblichen Deckel besaß bei einem Innendruck von 0.6 kg cm- ein Anfangsvolumen l·', von 55 cm^:1. Dieses Volumen vergrößerte sich auf einen Wert \'„ = 85 cm³ bei Zunahme des Druckes auf einen Wert von l.Skgcm². Das Verhältnis von Anfanssvolumen zu Endvolumen betruE 1.54.

Bei gleichen Drücken zeigte eine Dose mit einen-Deckel der bevorzugten Ausführungsform ein Anfangsvolumen von 34 cm³ und ein Endvolumen vor 72 cm³. Das Verhältnis zwischen Anfangsvolumer und Endvolumen betrug bei dieser Dose 2,12.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

),05 ode: 5 % und 0,2C oder 20 %

Claims (4)

'f 1 2 liebis anders geformtem Do;>ennimpf vorgesehen Patentansprüche: sein."Der Metalldeckel wird mit diesem Dosenrumpf dadurch abdichtend verbunden, daß der Falzrand

1. Terrassenförmia vertiefter Metalldeckel für des Deckels mit dem Falzrand des Dosenrumpfes zu Dosen, insbesondere" Konservendosen, mit einer 5 einer Doppelfalznaht gemeinsam verformt werden, etwa parallel zur Achse verlaufenden Kernwand. Derartig terrassenförmig vertiefte Metalldeckel, die an die einerseits ein etwa in einer zur Achse allgemein in bezug auf das Äußere der Do-.e konkav senkrecht verlaufenden Ebene lieuender Falzrand ausgebildet sind, spielen eine wichtige Rolle bei der und andererseits der in einer dazu paralleler. Wärmebehandlung der Dosen für die Sterilisation des Ebene liegende Boden einer rinaförmiaen Ver- io Doseninhalts. Da bei einer solchen Sterilisationstiefung anschließen, die radial innen durch einen behandlung im Inneren der Dosen erhebliche Drucknachgiebigem nach außen vorspringenden Ver- änderungen aufgrund der Temperaturänderungen bindungsabschnitt begrenzt ist, zwischen dem und auftreten, müssen die Metalldeckel in der Lage sein, einer zentralen, von Verformungen freien Zone elastisch nachzugeben, um diese Druckänderungen mehrere über nach unten abfallende, ringförmige 15 aufnehmen zu können. Bei der Zunahme der Tem-Siufen miteinander verbundene terrassenförmige peratur während der Sterilisation und dem damit Ringabschnittc vorgesehen sind, d ad u rch ge- einhergehenden zunehmenden Druck im Dosenksennzc iehnet," daß bei dem Metalldeckel inneren erfahren die Metalldeckel eine solche Devor einer Sterilisation der Dose jeder terrassen- formation, daß das normale konkave Profil zu einem förmige Ringabschnitt (16) gegenüber einer zur 20 gegenüner dem Äußeren der Dose konvexen Profil Achse" senkrechten Ebene in "Richtung zur Achse überwechselt. Während der an die Sterilisation andes Deckels hin ansteigt, während" der axiale schließenden Abkühlung fällt auch der innere Druck Abstand (F) der beiden Ebenen, in denen der in der Dose wieder ab. Auch bei difser Druckände-Falzrand als oberste Ebene des Deckels bzw. die rung müssen die Metalldeckel wiederum nachgeben zentrale Zone (18) als unterste Ebene des Dek- 25 köiuen. und zwar in entgegengesetzter Richtung, so kels liegen, kleiner als das 0,06fache. Vorzugs- daß sie schließlich annähernd wieder das ursprüngweise etwa das 0.05fache der lichten Weite (D) liehe konkave Profil gegenüber dem Äußeren der der Kernwand beträgt. Dose annehmen. Nimmt der Metalldeckcl nach der

2. Metalldeckel nach Anspruch 1. dadurch gc- Abkühlung nicht wieder im wesentlichen die urkennzeichnet. daß die radiale Breite (/.) ues 30 sprüngliche konkave Gestalt an. d.h.. unterliegt er Bodens (14) der ringförmigen Vertiefung (13) bei der auftretenden Wechselbeanspruchung einer kleiner als das 0,03(Sfachc der lichten Weite (D) bleibenden Verformung, so pflegt der Verbraucher der Kernwand beträgt. daraus in der Regel zu schließen, daß der Dosen-

3. Mctalldeckcl nach Anspruch 1 oder 2. da- inhalt nicht mehr ganz in Ordnung ist. Eine mit durch gekennzeichnet, daß die Anzahl der 35 einem solchen Deckel verschlossene Konservendose terrassenförmigen Schrägen (16) wenigstens ist daher in aller Regel nicht mehr normal verkäuf-/1 = (D K) - Ϊ) beträgt, wobei D die lichte Weite lieh. Es besteht dabei auch die Gefahr, daß bei überder Kernwand in Millimeter ist und η auf die schreiten der elastischen Verformung des Metallnächste ganze Zahl auf- oder abgerundet ist. deckels sich die normalerweise eng an die Innenwand

4. Metalldeckel nach Anspruch 1 bis 3. da- 40 des Dosenrumpfes anlegende Kernwand des Metalldurch gekennzeichnet, daß die Stufen (17) beid- deckeis von dem Dosenrumpf abhebt, was zu Unseitig über Krümmungen mit einem Krümmung¹- dichtigkeiten führen kann. Um diesem Abheben der radius wenigstens gleich dem fl.015fachen. vor- Kernwand von der Innenseite des Dosenrumpfes entzugsweise etwa dem ().02fachcn. der lichter gegenzuwirken. ist es bei terrassenförmig vertieften Weite (D) der Kernwand an die radial benach- *5 Metalldcckeln für Dosen bekannt, den an die Kernbarten Deckclberciche angeschlossen sind. wand anschließenden Boden der ringförmigen Vertiefung des Metalldeckels durch eine oder mehrere rinsiförmiee Rippen geringer Höhe zu versteifen (vcl.

britische Patentschrift 1170 877).

5^f· Bei derartig terrassenförmig vertieften Mctalldekkeln erfolgt der Übergang von der allgemein konkaven Gestalt des Metalldeckels in die konvexe Ge-

Dic Erfindung betritt einen terrassenförmig ver- stalt während der Sterilisationsbchandlung sennapptieften Mctalldeckcl für Dosen, insbesondere Kon- artig. Das heißt, daß der Metalldeckel bei Zunahme servendosen. mit einer etwa parallel zur Achse ver- 55 der Temperatur und des Innendruckes in der Dose laufenden Kernwand, an die einerseits ein etwa in bis zu einem vorbestimmten Druckwert ohne wesenteiner zur Achse senkrecht verlaufenden Ebene lic- liehe Änderung der Deckelgestalt widersteht. Sobald gender Falzrand und andererseits der in einer da/u der Druck den betreffenden Druckwert übersteigt, parallelen Ebene liegende Boden einer ringförmigen gibt der Deckel schnappartig nach und springt in eine Vertiefung anschließen, die radial innen durch einen ^6o Lage, in der er ein konvexes Profil besitzt. Bei diesem nachgiebigen, nach außen vorspringenden Verbin- schnappartigen übergang kann es am leichtesten dungsabschnitt begrenzt ist. zwischen dem und cinei passieren, daß das Material des Deckels bis zu seiner zentralen, von Verformungen freien Zone mehrere Elastizitätsgrenze oder darüber hinaus beansprucht über nach unten abfallende, ringförmige Stufen mit wird. Diese Eigenschaft von terrassenförmig vertiefcinander verbundene terrassenförmige Rinpabschnittc ^fi.s !en Metalldcckeln für Dosen ist seit langem bekannt vorgesehen sind. Man hat seit langem versucht, dieser Erscheinung

Derartig Metalldecke! können für Dosen mi: entgegenzuwirken. So ist man bei einem bekannten '-■-■'·■ ' ··· ' · ■ '-· ' 'ciii ode '· ■ Mevilkic V'' von der termssenfirmip vertiefif"* P^r··