DE3930937C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Getränkedose aus Metall mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Zweiteilige Getränkedosen sind in vielerlei Ausführungsformen bekannt, wobei besonderes Augenmerk auf eine druckstabile Bodengeometrie gerichtet worden ist. Neben der druckstabilen Ausbildung müssen aber bei der Herstellung noch andere Faktoren beachtet werden. Hierzu gehören die Ausbildung der Werkzeuge, die Anforderungen an eine zuverlässige Innenlackierung sowie die Stapelbarkeit der verschlossenen Dosen und dgl. Um eine Innendruckstabilität von größer als 6 bar zu gewährleisten, muß auf die Einhaltung entsprechender Materialdicken im Bodenbereich geachtet werden. Übliche Materialdicken hierfür liegen im Bereich von z. B. 0,28 bis 0,32 mm. Ferner ist bei der Herstellung zweiteiliger Dosen auch darauf zu achten, daß es sich um ausgesprochene Massenartikel handelt, so daß ein möglichst geringer Materialeinsatz und eine, bezogen auf ein konstantes Füllvolumen, möglichst geringe Gesamthöhe angestrebt werden.

Aus der US-PS 37 30 383 ist bei einer zweiteiligen Dose der profilierte Boden des Rumpfes so ausgebildet, daß ein Bodenzwischenabschnitt in Form eines zylindrischen Ringbereiches vorhanden ist, der jeweils über Krümmungsradien in einen kalottenförmig gewölbt vorspringenden zentralen Bodenabschnitt bzw. in einen kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt übergeht.

Die US-PS 23 39 763 zeigt einen Behälter aus Blech für unter Innendruck stehende Güter. Hierbei werden Bleche mit einer Dicke zwischen 0,32 und 0,34 mm verwendet. In einer Ausführungsform ist der Bodenspiegel flach und senkrecht zur Behälterachse ausgebildet und geht über einen im Querschnitt S-förmig gebogenen Bodenrandabschnitt in den Behälterrumpf über, wobei abgesehen von den Krümmungsradien alle Bereiche dieses Abschnittes zylindrisch ausgebildet sind. Bei einer anderen Ausführungsform ist der Boden zum Behälterinneren kalottenförmig gewölbt und durch ein gesondertes Bodenblech zusätzlich verstärkt. Um dieses Zusatzblech unterhalb des Bodens randseitig einklemmen zu können, ist der Boden unter den gewölbten Bodenspiegel faltenartig zurück, d. h. radial nach innen geschlagen, und geht dann in eine etwa kreisförmige Falzrolle und von dort in die Rumpfwand über. Der Krümmungsradius, der den gewölbten Deckelspiegel mit der Falzrolle verbindet liegt innenseitig an der Innenfläche der Rumpfwand an.

Aus Figur 10 der WO 83/02 577 ist ein Dosenrumpf aus Aluminium mit entsprechend profiliertem Boden für unter Überdruck stehende Getränke bekannt. Von dieser bekannten Ausführungsform geht der Anspruch 1 im Oberbegriff aus. Die Blechdicke für den Bodenbereich der bekannten Dose liegt bei 0,295 mm und höher. Bei dieser bekannten Dose geht es darum, den Krümmungsradius in dem Bodenzwischenbereich möglichst klein zu machen und den inneren ringförmigen Bodenabschnitt möglichst steil zu stellen, und zwar innerhalb eines Bereiches von +5° bis -5°, bezogen auf die Achse des Rumpfes.

Es hat sich gezeigt, daß eine solche Ausbildung ein Umspringen des Bodens unter Druckeinwirkung nur begrenzt verhindern kann.

Ausgehend von einer zweiteiligen Getränkedose aus Metall mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 ist es Aufgabe der Erfindung, diese Dose so weiterzubilden, daß bei ausreichender Innendruckstabilität der Dosenrumpf aus dünneren Blechen hergestellt werden kann, ohne daß sich an dem Verhältnis von Füllvolumen zur Gesamthöhe der Dose etwas ändert.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst. Untersuchungen haben gezeigt, daß ein Umspringen des Bodens nur bei Einhalten der für die Ausbildung des Bodenzwischenabschnittes zwischen dem Dosenrumpf und dem zentralen, nach innen kalottenförmig gewölbten Bodenabschnitt abgegebenen Winkelbeziehung zuverlässig vermieden werden kann, und zwar auch dann, wenn die Bodenblechdicke deutlich unter 0,28 mm liegt. Dabei ist zu beachten, daß die Blechdicke eine den Materialaufwand und damit die Herstellungskosten entscheidend mitbestimmende Größe ist und daß es sich bei den in Frage stehenden Artikeln um Massenartikel handelt, die in Milliardenstückzahlen pro Jahr hergestellt und vertrieben werden. Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung bildet der Bodenzwischenabschnitt einen zum Doseninneren hin offenen U-förmigen Bodenprofilquerschnitt, dessen Schenkelabschnitte unterschiedliche Länge aufweisen. Aufgrund der Ausbildung erhält man auch bei Bodenblechdicken unter 0,28 mm, eine hohe Formstabilität, auch bei Innendrücken von größer als 6 bar. Die Dosenrümpfe lassen sich leicht in der Massenfertigung herstellen, und zwar unter deutlicher Einsparung von Material und Kosten. Maßgeblich hierfür sind die vorgesehenen Winkelverhältnisse sowie die U-förmige Querschnittsprofilierung. Der innere Schenkel des Bodenzwischenabschnittes kommt bei Befolgung der Lehre nach der Erfindung, im Querschnitt gesehen, senkrecht oder rechtwinkelig zu dem anschließenden Bereich des nach innen gewölbten zentralen Bodenabschnitte zu liegen und stützt daher diesen mit hoher Zuverlässigkeit gegen jede Umspringtendenz des Bodens ab.

In der Weiterbildung der Lehre im Sinne des Anspruchs 2 wird eine durch Untersuchungen festgestellte Beziehung zwischen dem Winkel β und der Querschnittsgestalt des zentralen Bodenabschnittes berücksichtigt. Ferner hat sich in der Praxis als besonders vorteilhaft die optimale Neigung des äußeren Bodenabschnittes gemäß Anspruch 3 erwiesen.

Weitere vorteilhafte Merkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 4 und 5.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 im senkrechten Schnitt den unteren Abschnitt des Behälterteils einer zweiteiligen Getränkedose herkömmlicher Ausführung.

Fig. 2 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 den Behälterteil der zweitei­ ligen Getränkedose gemäß der Erfindung.

Fig. 3 veranschaulicht im vergrößerten Maßstabe noch besser die Einzelheiten der Bodengeometrie, während

Fig. 4 die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen, die Bodengeometrie be­ stimmenden Größen veranschaulicht.

Bei der in Fig. 1 gezeigten üblichen Getränkedose handelt es sich um eine sol­ che mit herkömmlichem Bodenprofil. Der zylindrische Rumpf 1 der durch Tief­ ziehen und Abstreckziehen einstückig hergestellten Dose weist einen äußeren ring­ förmigen Bodenabschnitt 3 auf, der Kegelstumpfform aufweist. Sein kleinerer Durchmesser weist nach unten und ist über einen Bodenzwischenabschnitt in Form eines Krümmungsradius mit einem zentralen, kalottenförmig gewölbten Bodenabschnitt 4 verbunden. Der Bodenzwischenabschnitt ist mit 5 bezeichnet. Der zentrale Abschnitt 4 des Bodens 2 nimmt den größeren Teil des Durchmessers des Bodens ein. Sein Radius ist wesentlich größer als der halbe Dosendurchmesser. Die Dose ist rotationssymmetrisch bezogen auf die Behälterachse 6 ausgebildet.

In Fig. 2 ist demgegenüber die Bodengeometrie der zweiteiligen Getränkedose nach der Erfindung gezeigt. Auch bei der Dose 7 geht der zylindrische Rumpf 8 über einen Krümmungsradius in einen äußeren kegelstumpfförmigen Bodenab­ schnitt 9 über. Dessen in axialer Richtung tieferliegender Bereich von kleinstem Durchmesser ist über einen Bodenzwischenabschnitt 11 mit dem zentralen Boden­ abschnitt 10 verbunden, der wiederum kalottenförmig gewölbt ausgebildet ist und in das Innere des Behälters vorspringt.

Fig. 2 zeigt zugleich die Dose 7 in einem Stapel mit einer darunterliegenden Dose 12, deren nach außen kalottenförmig gewölbter Deckel 13 über eine eine Kegelstumpffläche bildende Naht 14 mit dem Rumpf der Dose 12 verbunden ist. Der äußere kegelstumpfförmige Bodenabschnitt 9 ist so geneigt und so bemessen, daß er, wie dies die Fig. 2 zeigt, beim Stapeln in die kegelstumpfförmige Naht 14 eingreift und so einen sicheren wackelfreien Stand gewährleistet. Die Bodengeometrie der neuen Dose ermöglicht jedoch auch ein sicheres Stapeln in Verbindung mit anderen Deckelformen und anderen Verbindungsnähten zwischen Deckel und Behälterteil der zweiteiligen Getränke­ dose.

Einzelheiten der Bodengeometrie ergeben sich besser noch aus der Fig. 3, in der eine Bodenhälfte in größerem Maßstabe wiedergegeben ist. Der zylindrische Rumpf 8 geht über einen kleinen Krümmungsradius 16 in den kegelstumpfförmi­ gen äußeren Bodenabschnitt 9 über. Desgleichen ist der Rand des kalottenförmig gewölbt vorspringenden zentralen Bodenabschnittes 10 mit einer Randkrümmung 17 versehen, mit der der zentrale Bodenabschnitt an den Bodenzwischenabschnitt 11 stetig angeschlossen ist. Der Bodenzwischenabschnitt 11 ist in der darge­ stellten, bevorzugten Ausführungsform im Querschnitt von U-förmiger Gestalt, wobei die beiden Schenkel außen durch den kegelstumpfförmigen äußeren Boden­ abschnitt 9 und innen durch einen kegelstumpfförmigen Wandbereich 18 gebildet wird. Der schmalere Durchmesser beider kegelstumpfförmigen Wandbereiche liegt axial weiter unten und der Behälterachse näher als die weiteren Ränder dieser Randabschnitte.

Die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche 9 und 18 sind in der bevorzugten Ausführungsform über einen im Querschnitt kreisbogenförmigen Wandabschnitt 19 miteinander verbunden.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, bildet der äußere kegelstumpfförmige Bodenab­ schnitt 9 mit einer senkrecht zur Behälterachse verlaufenden Ebene einen Winkel α. Dieser kann zwischen 20 und 60° liegen und beträgt vorzugsweise etwa 40°. Der kegelstumpfförmige Wandbereich 18 des Bodenzwischenabschnittes 11 bildet mit der gleichen Ebene einen Winkel β. Dieser Winkel wird bevorzugt in Abhängigkeit sowohl von dem Krümmunsradius R₁ als auch von dem Kugelabschnittsradius R₂ des zentralen Bodenbereiches 10 gewählt. Die Bestimmung erfolgt zweckmäßigerweise nach der Gleichung

Es hat sich gezeigt, daß eine bevorzugte Neigung des kegelstumpfförmigen Wandbereiches 18 dann erreicht wird, wenn dieser Abschnitt parallel zu dem Krümmungsradius R_1R verläuft, dessen Pfeilspitze auf die Pfeilspitze des Kugel­ abschnittsradius R₂ trifft, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.

Der Winkel β kann gleich groß oder kleiner als der Winkel α sein. Bevorzugt sind beide Winkel gleich, so daß die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche zueinander und zu dem Radius R_1R parallel verlaufen.

Die Längen l₁ des äußeren kegelstumpfförmigen Bodenabschnittes bzw. l₂ des kegelstumpfförmigen Wandbereiches 18 des Bodenzwischenabschnittes 11 sind veränderbar, wobei l₂ bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel deutlich kleiner als l₁ ist. Die Länge l₂ kann auch Null sein, so daß der Krümmungsradius r₂, der die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche miteinander verbindet näher an die Behälterachse heranreicht als der Krümmungsradius r₃, der den Bodenzwischen­ abschnitt 11 mit dem zentralen Abschnitt 10 in Fig. 3 bzw. 27 in Fig. 4 ver­ bindet. Der Radius r₂ kann zwischen etwa 0,5 und 4 mm liegen und beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 1,5 mm.

Die Bodenwanddicke kann deutlich unter 0,28 mm liegen, ohne daß die Innen­ druckstabilität des Bodens gemindert wird.

In Fig. 3 sind unterschiedliche Neigungen des kegelstumpfförmigen Wandbe­ reiches 18 bei 19a und 19b gestrichelt angedeutet.

Für die Innenlackierung der Dosen mit der besonderen Bodengeometrie wird zweckmäßigerweise die bekannte Elektrotauchlackierung eingesetzt, da diese eine problemlose und zuverlässige Lackierung aller Bereiche des Bodens ge­ währleistet.

Die Herstellung der neuen Bodengeometrie erfordert keine besonderen Maß­ nahmen außer, daß nach dem Tiefzieh- und Abstreckvorgang ein weiterer Ver­ formungsvorgang eingeschaltet wird.

Claims (5)

1. Zweiteilige Getränkedose aus Metall mit einem Unterteil (7) aus einem Rumpfab­ schnitt (8) mit einem einstückig damit verbundenen, profilierten Boden, der einen zum Inneren der Dose kalottenförmig gewölbt vorspringenden zentralen Bodenabschnitt (10) mit einem Durchmesser größer als der halbe Dosendurchmesser aufweist, dessen kreisförmiger Randbereich über einen kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnitt (18) mit einem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt (9) verbunden ist, der an seinem weiteren Ende in den Dosenrumpf (8) übergeht und mit einer senkrecht zur Behälterachse verlaufenden Bezugsebene einen Winkel (α) zwischen 20° und 60° bildet, wobei der Durchmesser (21) des kreisförmigen Randbereiches (17) des zentralen Bodenabschnittes (10) größer ist als der kleinste Durchmesser (20) des durch die inneren und äußeren Bodenabschnitte (9, 18) gebildeten Bodenzwischenabschnittes (11) ist, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige innere Bodenabschnitt (18) mit dem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt (9) einen U-förmigen Querschnitt des Bodenzwischenabschnittes (11) bestimmen und daß der Neigungswinkel (α) des kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnittes (9) und der Neigungswinkel (β) des kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnittes (18), jeweils bezogen auf die senkrecht zur Dosenachse verlaufende Bezugsebene, nach der Beziehung β≦α aufeinander abgestimmt sind.

2. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungswinkel (α) des kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnittes (18) des Bodenzwischenabschnittes (11) auf die Querschnittsform des zentralen Bodenabschnittes (10 bzw. 27) nach der Beziehung abgestimmt ist, worin R1 der Krümmungsradius des zentralen Bodenbereiches (10) und R2 der Kugelabschnittsradius dieses zentralen Bodenbereiches (10) sind.

3. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige äußere Bodenabschnitt (9) eine Neigung aufweist, die etwa gleich der Neigung desjenigen Krümmungsradius (R_1R) des zentralen Bodenbereiches (10) ist, dessen Pfeilende auf dem Schnittpunkt mit dem Kugelabschnittsradius (R₂) dieses Bodenbereiches (10) liegt.

4. Zweiteilige Getränkedose nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der beiden kegelstumpfförmigen Bodenabschnitte (9, 18) zwischen etwa 1 mm und 4 mm liegt und vorzugweise etwa 2 mm beträgt.

5. Zweiteilige Getränkedose nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke in den Bereichen des Bodens unter 0,28 mm liegt.