DE4010660C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine dreiteilige Verpackung aus Metall, Metall- oder Metall/ Kunststoff-Verbundfolie, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Sie betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verpackung mit den Merk­ malen des Oberbegriffs der Ansprüche 10 oder 11.

Aus der CH-PS 3 29 600 ist ein stapelbarer Behälter mit Stülp- oder Eindrückdeckel bekannt. Um die gleichartige Stapelung zweier oder mehrerer solcher Behälter zu erleichtern, ohne die beiden Enden des Behälterrumpfes radial aufweiten oder ein­ ziehen zu müssen, ist an dem Eindrückdeckel eine ringförmige Aufstandsfläche für das Bodenende der Verpackung ausgebildet, die radial außen oder radial innen durch einen in axialer Richtung aufragenden Kragen begrenzt ist.

Eine solche Ausbildung ist bei über zylindrische Falznähte verschlossene Behälter nur möglich, wenn man das bodenseitige Ende oder das deckelseitige Ende des Rumpfes gegenüber dem anderen Ende in einem erheblichen Maße radial einzieht, so daß beim Stapeln die Falznähte von übereinanderliegenden Verpackungen teleskopartig inein­ andergreifen können.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung, das teleskopartige Ineinandergreifen der Falznähte zur Verbesserung der Stapelbarkeit von Verpackungen zu ermög­ lichen, ohne daß das Bodenende oder das Deckelende des Rumpfes in einem ent­ sprechend erheblichem Maße radial eingezogen werden muß.

Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.

Aus der FR-OS 23 27 149 ist eine Verpackung mit Deckel und Boden bekannt, die in üblicher Weise mit den Rumpfenden über eine Doppelfalznaht von zylindrischer Ausrichtung und Form verbunden sind. Diese Druckschrift geht davon aus, daß bei solchen Falznähten die Gefahr besteht, daß bei einer starken Beanspruchung der Naht, z. B. bei Fall der Verpackung aus einer ausreichenden Höhe, die Falznaht sich lockert oder löst. Um die mechanische Festigkeit der Falznaht zu verbessern, wird gemäß der Druckschrift vorgesehen, daß der Randbereich des Rumpfhakens nach innen und auf den Haken selbst zurückgefaltet wird, während bei der Aus­ formung oder nach der Ausformung der Falznaht diese eine gegenüber der Achse der Verpackung leicht konische Ausrichtung erteilt wird und hierbei der Deckel­ haken über dem verstärkten Rand des Rumpfhakens verformt wird, so daß sich ein zusätzlicher formschlüssiger Eingriff zwischen diesen Teilen ergibt.

Gemäß der Lehre des Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung ist zwar auch vorgesehen, daß das Rumpfteil der Verpackung durch Randflasche an seinen beiden Enden mit Deckel und Boden jeweils durch eine zylindrische Einfach- oder Mehrfachfalznaht verbunden ist. Die Ausbildung ist jedoch so getroffen, daß über einen begrenzten Teil der axialen Höhe der Falznaht an einem Ende der Verpackung die Falznaht radial nach außen aufgeweitet und am anderen Ende radial nach innen gestaucht sind, und zwar in einem solchen, aufeinander abge­ stimmten Maße, daß die Falznähte beim Stapeln nur über die begrenzte axiale Höhe der Falznaht teleskopartig ineinandergreifen. Durch die schulterartige Aus­ bildung der beiden Falznähte wird in Verbindung mit der gegensätzlichen Verfor­ mung der Falznähte radial nach innen bzw. radial nach außen ein sicherer teles­ kopartiger Eingriff beim Stapeln der Behälter über eine begrenzte Höhe der Falznaht erreicht, ohne daß der Rumpf an seinem bodenseitigen Ende dazu eingezogen werden muß. Es kann auch von der herkömmlichen Ausbildung der zylindrischen Falznähte unverändert ausgegangen werden, da die schulterartige Verformung nur geringfügig ist und nur einen Teil der axialen Höhe der Falznaht umfaßt. Durch die gegenläufigen Verformungen bei den Falznähten an den beiden Enden der Verpackung braucht die Verformung an der einzelnen Falznaht nur relativ geringfügig zu sein. Es ist dabei auch nicht kritisch, ob die schulterartige Erweiterung dem Bodenfalz oder dem Deckelfalz zugeordnet ist, wenn es auch für die Fertigung zweckmäßig ist, die rediale Aufweitung des lichten Durch­ messers des äußeren axialen Höhenbereiches der Falznaht des Deckels zuzu­ ordnen.

Die stufenförmige Ausbildung der Falzenaht kann bereits während der Herstellung der Falznaht erfolgen, und zwar unter Verwendung entsprechend profilierter Verschließköpfe und/oder Verschließrollenprofile.

Die bevorzugte Ausbildung ist es bei Mehrfachfalzen, daß die Schulter unmittel­ bar außerhalb des Überlappungsbereiches von Deckelhaken und Rumpfhaken liegt.

Zur Herstellung geht das Verfahren gemäß der Erfindung von einem Stand der Technik aus, wie er durch die Merkmale des Oberbegriffes der Ansprüche 10 bzw. 11 hervorgeht. Das Verfahren nach Anspruch 10 eignet sich dabei besonders für die Herstellung einer Verpackung gemäß der Lehre des Anspruchs 1.

Das Verfahren nach Anspruch 11 trägt der Möglichkeit Rechnung, eine schulter­ förmige Aufweitung eines Bereiches der Falzhöhe nur dem Deckelfalz zuzuordnen, während der bodenseitige Falz zunächst in der üblichen zylindrisch glatten und schulterfreien Form ausgebildet wird, jedoch in einem nachfolgenden Schritt in eine sich axial nach außen und radial nach innen verjüngende, gegen­ über der Achse der Verpackung konische Form gestaucht wird. Dies ermöglicht es, die Schulter im deckelseitigen Falz weniger stark radial auszuprägen, was die Herstellung mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit auf modernen Verschließ­ maschinen ohne Beeinträchtigung der Festigkeit und Dichtigkeit und Zuverlässig­ keit der Falznahtverbindung erleichtert.

Bei allen Ausführungsformen ergibt sich der Vorteil, daß bei der Herstellung und dem Verschließen der Verpackung von Rumpfteilen sowie Deckeln und Deckel­ ringen und Bodenteilen ausgegangen werden kann, die bezüglich ihrer geometri­ schen Gestalt und Abmessungen den für diese Art von Verpackungen üblichen Teilen genau entsprechen.

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

Es zeigt

Fig. 1 im Ausschnitt und im senkrechten Schnitt zwei übereinandergestapelte Verpackungen;

Fig. 2 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 den bodenseitigen Falz der oberen Verpackung nach Fig. 1 vor dem endgültigen, den Falz stauchenden Schritt;

Fig. 3 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 1 den deckelseitigen Falz und den zugehörigen Verschließkopf unter Angabe weiterer Einzelheiten und

Fig. 4 ein demgegenüber abgewandeltes Ausführungsbeispiel in ähnlicher Dar­ stellung wie Fig. 1, wobei jedoch die für die Herstellung erforder­ lichen Werkzeuge, soweit erforderlich, in Eingriffsstellung mit einge­ zeichnet sind.

Die Teile der Verpackungen können aus gleichen oder unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. Zur Herstellung kann Metallblech oder Metallfolie oder Metall/Kunststoff-Verbundfolie verwendet werden.

Eine bevorzugte Anwendung besteht für dreiteilige Verpackungen, bei denen an den beiden Enden eines Rumpfteils über eine Falznaht ein Bodenteil bzw. ein Deckelteil oder Deckelringteil abdichtend und bleibend befestigt ist. Dazu weisen Rumpf und/oder Boden- und Deckelteil entsprechende Randflansche auf.

Die Falzverbindungen können in beliebiger herkömmlicher Weise ausgebildet sein, unabhängig davon, ob es sich um einen Einfachfalz, eine Doppelfalznaht oder um einen Mehrfachfalz handelt.

Bevorzugt wird bei allen Ausführungsformen von Verpackungsteilen ausgegan­ gen, die bezüglich Geometrie und Abmessungen herkömmlich sind, die also keiner besonderen Herstellungsmaßnahmen oder Herstellungsschritte bedürfen. Die Hinweise in der nachfolgenden Beschreibung auf die besondere Ausbildung der bodenseitigen und der deckelseitigen Naht können auch in umgekehrter Weise auf die beiden Falznähte bezogen werden, ohne daß das nachfolgend noch ausdrücklich erwähnt wird. Es ist jedoch davon auszugehen, daß die darge­ stellten Zuordnungen der Merkmale bevorzugt sind, wobei das Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 bis 3 gegenüber dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 wiederum bevorzugt ist.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 und 3 sind jeweils im Ausschnitt zwei Verpackungen 1 und 2 gezeigt, die in Fig. 1 übereinandergestapelt sind. Es wird davon ausgegangen, daß die Verpackungen 1 und 2 insgesamt gleich ausge­ bildet sind, so daß die Hinweise, die bei der einen Verpackung gegeben werden, auch gleichermaßen für die andere Verpackung gelten.

Die Verpackung 1 besteht aus einem zylindrischen Rumpf 3 von beliebigem Quer­ schnitt, der von der Herstellung aus einen nach außen abgebogenen Randflansch an seinen beiden Enden aufweist. Das untere Ende wird durch einen vorge­ formten Bodenteil 4 verschlossen, der im dargestellten Beispiel ausgehend von der Kernwand, einen Randflansch aufweist. Die Flansche am unteren Ende des Rumpfes 3 und des Bodens 4 werden mit üblichen Werkzeugen einer Verschließ­ maschine, also mit Hilfe eines zentralen Schließkopfes und äußerer Ver­ schlußrollen zu einer Falznaht, im dargestellten Beispiel zu einer Doppel­ falznaht 5 fest, dicht und bleibend verbunden.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, erstreckt sich die bodenseitige Doppelfalznaht 5 nach ihrer Herstellung im wesentlichen in axialer Fluchtung mit dem zylindri­ schen Rumpf 3.

Nach Fertigstellung der bodenseitigen Falznaht 5 wird diese in einem weiteren Arbeitsschritt nachträglich mit Hilfe eines Stauchringes 10 aus der Ausrichtung nach Fig. 2 in die konisch gestauchte Ausrichtung nach Fig. 1 überführt. Zu diesem Zweck weist der Stauchring 10 eine konische Innenfläche 11 auf, die gegenüber der Achse des Stauchringes unter einem Winkel 12 geneigt ist, der zwischen 5° und 15°, vorzugsweise zwischen 7° und 10° beträgt. Der Stauchring 18 wird gegenüber der Verpackung 1 in Richtung des Pfeiles 13 gedrückt, wodurch die Doppelfalznaht 5 in Richtung des Pfeiles 14 radial eingezogen wird. Der Übergang zwischen dem konischen Nahtbereich und dem zylindrischen Rumpf 3 ist in Fig. 1 bei 3c angedeutet, wobei 3a die ursprüngliche zylindrische Rumpf­ wand und 3b der untere konische Teil der Rumpfwand ist. Auf diese Weise wird der Bodenfalz 5 in seinem Außendurchmesser deutlich verringert und in eine konische Lage gebracht.

Die Verpackung 2 ist an ihrem oberen Ende durch einen Deckelteil 7 ver­ schlossen, der angrenzend an seine Kernwand einen Flansch aufweist, der zu­ sammen mit dem Randflansch des Rumpfes 6 zu einer Falznaht, im darge­ stellten Beispiel einer Doppelfalznaht 8 verformt wird. Bei der Herstellung dieser Doppelfalznaht 8 wird ein besonders ausgebildeter Schließkopf 15 verwendet, wie er in Fig. 3 gezeigt ist. Dieser Schließkopf 15 greift in den auf das Rumpfende aufgelegten Deckel 7 ein und weist im Abstand von der axial äußeren Kante der Doppelfalznaht 8 eine Ringschulter 16 auf, über die der Schließkopf 15 in seinem oberen Bereich entsprechend erweitert ist. Man erkennt ferner, daß der Schließkopf 15 unterhalb der Schulter 16 und oberhalb der Schulter jeweils schwach konisch verlaufende Umfangswände 17 bzw. 19 aufweist. Die radiale Ausdehnung der Schulter 16 ist bei 21 angedeutet. Sie liegt vorzugsweise im Bereich von 1 bis 1,5 Materialdicken der in der Falznaht 8 liegenden Material­ lagen. Die Neigungswinkel der Umfangswände 17 und 19 sind mit 18 bzw. 20 eingezeichnet. Sie liegen zweckmäßigerweise zwischen 5° und 15° und vorzugsweise zwischen etwa 7° und 10° gegenüber der Verpackungsachse.

Mit dem Schließkopf 15 wirken entsprechend angepaßte Schließrollen zusammen, so daß sich eine Doppelfalznaht 8 ergibt, wie sie in den Fig. 1 und 3 dar­ gestellt ist. Diese Doppelfalznaht 8 ist, vorzugsweise unmittelbar oberhalb des Bereiches 26, über den sich der Rumpfhaken und der Deckelhaken überlappen, radial nach außen erweitert, wobei eine Erweiterung das Schultermaß, dem Maß 21 der Schulter 16 in etwa entspricht. Diese Erweiterung erstreckt sich über den äußeren Bereich 27 der axialen Länge 25 der Doppelfalznaht 8. Über die Länge 27 erfolgt bei dem Aufeinanderstapeln gleicher Verpackungen 1 und 2 ein teleskopartiger Eingriff der Falznähte 5, 8, wobei das Eingriffsausmaß in Fig. 1 mit 9 angegeben ist.

Es ist noch zu bemerken, daß die Stauchung der bodenseitigen Naht 5 gemäß Fig. 2 und die Vergrößerung des Innendurchmessers des äußeren Bereiches der deckelseitigen Falznaht 8 nach Fig. 3 aufeinander abgestimmt sind, so daß die Falznähte 5, 8 leicht, jedoch mit ausreichend geringem Spiel ineinandergreifen. Der Eingriff wird zusätzlich durch die Konizität beider Falznähte erleichtert.

Die Ausbildung der deckelseitigen Falznaht 8 nach Fig. 3 kann mit Vorteil auch bei zweiteiligen Behältern angewendet werden, bei denen der mit dem Rumpf einstückig verbundene Boden dem bodenseitigen Falz 5 entsprechend bemessen und konisch ausgebildet ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 sind schulterartige Absätze im bodensei­ tigen und im deckelseitigen Falz 32, 42 vorgesehen. Mit Hilfe des Schließkopfes 36 und eines Spezialprofils 34 der zugehörigen Schließrollen 33 wird die bodenseitige Falznaht 32 zwischen Rumpf 30 und Boden 31 bereits bei der Ausformung mit einer schulterartigen Verkleinerung des Außendurchmessers der Falznaht 32 im Bereich oberhalb des Überlappungsbereiches 35 von Bodenhaken und Rumpfhaken versehen, wie dies der obere Teil der Fig. 4 zeigt. Gleichzeitig kann der Schließkopf 36 eine leicht konische Umfangswand 37 aufweisen, so daß die Falznaht 32 insgesamt schwach nach außen konisch ausgebildet ist.

Deckelseitig ist der Rumpf 40 mit dem Deckel 41 über die Falznaht 42 ver­ bunden, und zwar unter Verwendung eines mit einem besonderen Profil 47, 48 versehenen Schließkopfes 46. Das Profil weist im oberen Bereich eine im erheblichen Umfange radial vorspringende Umfangsnase auf, die eine Schulter 47 bildet. Unter Zusammenwirken mit entsprechenden Verschließrollen wird so der Bereich 43 der Doppelfalznaht 42 oberhalb des Überlappungsbereiches 45 der in dem Falz liegenden Hakenabschnitte bezüglich des Innendurchmessers schulterartig vergrößert.

Auch hier sind die schulterartigen Verformungen an den beiden Falznähten 32, 42 so aufeinander abgestimmt, daß die außenliegenden Bereiche leicht, jedoch mit geringem Spiel ineinandergreifen können.

Bei dieser Ausführungsform ist zu beachten, daß die relativ große Umfangsnase des Schließkopfes 46 eine relativ hohe Belastung der Falzteile bewirkt, wodurch die kontrollierte Falzbildung bei den hohen Fertigungs- bzw. Schließgeschwindig­ keiten beeinträchtigt werden kann.

Claims (12)

1. Dreiteilige Verpackung aus Metall, Metall- oder Metall/Kunststoff-Verbundfolie, bestehend aus einem Rumpfteil und einem Boden sowie einem Deckel oder Deckel­ ringteil, die mit Randflanschen versehen sind und bleibend und abdichtend miteinander verbindbar sind, wobei die Verbindungsbereiche vom Rumpfteil mit dem Deckel bzw. mit dem Boden unterschiedlich so geformt sind, daß beim Stapeln der verschlossenen Verpackung Bodenende und Deckelende von übereinander angeord­ neten Verpackungen teleskopartig ineinandergreifen, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Rumpfteil (3, 6) durch Randflansche an seinen beiden Enden mit Deckel (7) und Boden (4) jeweils durch eine zylindrische Einfach- oder Mehrfachfalznaht (5, 8) verbunden ist, die über einen begrenzten Teil (9) der axialen Höhe der Falznaht an einem Ende der Verpackung radial nach außen aufgeweitet und am anderen Ende radial nach innen getauscht sind, und zwar in einem solchen Maß, daß die Falznähte (5, 8) beim Stapeln nur über die begrenzte axiale Höhe (9) teleskopartig ineinandergreifen.

2. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radiale Aufweitung oder Stauchung wenigstens einer der beiden Falznähte (5, 8) in Form einer stufenartigen Veränderung des lichten Falzdurchmessers vorliegt.

3. Verpackung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stufenförmige Vergrößerung des Falzes (5, 8) im wesentlichen auf denjenigen axialen Bereich (27, 43) einer Mehrfachfalznaht beschränkt ist, der außerhalb des Überlappungsbereiches (26, 35, 45) von Rumpf und Deckelhaken der Falznaht beschränkt ist.

4. Verpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die axiale Tiefe (9, 43) des teleskopartigen Eingriffs der Falznähte (5, 8) ca. 1 bis 1,5 mm beträgt.

5. Verpackung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeich­ net, daß das radiale Maß (21) der Aufweitungs- oder Stauchungsstufe maximal etwa der Gesamtdicke der Materiallagen in der Falznaht, vorzugsweise etwa der Dicke von 1 bis 1,5 Materiallagen der Doppelfalznaht (5, 8) entspricht.

6. Verpackung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die stufenförmige Aufweitung der Falznaht dem Deckel (7, 41) zuge­ ordnet ist.

7. Verpackung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenfalz gegenüber einer zylindrischen Ausrichtung (siehe Fig. 2) ohne Stufenbildung in eine axial nach außen und radial nach innen konisch geneigte Lage (siehe Fig. 1) gestaucht ist.

8. Verpackung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß auch der eine stufenförmige Vergrößerung aufweisende Deckelfalz (8) in eine axial und radial nach außen leicht konische Lage ausgeformt ist (vgl. Fig. 1 und 3).

9. Verpackung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung des Falzes gegenüber der Verpackungsachse zwischen 5° und 15°, vorzugsweise zwischen 7° und 10° beträgt.

10. Verfahren zum Herstellen einer dreiteiligen Verpackung nach Anspruch 1, bei dem von einem vorgeformten Rumpfteil mit Randflansch an beiden Enden und von einem vorgeformten Bodenteil bzw. Deckelteil oder Deckelringteil jeweils mit Flansch von herkömmlicher Form und Bemessung ausgegangen wird und die Teile durch Bildung einer zylindrischen Einfach- oder Mehrfachfalznaht dicht und bleibend miteinander verbunden werden, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Falznaht in einem von der axial nach außen weisenden Falz­ nahtkante ausgehenden und sich nur über einen Teil der axialen Höhe der Falznaht erstreckenden Bereich unter Bildung einer Stufe von vorbestimmter radialer Breite an einem Ende der Verpackung radial aufgeweitet und an dem entgegengesetzten Ende radial gestaucht wird, und zwar in einem Umfange, daß die aufgeweiteten bzw. gestauchten Falznahtbereiche von übereinanderge­ stapelten Verpackungen teleskopartig ineinander geschoben werden können.

11. Verfahren zum Herstellen einer dreiteiligen Verpackung nach Anspruch 1, bei dem von einem vorgeformten Rumpfteil mit Randflansch und von einem vorgeformten Bodenteil bzw. Deckelteil oder Deckelringteil jeweils mit Flansch von herkömmlicher Form und Bemessung ausgegangen wird und diese Teile durch Bildung einer Einfach- oder Mehrfachfalznaht dicht und bleibend miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelfalznaht in einem von der axial nach außen weisenden Falznahtkante ausgehenden und sich nur über einen Teil der axialen Höhe der Falznaht erstreckenden Bereich unter Bildung einer Stufe von vorbestimmter radialer Breite radial aufgeweitet und die Bodenfalznaht in der herkömmlichen zylin­ drischen Form, Ausrichtung und Bemessung hergestellt und anschließend aus ihrer im wesentlichen zylindrischen Ausrichtung in eine Ausrichtungslage gestaucht wird, in der ihr Durchmesser in Richtung auf die axial äußere Falznahtkante konisch abnimmt, und zwar derart, daß die Bodenfalznaht bei Übereinanderstapeln von Verpackungen teleskopartig in den aufgeweiteten Bereich der Deckelfalznaht geschoben werden kann.

12. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelfalznaht bei der stufenförmig aufgeweiteten Ausbildung eines begrenzten Bereiches ihrer Höhe zugleich in eine axial und radial nach außen sich konisch erweiternde Form überführt wird.