DE60015385T2

DE60015385T2 - Behälterdeckelverschluss und verfahren zum verbinden eines behälterdeckelverschlusses mit einem dosenkörper

Info

Publication number: DE60015385T2
Application number: DE60015385T
Authority: DE
Inventors: G. Christopher NEINER
Original assignee: Metal Container Corp
Current assignee: Metal Container Corp
Priority date: 1999-12-08
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2020-12-06
Also published as: CA2392994A1; WO2001041948A2; AU771993C; US20040140312A1; AU771993B2; EP1237666A2; ES2231308T3; US20020190071A1; HK1056137A1; CN100364688C; MXPA02005671A; EP1237666B1; US6499622B1; US6702142B2; CN1799723A; BR0016243A; JP2003520135A; CN1244418C; CA2392994C; AU4516601A

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Metallbehälter und insbesondere Metalldosen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Dosen aus Aluminium werden primär als Behälter für den Ladenverkauf von Getränken in individuellen Portionen verwendet. Die jährlichen Verkaufszahlen solcher Dosen liegen im Bereich von einigen Milliarden, und folglich wurde ihre Konstruktion über die Jahre verbessert, um Kosten zu reduzieren und die Leistungsfähigkeit zu verbessern. Weitere Verbesserungen erfolgten aus ökologischen Gründen, um die Nutzbarmachung zu verbessern und die Wiederverwertung zu unterstützen.
Reduzierungen der Kosten können durch Materialeinsparungen, Abfallverminderung und verbesserte Produktionsraten realisiert werden. Verbesserungen bezüglich der Leistungsfähigkeit können funktionaler Natur sein, wie zum Beispiel eine bessere Verbindung und eine höhere Enddruckfähigkeit. Solche Verbesserungen können die Verwendung von dünneren Metallblechen ermöglichen, was direkt zu Verminderungen bezüglich der Materialkosten führt. Verbesserungen bei der Leistungsfähigkeit können auch ergonomischer Natur sein, so kann beispielsweise das Ende einer Dose so konfiguriert sein, um einen leichteren Zugriff auf die Aufreißlasche oder einen besseren Kontakt mit den Lippen zu ermöglichen.
Dosen aus Aluminium werden üblicherweise aus einer vorbeschichteten Aluminiumlegierung hergestellt, wie zum Beispiel die Aluminiumlegierung 5182. Die Dosen, die normalerweise aus einem relativ dünnen Metallblech hergestellt werden, müssen in der Lage sein, Drücken zu widerstehen, die 689,47 kPa erreichen können, wobei 620,53 kPa eine in der Industrie erkannte Anforderung ist. Die Dosen werden normalerweise aus einem Dosenkörper hergestellt, an dem ein Dosendeckel oder Dosenverschluss angebracht ist. Jede dieser Komponenten hat bestimmte Spezifikationen und Anforderungen. Zum Beispiel muss die obere Fläche der Dosendeckel so konfiguriert sein, um mit der unteren Fläche der Dosenböden zusammenzupassen, so dass die Dosen einfach aufeinander gestapelt werden können. Es ist außerdem gewünscht, dass die Dosendeckel in einer gestapelten Anordnung zusammenpassen, und zwar aus Gründen der Handhabung und des Versands vor der Anbringung des Dosendeckels an dem Dosenkörper. Die Möglichkeit, diese funktionalen Anforderungen unter Verwendung von immer weniger Material zu erfüllen, entwickelt sich immer weiter.
Ein Dokument gemäß Stand der Technik, veröffentlicht unter dem Patent Cooperation Treaty in der internationalen Veröffentlichung Nummer WO 96/37414, offenbart eine Dosendeckelkonstruktion für verminderte Verwendung von Metall und verbesserte Druckfähigkeit. Dieser Dosendeckel weist einen Umfangsbereich oder "Bördelung (Curl)", eine kegelstumpfförmige Spannwand, die sich von der Innenseite der Umfangsbördelung erstreckt, eine nach außen gerichtet konkave, ringförmige Verstärkungsrippe oder "Absenkung (Countersink)", die sich von der Spannwand radial nach innen erstreckt, und einen mittleren Plattenbereich auf, der durch den inneren Bereich der Absenkung gehalten ist. Die kegelstumpfförmige Spannwand ist mit einem Winkel von zwischen 20° und 60° bezüglich einer Achse geneigt, die zu dem mittleren Plattenbereich senkrecht verläuft. Eine doppelte Verbindung ist zwischen diesem Ende der Dose und einem Dosenkörper durch einen Vorgang geformt, bei dem die Umfangsbördelung am Dosenkörperflansch durch ein kegelstumpfförmiges/zylindrisches Spannwerkzeug zentriert ist, das dazu ausgestaltet ist, um in die kegelstumpfförmige Spannwand des Dosendeckels zu passen. Es ist beschrieben, dass die Überlappung der Umfangsbördelung an dem Deckel mit dem Dosenkörperflansch ein herkömmliches Ausmaß hat. Durch Drehen des Dosendeckels/Dosenkörpers, zunächst gegen eine Verbindungswalze und dann gegen eine Abflachwalze wird eine doppelte Verbindung zwischen den beiden Teilen hergestellt. Während des Abflachvorgangs wird der Bereich der Spannwand benachbart zu der Umfangsbördelung in eine zylindrische Form gebogen und gegen die zylindrische Fläche des Spannwerkzeugs abgeflacht. Der Deckel der internationalen Veröffentlichung Nummer WO 96/37414 hat bekannte Abmessungen für den Umfangsbördelungsbereich, der an der Dose angebracht wird.
Der Dosendeckel, der in der internationalen Veröffentlichung Nummer WO 96/37414 offenbart ist, erfordert eine größere Menge an Metall als der Dosendeckel der vorliegenden Erfindung, wodurch die Herstellungskosten erhöht werden. Die erhöhte Verwendung an Metall bei diesem Stand der Technik resultiert aus einem höheren oder tieferen Absenkung, einem größeren Umfangsbördelungsbereich, als in der vorliegenden Erfindung offenbart, und der Verwendung einer kegelstumpfförmigen Spannwand, die durch einen einzigen Winkel bezüglich einer Achse senkrecht zu dem mittleren Plattenbereich charakterisiert ist. Der in der WO 96/37414 offenbarte Deckel ist außerdem für eine erhöhte Metalldeformation während der Ausbildung der Verbindung und Beschädigung bei geringeren Drücken anfällig. Durch den in der internationalen Veröffentlichung Nummer WO 96/37414 offenbarten Dosendeckel wird kein Dosendeckel mit einer gekrümmten Spannwand offenbart oder vorgeschlagen. Durch die internationale Veröffentlichung Nummer WO 96/37414 wird kein Dosendeckel offenbart oder vorgeschlagen, der einen optionalen Stufenbereich oder Übergangsbereich zwischen der Spannwand und dem Umfangsbördelungsbereich aufweist. Daher wird die in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Erfindung durch die internationale Veröffentlichung Nummer WO 96/37414 nicht vorweggenommen.
Obwohl die UK-Patentanmeldung GB-A-2 315 478 und die europäische Patentschrift EP-A-0 340 944 auf ähnliche Weise Dosenendschalen beschreiben, wird ein Dosendeckel mit einer gekrümmten Spannwand oder einem optionalen Stufenbereich oder Übergangsbereich zwischen der Spannwand und dem Umfangsbördelungsbereich weder offenbart noch vorgeschlagen. Daher wird die in der vorliegenden Anmeldung offenbarte Erfindung weder durch die UK-Patentanmeldung GB-A-2 315 478 noch durch die europäische Patentschrift EP-A-0 340 955 vorweggenommen.
Obwohl die veröffentlichte PCT-Patentanmeldung WO 98/34743 einen Dosendeckel offenbart, der eine zweiteilige Spannwand hat, ähnlich einem Dosendeckel mit einer Spannwand und einem Stufenbereich, wird in der Patentanmeldung WO 98/34743 nichts vorgeschlagen oder offenbart, dass entweder die Spannwand oder der Stufenbereich eine gekrümmte Form wie in der in der vorliegenden Anmeldung offenbarten Erfindung haben. Auch ist es keine offensichtliche Verbesserung für den Fachmann, eine Spannwand oder einen Stufenbereich vorzusehen, die eine gekrümmte Form haben.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Durch die vorliegende Erfindung werden Aluminiumdosendeckel vorgeschlagen, die eine gekrümmte Spannwand mit einer reduzierten Verbindung kombinieren. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des offenbarten Dosendeckels weist einen mittleren Plattenbereich mit einer Mittelachse, die senkrecht zu einem Durchmesser von dem äußeren Rand des Dosendeckels verläuft, eine ringförmige Absenkung, die sich von dem mittleren Plattenbereich nach außen erstreckt, eine gekrümmte Spannwand, die sich von der ringförmigen Absenkung radial nach außen erstreckt, einen Stufenbereich, einen Übergangsbereich, der sich von der Spannwand radial nach außen erstreckt, und eine Umfangsbördelung auf, die sich von dem Übergangsbereich nach außen erstreckt. Der Stufenbereich verbessert die Dichtigkeit und Integrität einer doppelten Verbindung, die zwischen dem Dosendeckel und dem Dosenkörper ausgebildet ist, während die gekrümmte Spannwand die Festigkeit des Dosendeckels im Vergleich mit einer einfachen kegelstumpfförmigen Spannwand verbessert. Durch diese Merkmale wird die Verwendung von Metall bei der Herstellung vermindert, und es wird erwartet, dass der Ausschuss von gefüllten Dosen vermindert wird, und es wird die Verwendung von dünneren Metallblechen für den Dosendeckel ermöglicht.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beiliegenden Zeichnungen sind in die Beschreibung eingebunden und bilden einen Teil dieser Beschreibung, um die Erläuterung der vorliegenden Erfindungen zu unterstützen. Es ist beabsichtigt, dass die Zeichnungen lediglich darstellenden Zwecken dienen, und es ist nicht beabsichtigt, dass sie exakte Darstellungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindungen bilden. Die Zeichnungen stellen außerdem bevorzugte Beispiele davon dar, wie die Erfindungen hergestellt und verwendet werden können, und sie sind nicht dazu gedacht, die Erfindungen auf lediglich jene Beispiele zu beschränken, die dargestellt und beschrieben sind. Die verschiedenen Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindungen werden aus einer Betrachtung der Zeichnungen verdeutlicht, in denen:
1 eine seitliche Querschnittsansicht von einem Dosendeckel zeigt, der gemäß der Erfindung konstruiert ist;
2 eine seitliche Querschnittsansicht von einem Dosendeckel auf einem Dosenkörper vor der Ausbildung einer doppelten Verbindung zeigt;
3 eine seitliche Querschnittsansicht von einem Dosendeckel auf einen Dosenkörper zeigt, wie er während des ersten Schritts der Ausbildung einer doppelten Verbindung erscheint;
4 eine seitliche Querschnittsansicht von einem Dosendeckel auf einen Dosenkörper zeigt, wie er während des letzten Schritts der Ausbildung einer doppelten Verbindung erscheint;
5 eine seitliche Querschnittsansicht von der Art und Weise des Stapelns von Dosendeckeln zeigt, die gemäß der Erfindung konstruiert sind; und
6 eine seitliche Querschnittsansicht von der Art und Weise des Stapelns von gefüllten Dosen gemäß der vorliegenden Erfindungen zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegenden Erfindungen werden in dem nachfolgenden Text unter Bezugnahme auf die Zeichnungen von Beispielen beschrieben, wie die Erfindungen hergestellt und verwendet werden können. Die Zeichnungen dienen lediglich darstellenden Zwecken und sind keine maßstabsgetreuen Darstellungen der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindungen. In den verschiedenen Ansichten dieser Zeichnungen werden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um gleiche oder entsprechende Teile zu bezeichnen. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von einem Dosendeckel 10. Die hier gezeigten und beschriebenen Ausführungen sind beispielhaft. Viele Details sind in der Technik allgemein bekannt und sind daher als solche weder gezeigt noch beschrieben. Es ist nicht beansprucht, dass alle beschriebenen und gezeigten Details, Teile, Elemente oder Schritte hier erfunden wurden. Obwohl zahlreiche Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindungen in den Zeichnungen und in dem zugehörigen Text beschrieben sind, ist die Beschreibung lediglich darstellender Natur, und es können Veränderungen durchgeführt werden, insbesondere hinsichtlich der Anordnung, der Form und der Größe der Teile, und zwar innerhalb der Grundprinzipien der Erfindung in dem ganzen Ausmaß, das durch die breite allgemeine Bedeutung der in den Ansprüchen verwendeten Begriffe angegeben ist. Die in der Beschreibung vorgesehenen Abmessungen sind Werkzeugabmessungen, und die tatsächlichen Abmessungen der gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten Dosendeckel können variieren.
1 ist eine Querschnittsansicht von einem Dosendeckel 10, die ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindungen zeigt. Der Dosendeckel 10 ist vorzugsweise aus Aluminiumblech hergestellt. Normalerweise wird eine Aluminiumlegierung verwendet, wie zum Beispiel die Aluminiumlegierung 5182. Das Blechmetall hat normalerweise eine Dicke von etwa 0,080 bis etwa 0,100 Zoll (etwa 2,032 bis etwa 2,540 mm), bevorzugt von etwa 0,082 bis etwa 0,094 Zoll (etwa 2,083 bis etwa 2,388 mm) und noch bevorzugter von etwa 0,084 bis etwa 0,088 Zoll (etwa 2,134 bis etwa 2,235 mm). Das Blechmetall kann mit einer Beschichtung (nicht gezeigt) an zumindest einer Seite beschichtet sein. Diese Beschichtung ist üblicherweise an der Seite von dem Blechmetall vorgesehen, durch die das Innere der Dose gebildet ist. Dosendeckel werden normalerweise in einem mehrstufigen Vorgang hergestellt. Fachleute sind mit solchen Verfahren, wie sie hier beschrieben sind, zum Herstellen von Dosendeckeln, um die Konfiguration und Geometrie des Dosendeckels 10 vorzusehen, gut vertraut.
Der Dosendeckel 10 umfasst einen mittleren Plattenbereich 12. Der mittlere Plattenbereich 12 ist allgemein kreisförmig, kann aber auch, falls beabsichtigt, nichtkreisförmig sein. Der mittlere Plattenbereich 12 hat einen Durchmesser d₁ von etwa 1,5 bis etwa 2 Zoll (etwa 38,099 bis etwa 50,8 mm), vorzugsweise von etwa 1,6 bis etwa 1,9 Zoll (etwa 40,64 bis etwa 48,26 mm), und noch bevorzugter von etwa 1,7 bis etwa 1,8 Zoll (etwa 43,18 bis etwa 45,72 mm). Obwohl der mittlere Plattenbereich 12 als flach gezeigt ist, kann er auch eine gewölbte oder kuppelförmige Konfiguration haben und ist nicht notwendigerweise auf eine flache oder Planare Konfiguration beschränkt. Der mittlere Plattenbereich 12 hat eine Mittelachse 14, die senkrecht zu dem Durchmesser d₂ von dem äußeren Rand oder von dem Umfangsbördelungsbereich 38 des Dosendeckels 10 verläuft. Der Durchmesser d₁ des mittleren Plattenbereichs 12 beträgt vorzugsweise weniger als 8% des Durchmessers d₂ von dem äußeren Rand oder dem Ümfangsbördelungsbereich 38 des Dosendeckels 10.
Der mittlere Plattenbereich ist von einer ringförmigen Absenkung 16 umgeben, die durch eine innere Wand 20 und eine äußere Wand 28 gebildet ist, die voneinander beabstandet und durch einen gekrümmten Bodenbereich 24 verbunden sind. Die innere und die äußere Wand 20, 28 sind allgemein flach und können parallel oder mit einem kleinen Winkel zueinander verlaufen, wobei der Bodenbereich 24 gekrümmt ist. Die innere und die äußere Wand 20, 28 sind vorzugsweise parallel zu der Mittelachse 14, können jedoch eine oder beide mit einem Winkel von etwa 15° divergieren. Die ringförmige Absenkung 16 ist entlang der oberen Kante der inneren Wand 20 mit dem mittleren Plattenbereich 12 verbunden. Die gekrümmte Verbindung 18, durch die die innere Wand 20 mit der Kante des mittleren Plattenbereichs 12 verbunden ist, hat einen Krümmungsradius r₁, der von etwa 0,013 bis etwa 0,017 Zoll (etwa 0,330 bis etwa 0,431 mm) beträgt, bevorzugt von etwa 0,014 bis etwa 0,016 Zoll (etwa 0,355 bis etwa 0,406 mm) und noch bevorzugter von etwa 0,014 bis etwa 0,016 Zoll (etwa 0,3619 bis etwa 0,387 mm), obwohl dieser Krümmungsradius r₁ nicht als kritisch erachtet wird. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius r₁ befindet sich unterhalb des Profils des Dosendeckels 10. Die innere Wand 20 ist mit dem Bodenbereich 24 durch eine gekrümmte Verbindung 22 verbunden, die einen Krümmungsradius r₂ hat. Der Krümmungsradius r₂ beträgt von etwa 0,006 bis etwa 0,018 Zoll (etwa 0,152 bis etwa 0,457 mm), vorzugsweise von etwa 0,009 bis etwa 0,015 Zoll (etwa 0,228 bis etwa 0,380 mm), und noch bevorzugter von etwa 0,011 Zoll bis etwa 0,013 Zoll (etwa 0,279 bis etwa 0,330 mm), obwohl der Krümmungsradius r₂ nicht als kritisch erachtet wird. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius r₂ befindet sich oberhalb des Profils des Dosendeckels 10. Der Bodenbereich 24 ist mit der äußeren Wand 28 durch eine gekrümmte Verbindung 26 verbunden, die einen Krümmungsradius r₃ hat, der von etwa 0,010 bis etwa 0,022 Zoll (etwa 0,254 bis etwa 0,559 mm) beträgt, bevorzugt von etwa 0,012 bis etwa 0,020 Zoll (etwa 0,304 bis etwa 0,508 mm), und noch bevorzugter von etwa 0,014 bis etwa 0,018 Zoll (etwa 0,355 bis etwa 0,457 mm). Der Krümmungsradius r₃ hat einen Mittelpunkt, der sich über dem Profil des Dosendeckels 10 befindet und ebenfalls nicht als kritisch erachtet wird. Die ringförmige Absenkung 16 hat eine Höhe h₁ von etwa 0,03 bis etwa 0,115 Zoll (etwa 0,761 bis etwa 2,921 mm), vorzugsweise von etwa 0,05 Zoll bis etwa 0,095 Zoll (etwa 1,27 bis etwa 2,413 mm), und noch bevorzugter von etwa 0,06 bis etwa 0,085 Zoll (etwa 1,523 bis etwa 2,159 mm).
Die ringförmige Absenkung 16 ist mit der Spannwand 132 durch eine gekrümmte Verbindung 30 verbunden, die einen Krümmungsradius r₄ von etwa 0,03 bis etwa 0,07 Zoll hat (etwa 0,762 bis etwa 1,778 mm), bevorzugt von etwa 0,035 bis etwa 0,06 Zoll (etwa 0,889 bis etwa 1,524 mm), und noch bevorzugter von etwa 0,0375 bis etwa 0,05 Zoll (etwa 0,952 bis etwa 1,27 mm), obwohl dies nicht als kritisch erachtet wird. Der Mittelpunkt des Krümmungsradius r₄ befindet sich unter dem Profil des Dosendeckels 10. Die Spannwand 132 ist als eine gekrümmte Spannwand mit einem Krümmungsradius r₅ gezeigt, der von etwa 0,4 bis etwa 1 Zoll beträgt (etwa 10,16 bis etwa 25,4 mm), bevorzugt von etwa 0,520 bis etwa 0,845 Zoll (etwa 13,208 bis etwa 21,463 mm), noch bevorzugter von etwa 0,620 bis etwa 0,745 Zoll (etwa 15,748 bis etwa 18,923 mm), und am meisten bevorzugt von etwa 0,670 bis etwa 0,695 Zoll (etwa 17,108 bis etwa 17,653 mm). Der Mittelpunkt des Krümmungsradius r₅ befindet sich unter dem Profil des Dosendeckels 10. Die gekrümmte Spannwand 132 ist so, dass eine Linie, die durch das innerste Ende der gekrümmten Spannwand 132, nahe dem Ende der gekrümmten Verbindung 30, und durch das äußerste Ende von der gekrümmten Spannwand 132 verläuft, nahe dem Anfang des Stufenbereichs 34, einen spitzen Winkel bezüglich der Mittelachse 14 des mittleren Plattenbereichs 12 bildet. Dieser spitze Winkel beträgt von etwa 20° bis etwa 80°, bevorzugter von etwa 30° bis etwa 60°, und noch bevorzugter von etwa 40° bis etwa 50°.
Der Stufenbereich 34 erstreckt sich von der gekrümmten Spannwand 132 radial nach außen. Der Stufenbereich 34 ist vorzugsweise mit einem Krümmungsradius r₆ gekrümmt, der von etwa 0,02 bis etwa 0,06 Zoll beträgt (etwa 0,508 bis etwa 1,524 mm), noch bevorzugter von etwa 0,025 bis etwa 1,397 Zoll (etwa 0,635 bis etwa 1,397 mm), noch bevorzugter von etwa 0,03 bis etwa 0,05 Zoll (etwa 0,762 bis etwa 1,27 mm), und am meisten bevorzugt von etwa 0,035 bis etwa 0,045 Zoll (etwa 0,889 bis etwa 1,143 mm). Der Krümmungsradius r₆ hat einen Mittelpunkt, der sich über dem Profil des Dosendeckels 10 befindet.
Der Übergangsbereich 36 erstreckt sich von dem Stufenbereich 34 radial nach außen. Der Übergangsbereich 36 hat einen Krümmungsradius r₇ von etwa 0,04 bis etwa 0,09 Zoll (etwa 1,016 bis etwa 2,286 mm), noch bevorzugter von etwa 0,05 bis etwa 0,08 Zoll (etwa 1,27 bis etwa 2,032 mm), und am meisten bevorzugt von etwa 0,06 bis etwa 0,07 Zoll (etwa 1,524 bis etwa 1,778 mm). Der Krümmungsradius r₇ hat einen Mittelpunkt, der sich unter dem Profil des Dosendeckels 10 befindet. Der Umfangsbördelungsbereich 38 erstreckt sich von dem Übergangsbereich 36 radial nach außen. Der Umfangsbördelungsbereich 38 hat eine Höhe h₂ von etwa 0,04 bis etwa 0,09 Zoll (etwa 1,016 bis etwa 2,286 mm), bevorzugter von etwa 0,0475 bis etwa 0,0825 Zoll (etwa 1,206 bis etwa 2,096 mm), noch bevorzugter von etwa 0,055 bis etwa 0,075 Zoll (etwa 1,397 bis etwa 1,905 mm), und am meisten bevorzugt von etwa 0,06 bis etwa 0,07 Zoll (etwa 1,524 bis etwa 1,778 mm).
Der Übergangsbereich 36 erstreckt sich von der Spannwand 132 radial nach außen, im Gegensatz zu einer radial nach außen verlaufenden Erstreckung von dem Stufenbereich 34, wenn der Dosendeckel keinen Stufenbereich 34 hat. Die Spannwand 132 ist durch einen Übergangsbereich 36 mit dem Umfangsbördelungsbereich 38 verbunden.
2 zeigt den Dosendeckel 10, der auf dem Dosenkörper 40 aufliegt und insbesondere auf dem Flansch 42 des Dosenkörpers 40 aufliegt. Der Dosenkörper 40 wird durch eine Basisplatte 45 (nicht gezeigt) abstützend gehalten, die zusammen mit dem Spannwerkzeug 44 für eine Drehung um die Achse 14 montiert ist. Das Spannwerkzeug 44 weist eine Antriebsfläche 46 auf, die konfiguriert ist, um mit der Fläche der Spannwand 132 und mit dem Krümmungsradius r₆ zusammenzupassen und damit einzugreifen. Das Spannwerkzeug 44 hat einen im wesentlichen zylindrischen oberen Bereich 48.
Wie nachfolgend erläutert, kann der obere Bereich 48 aus Herstellungsgründen durch einen sich verjüngenden Winkel modifiziert sein. Eine begrenzte Klemmkraft zwischen dem Spannwerkzeug 44 und der Basisplatte 45 (nicht gezeigt) bewirkt eine adäquate Reibung zwischen dem Spannwerkzeug 44 und der Spannwand 132 für eine positive Drehung des Dosendeckels 10 und des Dosenkörpers 40.
3 zeigt die erste Stufe der Ausbildung einer doppelten Verbindung zwischen dem Dosendeckel 10 und dem Dosenkörper 40. Eine Walze 50 drückt gegen den Umfangsbördelungsbereich 38 und die durch das Spannwerkzeug 44 aufgebrachte Zentrierkraft. Das Spannwerkzeug 44 versetzt den Dosendeckel 10 und den Dosenkörper 40 in Drehung, wodurch eine Walz- und Gesenkwirkung erreicht wird, durch die der Übergangsbereich 36, der Umfangsbördelungsbereich 38 und der Flansch 42 in eine Zwischen-Umfangsverbindung 52 umgeformt werden. Der Krümmungsradius r₆ liegt gegen das Spannwerkzeug 44 an, um den Übergangsbereich 36 und den Umfangsbördelungsbereich 38 abzustützen, was zu der Walzverformung gegen die Walze 50 führt. Daher wirken eine positive Abstützung und Führung zusammen, um konsistente und zuverlässige Ergebnisse bei der Herstellung der Zwischen-Umfangsverbindung 52 zu erreichen.
4 zeigt die letzte Stufe der Ausbildung einer doppelten Verbindung zwischen dem Dosendeckel 10 und dem Dosenkörper 40. Hier drückt die Walze 60 gegen die Zwischen-Umfangsverbindung 52, wenn diese durch das Spannwerkzeug 44 abstützend gehalten ist. Das Spannwerkzeug 44 versetzt den Dosendeckel 10 und den Dosenkörper 40 in Drehung, so dass die Zwischen-Umfangsverbindung 52 durch den Druck der Walze 60 gegen den oberen Bereich 48 des Spannwerkzeugs 44 abgeflacht wird, um die doppelte Verbindung 54 herzustellen wird. Der obere Bereich 48 des Spannwerkzeugs 44 kann modifiziert sein und einen sich verjüngenden Winkel aufweisen, um nach diesem Vorgang die Trennung des Dosendeckels 10 zu erleichtern.
5 zeigt die Art und Weise, in der eine Vielzahl von Dosendeckeln 10 zur Handhabung, Verpackung und Zuführung zu einer Maschine für die Ausbildung der Verbindungen gestapelt sind. Die ringförmige Absenkung 16a des Dosendeckels 10a liegt nach unten gegen die Spannwand 132b in der Nähe der gekrümmten Verbindung 30b des benachbarten Dosendeckels 10b auf. Der Dosendeckel 10a ist gegenüber dem Dosendeckel mit einer Höhe h₃ abgestützt und gehalten, die ausreichend ist, um die Dicke von einer Abziehlasche (nicht gezeigt) aufzunehmen. Auf diese Weise werden die Dosendeckel 10 kompakt und effizient gehandhabt und sind für die Magazin-Zufuhr von einem mechanisierten Verbindungsvorgang einfacher positioniert.
6 zeigt die Art und Weise des Stapelns von gefüllten Dosen 64a, die gemäß der vorliegenden Erfindung geschlossen und abgedichtet sind, auf einer ähnlichen gefüllten Dose 64b. Die Standrippe 66a liegt auf der doppelten Verbindung 54b auf.
Die nachfolgende Tabelle zeigt beispielhaften Testergebnisse von Knickdrücken für einen Dosendeckel gemäß Stand der Technik und ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der Knickdruck ist der Druck, bei dem eine verschlossene Dose Verbindungsfehler zeigen kann. Der Industriestandard für einen minimal akzeptierbaren Knickdruck beträgt etwa 620,53 kPa. Diese Tabelle basiert lediglich auf beispielhaften Ergebnissen und ist lediglich für darstellende Zwecke beigefügt. Diese beispielhaften Ergebnisse geben an, dass die Implementierung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zu einem Knickdruck führt, der nicht schlechter ist als bei einem Dosendeckel gemäß Stand der Technik.
Die vorstehend gezeigten und beschriebenen Ausführungsbeispiele sind exemplarisch. Viele Details werden oft in der Technik gefunden, und daher werden einige dieser Details weder gezeigt noch beschrieben. Es ist nicht beabsichtigt, dass alle beschriebenen und gezeigten Details, Teile, Elemente oder Schritte hier erfunden wurden. Obwohl zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindungen in den Zeichnungen und in dem beiliegenden Text beschrieben wurden, ist die Beschreibung lediglich darstellender Natur, und bezüglich der Details können Änderungen erfolgen, insbesondere hinsichtlich der Form, Größe und Anordnung der Teile, und zwar innerhalb der Prinzipien der Erfindungen in dem ganzen Ausmaß, das durch die breite Bedeutung der Begriffe der beigefügten Ansprüche angegeben ist.
Die beschränkende Beschreibung und die Zeichnungen der obigen speziellen Beispiele zeigen nicht an, was eine Verletzung dieses Patentes umfassen würde, sondern liefern nur eine Erklärung, wie die Erfindungen anzuwenden und herzustellen sind. Die Beschränkungen der Erfindungen und die Grenzen des Patentschutzes sind durch die nachfolgenden Ansprüche bemessen und definiert.

Claims

Deckel (10) für einen Dosenkörper (40), mit: einem mittleren Plattenbereich (12), der eine Mittelachse (14) hat, die senkrecht zu einem Durchmesser von dem äußeren Rand des Deckels (10) verläuft; einer ringförmigen Absenkung (16), die den mittleren Plattenbereich (12) umgibt; und einer Spannwand (132); dadurch gekennzeichnet, dass: die Spannwand (132) eine gekrümmte Spannwand (132) mit einem Krümmungsradius (r₅) ist, der von etwa 10,16 mm bis etwa 25,4 mm beträgt und die sich von der ringförmigen Absenkung (16) radial nach außen erstreckt, wobei eine Linie, die durch die Enden der gekrümmten Spannwand (32) verläuft, bezüglich der Mittelachse (14) des mittleren Plattenbereichs (12) mit einem Winkel von etwa 20° bis etwa 80° verläuft; und sich ein Umfangsbördelungsbereich (38) mit einer Höhe von weniger als 0,091 Zoll (2,311 mm) von der gekrümmten Spannwand (132) radial nach außen erstreckt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem eine Linie, die durch die Enden der Spannwand (132) verläuft, bezüglich der Mittelachse (14) des mittleren Plattenbereichs (12) mit einem Winkel von etwa 30° bis etwa 60° verläuft.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem eine Linie, die durch die Enden der Spannwand (132) verläuft, bezüglich der Mittelachse (14) des mittleren Plattenbereichs (12) mit einem Winkel von etwa 40° bis etwa 50° verläuft.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem die Höhe von dem Umfangsbördelungsbereich (38) von etwa 1,016 mm bis etwa 2,286 mm beträgt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, außerdem mit einem Übergangsbereich (36), der sich von der Spannwand (132) radial nach außen erstreckt, wobei sich der Umfangsbördelungsbereich (38) von dem Übergangsbereich (36) radial nach außen erstreckt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem der mittlere Plattenbereich (12) im wesentlichen flach oder planar ist.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem der mittlere Plattenbereich (12) gekrümmt ist.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem die gekrümmte Spannwand (132) einen Krümmungsradius von etwa 10,16 mm bis etwa 25,4 mm hat, wobei der Mittelpunkt von dem Radius unter dem Profil des Deckels (10) liegt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, außerdem mit einem Stufenbereich (34), der sich von der gekrümmten Spannwand (132) radial nach außen erstreckt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 9, bei dem der Stufenbereich (34) gekrümmt ist.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 10, bei dem der gekrümmte Stufenbereich (34) einen Krümmungsradius von etwa 0,508 mm bis etwa 1,524 mm hat, wobei der Mittelpunkt von dem Radius über dem Profil des Deckels (10) liegt.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem die ringförmige Absenkung (16) eine Höhe von etwa 0,762 mm bis etwa 2,921 mm hat.
Dosendeckel (10) nach Anspruch 1, bei dem die gekrümmte Spannwand (132) einen gekrümmten Stufenbereich (34) hat, der sich von der gekrümmten Spannwand (132) radial nach außen erstreckt, und bei dem der gekrümmte Stufenbereich (34) einen Krümmungsradius von etwa 0,508 mm bis etwa 1,524 mm hat, wobei der Mittelpunkt von dem Radius über dem Profil des Deckels (10) liegt; wobei sich ein Übergangsbereich (36) von dem gekrümmten Stufenbereich (34) radial nach außen erstreckt; und wobei sich der Umfangsbördelungsbereich (38) von dem Übergangsbereich (36) radial nach außen erstreckt.
Verfahren zum Herstellen einer doppelten Verbindung (54), durch die ein Dosenkörper (40) mit einem Dosendeckel (10) verbunden wird, wobei der Dosendeckel (10) eine geneigte Spannwand (132) mit gekrümmter Form und einem Winkel von etwa 20° bis etwa 80°, einem gekrümmten Stufenbereich (34), durch den die Spannwand (132) mit dem Übergangsbereich (36) verbunden ist, und eine Umfangsbördelung (38) aufweist, und wobei der Dosenkörper (40) einen Dosenkörperflansch (42) aufweist, mit den Schritten: abstützendes Halten des Dosenkörpers (40) auf einer Basisplatte (45); Positionieren des Dosendeckels (10) auf dem Dosenkörper (40), wobei der Übergangsbereich (36) auf dem Dosenkörperflansch (42) aufliegt; Vorsehen eines Spannwerkzeugs (44), das einen unteren Bereich (46) und einen im wesentlichen zylindrischen oberen Bereich (48) hat, wobei der untere Bereich (46) konfiguriert ist, um genau an die Fläche der gekrümmten Spannwand (132) und die Fläche von dem Stufenbereich (34) angepasst zu sein, wenn sich das Spannwerkzeug (44) mit dem Dosendeckel (10) in Eingriff befindet; Eingreifen des Dosendeckels (10) mit dem Spannwerkzeug (44); Zusammenwalzen der Umfangsbördelung (38) und des Dosenkörperflansches (42), um eine verbindende Zwischen-Umfangsverbindung (52) zu bilden; und Zusammendrücken der verbindenden Zwischen-Umfangsverbindung (52) gegen den oberen Bereich von dem Spannwerkzeugs (44), um eine doppelte Verbindung (54) zu bilden.