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Hintergrund der Erfindung
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1. Anwendungsgebiet der Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur Herstellung
eines leicht zu öffnenden Deckels
für einen
Behälter
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ein solches Verfahren
ist aus der
US-A-45112990 bekannt.
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2. Beschreibung der in Bezug genommenen
Technologie
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Der
Ausdruck "leicht
zu öffnender
Deckel" wird allgemein
für eine
Klasse von Deckeln für
Behälter
benutzt, welche mit einem solchen Mechanismus versehen sind, der
es dem Benutzer ermöglicht,
den Behälter
an den für
einen Zugang zu dem Inhalt des Behälters bestimmten Ende ohne
den Gebrauch eines Dosenöffners
oder eines anderen Gerätes
zu öffnen.
Bei einer herkömmlichen,
den einfach zu öffnenden
Deckel beinhaltenden Technik wird eine mit einer spitzen Nase versehene
Zuglasche benutzt, die mit einem Feld des Deckels vernietet ist,
so dass die Nase in der Nähe
eines die Peripherie des Deckelfeldes umgebenden geschwächten Bereiches
benachbart anliegt. Zum öffnen
wird die Zuglasche um den Niet gedreht, so dass die Nase den geschwächten Bereich
bricht. Ein weiteres Ziehen der Lasche von dem Deckelfeld weg hat
zur Folge, dass der Rest des geschwächten peripheren Bereiches
bricht, so dass der Deckel vollständig geöffnet werden kann.
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Eine
Form eines leicht zu öffnenden
Deckels, die umfassend benutzt wird, ist der sogenannte, eine "vollständige Öffnung" aufweisende Deckel,
bei welchem eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Kerbe, üblicherweise
von kreisförmiger
Gestalt in dem Deckelfeld gebildet ist, und zwar an oder in der Nähe dessen
Peripherie, um dessen vollständige Entfernung
zu ermöglichen.
Dosen, welche Deckel dieses, eine vollständige Öffnung aufweisenden Typs aufweisen,
müssen
von denjenigen unterschieden werden, welche einfach zu öffnende
Deckel aufweisen, die jedoch einen vergleichsweise kleinen entfernbaren
Abschnitt zeigen, der nach erfolgter Öffnung eine vergleichsweise
kleine Ausnehmung bildet, durch welche hindurch das Produkt ausgetragen werden
kann. Der letztgenannte Dosentyp ist nur zum Verpacken von Soda,
Bier und anderen Flüssigkeiten
geeignet. Dosen, die mit Dosendeckeln des, eine vollständige Öffnung aufweisenden
Typs geschlossen sind, sind andererseits geeignet zum Verpacken
von festen Produkten wie Zucker, Nüssen, Fleisch oder gemahlenem
Kaffee.
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Ein
Nachteil der einfach zu öffnenden
Deckel, der von jedem, der mit diesem in Berührung gelangt erkannt wird,
besteht in den scharfen Kanten, die sich nach dem Öffnen des
Dosendeckels ergeben und den hiermit einhergehenden Sicherheitsrisiken. In
dem
US-Patent 4,511,299 von
Zysset werden diese Eigenschaften angesprochen und es ist bemerkenswert,
dass gemäß diesem
das Konzept von stumpfen Schutzschultern vorgesehen ist, welche dadurch
gebildet werden, dass die Deckelabschlusswandungen in der Nähe der Schwächungslinie
gefaltet sind. In dem Zysset Patent ist das Verfahren in den
1 bis
6 dargestellt.
Wie man anhand der
1 erkennt, besteht das Ausgangsmaterial
aus einem ebenen Dosendeckelzuschnitt
10. Der Deckelzuschnitt
10 wird
zunächst
einem ersten Biegeschritt unterzogen, um eine Biegung
16 und
einen Teil einer seitlichen Anrollung
18 im Bereich der
Umfangskante des Deckels
10 zu formen. Wie in
2 gezeigt,
wird der Deckel anschließend
einem weiteren Biege- und Formgebungsschritt unterzogen, um ein
paar konzentrischer Rillen
20,
22 zu formen, welche
innere und äußere Sicken
21,
23 darstellen,
die sich unterhalb der zweiten inneren Oberfläche
14 des Deckels
10 erstrecken.
Es wird auch eine zentrale Sicke
24 geformt, welche sich
oberhalb des Niveaus der ersten äußeren Oberfläche
12 des
Deckels
10 erstreckt. Wie in
2 gezeigt,
erstreckt sich die Rille
20 (und folglich auch die Sicke
21)
nach Maßgabe
einer größeren Entfernung
unterhalb des Niveaus der zweiten Oberfläche
14 als die äußere Sicke
23.
Diese Dimensionscharakteristik wird eingerichtet, um hinreichend Metall
auf der Innenseite der Abreißfläche, der äußeren Fläche gegenüberliegend,
bereitzustellen.
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Es
wird im Folgenden auf die 3 Bezug genommen,
welche einen Deckel 10 zeigt, der einem anderen Formgebungsschritt
unterzogen wird, wobei der Teil des Deckels 10 innerhalb
der Sicke 21 aufwärts
gerollt wird und wobei die zweite Sicke 23 sich nach unten
erstreckt. Anschließend,
wie in 4 gezeigt, wird eine Kerbe 28 auf der
mittleren Sicke 24 gebildet, woraufhin die inneren und äußeren Sicken 21, 23 in
Richtung auf die innere Oberfläche 14 hin verformt
werden und die mittlere Sicke 24 in Richtung auf die äußere Oberfläche 12 hin
verformt wird, bis die inneren und äußeren Sicken 21, 23 an
der mittleren Sicke 24 anliegen, um stumpfe Schutzschultern unterhalb
der Kerblinie 23 bereitzustellen (vgl. 5).
Die Schutzschultern, die durch die inneren und äußeren Sicken 21, 23 gebildet
sind, befinden sich in einer gemeinsamen Ebene, welche sich im Wesentlichen
parallel, jedoch mit Abstand zu der Ebene des Deckels 10 erstreckt.
Wie in 6 gezeigt, ist der komplettierte Deckel mit einer
Zuglasche 34 versehen, deren Extremität sich in der Nähe der Kerbungslinie 28 erstreckt,
so dass der Deckel in einer üblichen
Weise geöffnet
werden kann. Wie anhand der 6 und 7 erkennbar,
umfasst ein komplettierter Deckel, der entsprechend dem in den 1 bis 5 gezeigten
Verfahren hergestellt worden ist, die mittlere Sicke 24,
welche die Kerblinie umfasst, welche mit dem Deckel 10 abschneidet
und sich im Wesentlichen in dessen Ebene befindet und konzentrische
Ausnehmungen 30, 32, welche die mittlere Sicke
umgeben. Die Ausnehmungen 30, 32 sind durch die
besondere Biegetechnik gebildet worden, die vorstehend unter Bezugnahme
auf die inneren und äußeren Sicken 21, 23 beschrieben
worden ist.
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Bei
allen Arten leicht zu öffnender
Deckel einschließlich
desjenigen, der vorstehend beschrieben worden ist, ist es wichtig,
dass Herstellungstoleranzen genauen Kontrollen unterzogen werden, nämlich die
Toleranzen welche als Rest bezeichnet werden, welcher die Dicke
des Materials ist, welches verbleibt, nachdem die Kerbe in dem Deckelfeld
hergestellt worden ist. Der Rest ist natürlich betroffen durch die ursprüngliche
Dicke des Deckelfeldes in dem Bereich, in dem die Kerbe hergestellt
ist ebenso wie das spezifische Werkzeug und das Verfahren, durch
welches der Kerbprozess bewirkt wird. Bei dem vorstehend und in
dem Zysset Patent beschriebenen Verfahren wird die Dicke des Deckelfeldes
an verschiedenen Stellen infolge des Siegens des Deckelfeldes des
Deckelzuschnitts verändert,
und zwar einschließlich
des Bereichs 24 der mittleren Sicke, in welcher die Kerbe 28 angeordnet
ist. Im Allgemeinen ergibt sich infolge der Herstellung der Schultern
auf jeder Seite der Stelle, an der sich die Kerbe 28 befindet,
eine Verdickung der zentralen Sicke 24, welches, nachdem
der Kerbvorgang mit einem Standardwerkzeug durchgeführt worden
ist, die Wirkung hat, dass der Rest in einer unerwünschten
und unvorhersehbaren Maß zunimmt.
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Zusätzlich hat
der Schritt eines Komprimierens der Sicken 21, 23, 24,
der zwischen den 4 und 5 auftritt,
die Wirkung, das Material dazu veranlasst wird, aus den Schulterbereichen
in die benachbarten Bereiche zu wandern, in denen es unerwünscht ist.
Das sich hieraus ergebende überschüssige Material
führt zu
zusätzlichen
Kosten für
den Hersteller des Behälters,
welche allgemein vermieden werden sollten.
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Es
besteht eine Notwendigkeit für
einen verbesserten, einfach zu öffnenden
Deckel und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Deckels,
mittels welchem es möglich
ist, den Kerbrest nach Maßgabe einer
größeren Toleranz
zu steuern und welches ferner eine größere Materialeffizienz als
das vorstehend beschriebene Verfahren zeigt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren
zur Herstellung eines einfach zu öffnenden Deckels, insbesondere
zur Herstellung eines Deckels bereitzustellen, welches geeignet
ist, den Kerbrest nach Maßgabe
einer größeren Toleranz als
das vorstehend beschriebene Verfahren zu steuern und welches eine
größere Materialeffizienz
als das vorstehend beschriebene Verfahren zeigt.
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Dieses
Ziel wird durch ein Verfahren entsprechend dem Anspruch 1 erreicht.
Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung ihrer Vorteile und der durch ihren Gebrauch erreichten
Ziele wird im Folgenden auf die Zeichnungen Bezug genommen, welche
einen weiteren Teil hiervon bilden und auf die beiliegende Beschreibung,
in welcher eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung dargestellt und beschrieben ist.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die 1–6 sind
Querschnittsdarstellungen, welche die Schritte eines dem Stand der Technik
zuzuordnenden Verfahrens zur Formung eines einfach zu öffnenden
Deckels darstellen.
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Die 7 ist
eine Draufsicht auf eine Deckelkonstruktion entsprechend dem Stand
der Technik.
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Die 8(a) und 8(b) sind
diagrammartige Darstellungen welche ein Verfahren zur Herstellung
eines einfach zu öffnenden
Deckels nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigen.
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Die 9 ist
eine diagrammartige Darstellung, welche das in den 8(a) und (b) gezeigte Verfahren weiter zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
bevorzugter Ausführungsformen
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Es
wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen in denen, und zwar bezogen
auf sämtliche Ansichten
entsprechende Strukturelemente mit gleichen Bezugsziffern bezeichnet
sind. Insbesondere zeigt 8(a) einen
Dosendeckel 40 mit einem Deckelfeld 42, einer
oberen Oberfläche 44 und
einer unteren Oberfläche 46,
der im Wesentlichen mit dem in 3 gezeigten Dosendeckel
identisch ist. Dementsprechend umfasst der Dosendeckel 40 ein
paar zueinander konzentrischer Rillen 20, 22,
durch welche innere und äußere Sicken 21, 23 definiert
werden, die sich unterhalb der zweiten inneren Oberfläche 46 des Dosendeckels
erstrecken. Der Dosendeckel 40 umfasst ferner eine zentrale
Sicke 24, die sich oberhalb des Niveaus der ersten äußeren Oberfläche 44 des Dosendeckel 40 erstreckt.
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8(b) zeigt einen Herstellmechanismus entsprechend
einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung, welcher einen Kerbstempel 48 aufweist, der mit
einem Amboss 49 zusammenwirkt, um die äußere Oberfläche der zentralen Sicke 24 zu
kerben und diese zentrale Sicke 24 zu komprimieren, um
sowohl die Tiefe der gebildeten Kerbe als auch die sich abschließend ergebende
Dicke der zentralen Kerbe zu steuern. Wie anhand der 8, 9 erkennbar
ist, weisen sowohl der Kerbstempel 48 als auch der Amboss 49 eine
ringförmige
Gestalt auf und sind mit Hinblick auf die Kerbbildung in der äußeren Oberfläche der
zentralen Sicke im Bereich ihres gesamten Umfanges gestaltet. Dieser
Herstellmechanismus ist ebenfalls diagrammartig in 9 gezeigt. Man
erkennt in dieser 9, dass der Kerbstempel 48 einen
Kerbvorsprung 50 aufweist, der mit Hinblick auf das gewünschte Profil
der Kerbe hin ausgestaltet ist, die in der äußeren Oberfläche der
zentralen Sicke 24 gebildet werden soll und der ausgehend
von seiner Grundseite bis hin zu seiner Spitze eine in 9 durch
den Wert Ds bezeichnete Länge
aufweist. Die erwünschte
abschließende
Dicke der zentralen Sicke 24 in 9 durch
den Wert Tp bezeichnet. Der Wert eines erwünschten abschließenden Restes
ist mit Tr bezeichnet. Die Dicke der Kerbe selbst ist mit Tc bezeichnet.
Wie ferner in 9 dargestellt, ist der Amboss 49 mit
der Maßgabe
gestaltet und bemessen, dass er zwischen die ersten und zweiten
Rillen 21, 23 auf der inneren oder unteren Oberfläche 46 des
Dosendeckels 40 passt. Die Breite des Ambosses 49 ist in 9 mit
Wa bezeichnet.
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Bei
einer Ausführungsform,
die gebaut worden ist und bei der festgestellt worden ist, dass
sie überlegene
Eigenschaften aufweist, weist TP einen Wert
von ungefähr
0,2413 mm (0.0095 nominal inches) auf und es ist TR innerhalb eines
Bereichs von ungefähr
0,0889 mm (0.0035 inch) bis ungefähr 0,1143 mm (0,0045 inch)
bemessen. Der Winkel α ist nach
Maßgabe
eines Bereiches von ungefähr
1 Grad bis 7 Grad bemessen.
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Ein
anderer Aspekt der Erfindung besteht in der Bereitstellung von ersten
und zweiten Begrenzungsringen 52, 54, die radial
einwärts
und auswärts des
Kerbvorsprungs 50 angeordnet sind und welche mit Hinblick
auf eine Bewegung entlang des Kerbstempels 48 angeordnet
sind. Die Begrenzungsringe 52, 54 umfassen jeweils
Begrenzungsflächen 56, 58, die
mit der Maßgabe
ausgebildet und angeordnet sind, dass sie mit der äußeren Oberfläche 44 des
Feldes 42 auf den Seiten der sich einwärts erstreckenden, zueinander
konzentrischen Sicken 21, 23 anliegen, welche
unmittelbar der mittleren Sicke 24 benachbart sind. Wie
anhand der 9 erkennbar ist, werden aus
diesem Grund die Teile der Feldwandung 42, welche die Seiten
der Rillen definieren, die der zentralen Sicke benachbart angeordnet
sind, ausgelenkt, um im Verhältnis
zu einer Ebene einen spitzen Winkel zu bilden, in der sich die zentrale
Sicke befindet. Der spitze Winkel kann einen Winkel von 90° abzüglich des
Winkels α betragen,
der in 9 dargestellt ist. Durch dieses Merkmal der Erfindung
ist ein Kriechen des Materials quantitativ beschränkt, welches
während
des Schrittes des gleichzeitigen Kerbens und Pressens auftritt,
wobei der in 5 gezeigte Schritt erleichtert
wird, bei welchem die Sicken 21, 23 abgeflacht
werden, um Schutzschultern beiderseits der Kerblinie zu bilden.
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Ein
Verfahren zur Herstellung eines einfach zu öffnenden Deckels für einen
Behälter
gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung besteht aus einem ersten Schritt, gemäß welchem
ein Dosendeckel mit einer sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Kante und einem Feld bereitgestellt wird, welches einander gegenüberliegende
erste und zweite Seiten aufweist, wobei die erste Seite der Innenseite
einer Dose zugekehrt ist, sobald der Deckel mit dem Behälter verbunden
ist. Bei einem Verfahren, welches demjenigen, welches vorstehend
unter Bezugnahme auf das Zysset Patent beschriebenen ähnlich oder
mit diesem identisch ist, werden anschließend erste und zweite Rillen
in dem Feld in Positionen geformt, die von der sich in Umfangsrichtung erstreckenden
Berandung beabstandet sind. Diese Rillen erstrecken sich unterhalb
des Niveaus der ersten Seite 46 des Feldes 42 und
bilden innere und äußere Sicken 21, 23.
An dieser Stelle wird die mittlere Sicke 24 in dem Feld 42 zwischen
den ersten und zweiten Rillen oder Sicken 21, 23 geformt.
Die zentrale Sicke 24 erstreckt sich oberhalb des Niveaus der
zweiten äußeren Seite 44 des
Feldes 42 wie in den 8(a) und 8(b) erkennbar. Nachdem die zentrale Sicke geformt
worden ist, wird entlang der mittleren Sicke 24 eine Kerbe
geformt, indem durch den Kerbvorsprung 50 des Kerbstempels 48 und
den Amboss 49 gleichzeitig die zentrale Sicke 24 geformt wird,
und zwar aufgrund des Zusammenwirkens der Pressfläche 51 des
Kerbstempels 48 mit dem Amboss 49. Hierbei wird
ein Materialfluss oder ein Kriechen aufgrund der Begrenzungsringe 52, 54 begrenzt.
Zusätzlich
zu dieser Begrenzung eines Materialkriechens haben die Begrenzungsringe 52, 54 die weitere
Wirkung, dass sie in Anlage an den Wandungen der Sicken oder Rillen
gelangen, die der zentralen Sicke 24 benachbart sind, so
dass diese Wandungen einwärts
ausgelenkt werden, wie vorstehend beschrieben und unter Bezugnahme
auf 9 ausgeführt.
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Mit
der Unterstützung
dieser Auslenkung, welche durch die Begrenzungsringe 52, 54 bewirkt wird,
werden die inneren und äußeren Sicken
in Richtung auf einander zu und in Richtung auf die erste obere
Seite 44 des Feldes 42 hin verformt, und zwar bis
die inneren und äußeren Sicken 21, 23 an
der zentralen Sicke 24 anliegen. Eine Zuglasche wird anschließend an
dem Dosendeckel 40 in üblicher
Weise befestigt.