DE69100716T2

DE69100716T2 - Blechdosenkörper und durch Bördeln verschlossenne Blechdose.

Info

Publication number: DE69100716T2
Application number: DE91420357T
Authority: DE
Inventors: Fur Bernard Le
Original assignee: Pechiney Emballage Alimentaire
Current assignee: Trivium Packaging West France SAS
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1991-10-09
Publication date: 1994-04-14
Anticipated expiration: 2011-10-10
Also published as: PT8840T; FR2667845B1; DK0480854T3; DE69100716D1; EP0480854A1; EP0480854B1; NO913953D0; NO305310B1; NO913953L; PT8840U; FR2667845A1

Description

Die Erfindung betrifft den Bereich von durch Bördeln verschlossenen Konservendosen aus Metall oder auf Kunststoffbasis und insbesondere von solchen, die eine Auflageschulter aufweisen, die z.B. zur Regelung des Stapelns ineinandergefügter identischer Dosenkörper oder zur Auflage der geschlossenen Dose auf dem Umfang einer Positionierungsöffnung dienen.
Es ist insbesondere ein Konservendosenkörper aus Aluminiumlegierung bekannt, der rechteckig mit abgerundeten Ecken ist, d. h., dessen - per Konvention horizontales - oberes offenes Ende eine Kontur mit vier abgerundeten Bereichen hat, die durch kurze und lange geradlinige Flanken getrennt sind. Dieser Dosenkörper hat oberhalb seines Bodens eine Seitenwand, die vom Boden bis zum oberen Ende einen leicht angeschrägten unteren Bereich bzw. eine Schürze aufweist, die von einer umlaufenden Schulter überragt wird, die zur Regelung des Stapelns ineinandergefügter aufeinanderfolgender Dosenkörper dient, damit beim Zerlegen des Stapels kein Klemmen auftritt, und daran anschließend einen das äußere Ende der Schulter verlängernden vertikalen oberen Bereich aufweist, der am oberen offenen Ende in einen horizontalen umlaufenden Börderland ausläuft, der die Öffnung dieses Enes umgibt. Zum Schließen der Dose nach Befüllung ihres Köpers wird auf ihrem oberen offenen Ende ein Deckel plaziert, der einen anzubördelnden Außenrand hat, der leicht nach unten gebogen ist, um die Plazierung und die Bördelung zu erleichtern. Dieser Deckel hat einen Zentralbereich, der in die Öffnung des Dosenkörpers eingefügt wird.
Die Bördelung führt zu einer berührenden Überlappung der Bördelränder des Deckels und der Dose, die als "Bördelüberdeckung" bezeichnet wird und die Dichtigkeit sicherstellt. Es wurde festgestellt, daß bei solchen Körpern oft unzureichende Bördelüberdeckungen und damit die Gefahr von Undichtigkeiten entlang der langen geradlinigen Seiten und insbesondere zur Mitte dieser Seiten hin auftraten, wohingegen die Überdeckungen in den gerundeten Bereichen befriedigend waren.
Die Anmelderin war bestrebt, diese Nachteile zu beheben und die entsprechenden Undichtigkeitsgefahren zu beseitigen.

ALLGEMEINE ERFINDUNGSBESCHREIBUNG

Gegenstand der Erfindung ist ein typischerweise metallischer Konservendosenkörper mit einem Boden, einer Seitenwand und einem horizontalen offenen oberen Ende, wobei die Öffnung dieses Endes eine Kontur hat, die wenigstens zwei Bereiche mit kleinem Krümmungsradius aufweis, die voneinander durch geradlinige Bereiche oder Bereiche mit großem Krümmungsradius getrennt sind, wobei die Seitenwand vom Boden bis zum oberen Ende einen unteren Bereich, anschließend wenigstens eine Auflageschulter des Körpers, die den unteren Bereich überragt, anschließend einen oberen Bereich, der das äußere Ende der Schulter verängert und einen Bördelrand, der die Öffnung des oberen Endes umgibt, aufweist, wie aus dem in US-A-3 221 692 dargestellten Stand der Technik bekannt, bei dem genau eine umlaufende Schulter vorgesehen ist. Erfindungsgemäß umfaßt die Seitenwand am Ort eines jeden der Bereiche mit kleinem Krümmungsradius eine Auflageschulter und wenigstens in jedem mehr als 20 mm langen geradlinigen Bereich oder Bereich mit großem Krümmungsradius eine in Höhe dar Schulter(n) angeordnete schräge Oberfläche, die einen Winkel zur Vertikalen bildet, der größer als der Winkel des unteren Bereichs zur Vertikalen und kleiner als 40º ist, wobei die schräge Oberfläche den unteren Bereich mit dem oberen Bereich verbindet, um die Regelmäßigkeit der Bördelung an einen Deckel sicherzustellen und gleichzeitig Möglichkeiten zur Auflage des Körpers zu bewahren. Diese schrägen Flächen sind typischerweise im oberen Drittel des Dosenkörpers angeordnet und ihre Neigung zur Vertikalen übersteigt vorzugsweise die der unteren Bereiche um mindestens 8º.
Für die erfindungsgemäße Lösung des Problems der unzureichenden Bördelüberdeckungen nach dem Stand der Technik wird die folgende Interpretation vorgeschlagen:
- Wenn eine Seitenwand des Körpers eine Schulter besitzt dann verformt eine vertikale Komponente der Kraft zum Bördeln des Deckels die Schulter in den weniger 51 starren Bereichen, d. h. in den geradlinigen Bereichen oder den Bereichen mit großem Krümmungsradius (typischerwe se über 50 mm) mit typischerweise jeweils mehr als 20 mm Länge. Diese Verformung der Schulter führt zu einer Verkürzung des Bördelrandbereichs des Körpers, der durch den Bördelvorgang gegen den Außenrand des Deckels gedrückt wird.
- Ein solcher Fehler tritt nicht senkrecht über den Bereichen mit kleinen Krümmungsradius von typischeiweise zwischen 10 und 25 mm auf, wahrscheinlich aufgrund der Versteifung der Wand durch diesen Krümmungsradius;
- die Ersetzung der Schulter am Ort der geradlinigen Bereiche oder Bereiche mit grßem Krümmungsradius durch eine schräge Oberfläche oder Wand bewirkt, daß eine Verformung wie die mit der Schulter verbundene vermieden oder stark eingeschränkt wird und somit die Verkürzung des Bördelrands des Dosenkörpers vermieden wird.
Die erzielte Wirkung ist überraschend. Den nachfolgenden Vergleichsversuchen zufolge ist:
- bei einem Körper nach dem Stand der Technik die Bördelüberdeckung in den Rundungen 1,2 mm und in der Nähe der Mitte der geradlinigen Bereiche nur 0,6 bis 0,7 mm lang;
- bei einem erfindungsgemäßen Körper ist die Überdeckung in den gekrümmten Bereichen 1,2 mm und in den geradlinigen Bereichen 1,1 bis 1,2 mm lang.
Jede schräge Oberfläche ist gegen die Vertikale um weniger als 40º geneigt, um die Verformungsgefahr beim Bördeln zu minimieren. Unter Berücksichtigung der Versetzung zwischen oberem und unterem Bereich schwankt der optimale Neigungswinkel in der Praxis zwischen 10 und 30º.
Jede schräge Oberfläche erstreckt sich vorzugsweise bis zu den Enden der Bereiche mit kleinem Krümmungsradius, die den geradlinigen Bereich oder Bereich mit großem Krümmungsradius umgeben, der die schräge Oberfläche beherrscht, oder bis innerhalb einer Entfernung von 10 mm von diesen Enden, was bedeutet, daß sie am Anfang der sie umgebenden abgerundeten Bereiche oder kurz davor endet.
Wenn der Deckel einen Zentralbereich aufweist, der in den oberen Bereich des Körpers zum Schließen eingefügt wird, ist die Einfügtiefe vorab bekannt und es wird darauf geachtet, daß jede schräge Oberfläche in Höhe des unteren Endes des eingesteckten Deckels oder höchstens 1 mm tiefer an den oberen Bereich genzt, um so die Möglichkeiten der Verformung beim Bördeln zu minimieren, die durch die Neigung der schrägen Oberfläche und durch die Höhe der nicht durch den eingefügten Deckel abgestützten oberen Wand beeinflußt werden.
Bei einem Dosenkörper und insbesondere einem unteren Bereich eines solchen in einen identischen Körper einfügbaren Dosen-Körper genügen im Fall der Erfindung die überstehenden Schultern in den Bereichen mit kleinem Krümmungsradius zum Begrenzen und Regeln des Einfügens, um Schwierigkeiten beim Entstapeln zu vermeiden.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine geschlossene metallische Konservendose, die aus dem oben erwähnten Dosenkörper erhalten werden kann, welche Dose einen solchen Körper und einen an einen oberen Bereich des Körpers angebördelten Deckel umfaßt, wobei der obere Bereich eine horizontale gebördelte Kontur mit mindestens zwei Bereichen mit kleinem Krümmungsradius aufweist, die voneinander durch geradlinige Bereiche oder Bereiche mit großem Krümmungsradius getrennt sind, und wenigstens eine Schulter bestimmen, die einen unteren Bereich des Körpers überragt. Erfindungsgemäß weist dieser Dosenkörper eine solche Schulter am Ort eines jeden der Bereiche mit kleinem Krümmungsradius und wenigstens am Ort eines jeden mehr als 20 mm langen geradlinigen Bereichs oder Bereichs mit großem Krümmungsradius eine in Höhe der Schulter(n) angeordnete schräge Oberfläche auf, die einen Winkel zur Vertikalen bildet, der größer als der Winkel des unteren Bereichs zur Vertikalen und kleiner als 40º ist, wobei die schräge Oberfläche den unteren Bereich mit dem oberen Bereich verbindet und ihre gebördelte Kontur eine auf weniger als 0,2 mm konstante Bördelabdeckung hat.
Jede schräge Oberfläche ist vorzugsweise 10 bis 30º zur Vertikalen geneigt. Wenn der Dosendeckel in den oberen Bereich des Körpers eingefügt wird, grenzt jede schräge Oberfläche an diesen oberen Bereich in Höhe des unteren Endes des eingefügten Bereichs des Deckels oder weniger als 1 mm darunter.
Der Dosenkörper und der Deckel sind typischerweise aus Aluminium oder einer Legierung oder aus Weißblech mit einer Dicke zwischen 0,15 und 0,30 mm und typischerweise zwischen 0,17 und 0,26 mm. Die Bezeichnung metallisch bezieht sich auch auf kunststoffbeschichtete metallische Körper, bei denen das Metall den wesentlichen Beitrag zur mechanischen Festigkeit liefert. Die Erfindung wird auch auf starre Körper aus Kunststoffmaterial mit einer Auflageschulter und einem angebördelten metalliscien Dekkel angewandt. Die geschlossene Konservendose ist typischerweise eine rechteckige Dose mit abgerundeten Ecken, wobei die langen geradlinigen Bereiche ihrer Kontur 30 bis 100 mm lang sind. Es kann sich auch z. B. um eine ovale Dose handeln.

VORTEILE DER ERFINDUNG

Sie ermöglicht die Herstellung von gebördelten Konservendosen, deren Bördelabdeckung gleichmäßig ist und keine Undichtigkeitsgefahr aufweist.
Die der Erfindung entsprechende Abwandlung der Herstellung ist besonders einfach.

VERSUCHE

Fig. 1 zeigt die Seitenwände zweier nicht erfindungsgemäßer Dosenkörper in aufgestapelter Position im axialen Halbschnitt
Fig. 2 stellt eine nicht erfindungsgemäße Dose in Bördelposition dar.
Fig. 3 und 4 zeigen das Profil dieser Dose nach einen ersten Bördeldurchgang in der Mitte einer langen Seite bzw. in einem abgerundeten Bereich.
Fig. 5 zeigt die Seitenwände zweier erfindungsgemäßer Dosenkörper in der Mitte einer langen Seite, wobei die Seitenwände eines benachbarten abgerundeten Bereichs gestrichelt dargestellt sind, in zwei axialen Halbschnitten.
Fig. 6 stellt eine erfindungsgemäße Konservendöse im Halbaufriß dar.
Fig. 1 zeigt das Profil der Seitenwand 1 zweier identischer Dosenkörper 2, die Ineinanderfügung der beiden Körper 2 und die Anpassung eines Deckels 3 an einen der Körper 2 vor dem Bördeln. Jeder Körper 2 umfaßt oberhalb seines Bodens 4 eine Schürze oder unteren Bereich 5, der hier leicht gegen die Vertikale oder die Richtung der Achse 6 des Dosenkörpers 2 geneigt ist, anschließend eine Schulter 7, die die Schürze 5 überragt, anschließend einen hier vertikalen oberen Bereich 8, anschließend eine äußere Krempe oder Bördelrand 9, der die Öffnung 10 am oberen Ende des Bereichs 8 umgibt. Wie man sieht, begrenzen und regeln die Schultern 7 die Ineinanderfügung der Dosenkörper, damit sie leicht maschinell zu entstapeln sind.
Der Deckel 3 umfaßt einen Zentralbereich 11, der in den oberen Bereich 8 bis zu einer Tiefe H&sub1; = 3 mm eingefügt wird und eine Bördelkante 12 mit einem nach unten etwas über die Kante 9 hinaus gebogenen Endbereich 13, der als Bördelansatz dient. Hier beträgt die Breite oder der Überstand der Schulter 7 1 mm, und die Schulter 7 liegt bei H = 6 mm unterhalb des oberen Endes des Bereichs 4 und dessen Öffnung 10 und damit bei H&sub2; = 3 mm unterhalb der Unterseite 14 des Deckels 3 in eingefügter Position. Die Körper 2 und der Deckel 3 sind aus Aluminiumlegierung AISI 5052, d. h. mit ungefähr 2,5 % Mg + 0,25 % Cr, mit einer Dicke von 0,25 mm und im halbharten Zustand.
Fig. 2 zeigt einen rechteckigen Körper 2 mit abgerundeten Ecken und einen Deckel 3 in Position zum Anbördeln, wobei der erste Durchgang mit zwei rotierenden Bördelwalzen 15 durchgeführt wird, die sich um den Körper 2 und den Deckel 3 unter Annäherung an die Achse 6 des Körpers drehen. Dieser erste Durchgang führt zu einer Einklemmung und Umklappung der Bördelränder 9 und 12 + 13. Das Ergebnis nach dem Klemmdurchgang ist in der Mitte einer langen Seite anders als in den abgerundeter Bereichen: Die Unterschiede der Bördelüberdeckung sind bereits vor dem Festklemmen vorhanden und sind in den Fig. 3 (weniger als 10 mm von der Mitte einer langen Kante entfernt) und 4 (in einem abgerundeten Bereich) schematisch dargestellt. Die Bördelüberdeckung beträgt hier R&sub1; = 0,6 bis 0,7 mm bzw R&sub2; = 1,2 mm. Der Körper 2 hat eine Öffnung 10 von 104 x 59,8 mm mit abgerundeten Eckbereichen von 20 mm Radius. Die Interpretation des schlechten Resultats R&sub1; ist, daß die Schulter 7 unter der Wirkung einer vertikalen Komponente des Drucks der Oberseite 16 der Nut 17 der Rolle oder Rollen 15 nach unten gedrückt und verformt wird, wie in Fig. 3 dargestellt, wodurch der zum Festklemmen an den Rändern 12 und 13 des Deckels verfügbare Bereich des Rands 9 verkürzt wird. Die Krümmung der abgerundeten Bereiche macht diese schwieriger verformbar, insbesondere stellt man fest, daß die Schulter 7 dort ihre ursprüngliche Form behält (Fig. 4), so daß die befriedigende Überdeckung R&sub2; erhalten bleibt.
Fig. 5 zeigt die Seitenwände zweier erfindungsgemäßer Dosenkörper 20, die mit Ausnahme der folgenden Änderungen mit den Körpern 2 identisch sind: in den geradlinigen Bereichen 25 von 60 mm Länge (Fig. 6) und über deren Enden oder Verbindungen 230 mit den benachbarten stark gekrümmten Bereichen 23 (20 mm Radius) um 3 mm überstehend, ist ein schräger Wandbereich 18 gebildet. Dieser bereich 18 (Fig. 5 und 6) ist gegen die Vertikale 6 unter einem Winkel 19 von 20º geneigt, sein unteres Ende 180 liegt auf der Höhe der unteren Verbindung 21 der Schultern 7 mit der Schürze oder dem unteren Bereich 5 und sein oberes Ende liegt in Höhe der Unterseite des eingefügten Bereichs des Deckels 3. Jeder ebene Bereich 18 hat damit eine Höhe H&sub3; = 4 mm, eine Breite von 1 mm in horizontaler Projektion und eine Entfernung H&sub1; = 3 mm vom oberen Ende 10 des Dosenkörpers 20, welcher Körper 20 eine Höhe von 30 mm hat.
Auf jeder kurzen Seite der Dosenkörper 20 ist eine ähnliche schräge Wand von 18 mm Länge zwischen den abgerundeten Bereichen wie 23 der Ecken des Dosenkörpers gebildet.
Die letzteren schrägen Wände von begrenzter Länge können ohne größeren Nachteil fortgelassen und durch ein durchgehende Schulter ersetzt werden, da die Gefahr eiqer schädlichen Verformung dort gering ist.
Die Schulter 7 bleibt in den abgerundeten Bereichen erhalten, die vier kleinen Schultern 7 reichen aus, um die Ineinanderfügung der Dosenkörper 20 zu regeln. Die Bördelung wurde wie beschrieben durchgeführt und ergab für die geschlossene Dose 200 (Fig. 6) einen gebördelten Wulst 24 mit einer konstanten Höhe von 2,8 mm.
Zerstörende Untersuchungen an zwei Dosen 200 haben gezeigt, daß die Bördelüberdeckungen in den abgerundeten Bereichen und an den kurzen Seiten gleich R&sub2; = 1,2 mm waren. Die Bördelüberdeckungen an den langen Seiten waren gleich R&sub2; oder eng benachbart: sie schwankten zwischen 1,1 und 1,2 mm.

Claims

1. Konservendosenkörper (20) mit einem Boden, einer Seitenwand und einem horizontalen oberen offenen Ende (9) wobei die Öffnung (10) des Endes (9) eine Kontur mit mindestens zwei Bereichen mit kleinem Krümmungsradius (23) hat, die durch geradlinige Bereiche oder Bereiche mit großem Krümmungsradius (25) getrennt sind, wobei die Seitenwand vom Boden bis zum oberen Ende (9) einen unteren Bereich (5), anschließend wenigstens eine Schulter (7) zur Auflage des Körpers, die den untern Bereich (5) überragt, dann einen oberen Bereich (8), der das Ende der Schulter (7) verlängert und einen Börelrand (9), der die Öffnung (10) des oberen Endes umgibt, aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Seitenwand am Ort eines jeden Bereichs mit kleinen Krümmungsradius (23) eine solche Schulter (7) und wenigstens am Ort eines jeden mehr als 20 mm langen geradlinigen Bereichs oder Bereichs mit großem Krümmungsradius (25) eine in Höhe der Schulter(n) (7) angeordnete schräge Oberfläche (18) aufweist, die einen Winkel (19) zur Vertikalen (6) bildet, der größer als der Winkel des unteren Bereichs (5) zur Vertikalen (6) und kleiner als 40º ist, wobei die schräge Oberfläche (18) den unteren Bereich (5) mit dem oberen Bereich (8) verbindet, um die Regelmäßigkeit der Bördelung (R&sub2;) an einen Deckel (3) sicherzustellen und gleichzeitig Möglichkeiten zur Auflage (7) des Körpeis (20) zu bewahren.

2. Dosenkörper (20) nach Anspruch 1, bei dem der Winkel (19) einer jeden schrägen Oberfläche (18) zur Vertikalen (6) zwischen 10 und 30º beträgt.

3. Dosenkörper (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem jede schräge Oberfläche (18) sich bis zum Ort der Enden (230) der Bereiche mit kleinem Krümmungsradius (23), die den geradlinigen Bereich odei Bereich mit großem Krümmungsradius (25) umgeben, der die schräge Oberfläche (18) beherrscht, oder bis in eine Entfernung von weniger als 10 mm von diesen Enden (230) erstreckt

4. Dosenkörper (20) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem jede schräge Oberfläche (18) in Höhe des unteren Endes (14) eines eingefügten Deckels (3) oder weniger als 1 mm darunter an den oberen Bereich (8) grenzt.

5. Dosenkörper (20) nach Anspruch 1, bei dem der untere Bereich (5) in einen identischen Dosenkörper einfügbar ist, wobei die überstehenden Schultern (7) die Einfügung begrenzen und regeln.

6. Dosenkörper (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aus Aluminium oder Legierung oder aus Weißblech, mit einer Dicke zwischen 0,15 und 0,30 mm.

7. Geschlossene Konservendose (200) mit einem Körper (20) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und einem an einen oberen Bereich (8) des Körpers angebördelten Deckel (3), wobei der obere Bereich eine horizontale gebördelte Kontur (24) mit wenigstens zwei Bereichen mit kleinem Krümmungsradius (23) aufweist, die durch geradlinige Bereiche oder Bereiche mit großem Krümmungsradius (25) getrennt sind, und wobei die gebördelte Kontur (24) eine auf weniger als 0,2 mm konstante Bördelüberdeckung (R&sub2;) hat.

8. Konservendose (200) nach Anspruch 7, bei der der Winkel (19) einer jeden schrägen Oberfläche (18) zur Vertikalen (6) 10 bis 30º beträgt.

9. Konservendose (200) nach einem der Ansprüche 7 oder 8, bei der der Deckel (3) in den oberen Bereich (3) des Körpers (20) eingefügt ist und jede schräge Oberfläche (18) in Höhe des unteren Endes (14) des eingefügten Bereichs des Deckels (3) oder weniger als 1 mm tiefer auf den oberen Bereich (8) stößt.

10. Konservendose (200) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, vom rechteckigen Typ mit abgerundeten Ecken, bei der die langen geradlinigen Bereiche (25) der Kontur 30 bis 100 mm lang sind, der Körper (20) aus Aluminium oder Legierung oder Weißblech besteht und eine Dicke von 0,15 bis 0,30 mm hat.

11 . Konservendose nach einem der Ansprüche 7 bis 9, deren Körper aus starrem Kunststoff ist und deren angebördelter Deckel metallisch ist.