DE69401734T2 - Bequem zu öffnender Aufreissdeckel einer Blechdose - Google Patents

Bequem zu öffnender Aufreissdeckel einer Blechdose

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Metalidosenende mit einer bequem zu öffnenden Vollöffnung, die für eine Dose der Art bestimmt ist, die durch Anheben und Ziehen einer am Dosenende befestigten Nase geöffnet wird, wobei das Dosenende eine endlose Kerblinie nahe an ihrem Außenumfang hat. Der entfembare Bereich innerhalb der Kerblinie ist mit einer Form profiliert, um die Öffnungskräfte zu steuern.
  • Ein Dosenende dieser Art mit flachen Terrassen und kurzen Übergängen zwischen den Terrassen ist bekannt und ist aus Stahl oder Aluminium hergestellt. Die Kräfte, die zum Öffnen benötigt werden, bilden eine wichtige Eigenschaft eines solchen Dosenendes.
  • Die Dose mit einem Dosenende der in Frage stehenden Art wird in Stufen geöffnet. Zuerst bildet der Hebevorgang der Nase einen lokalen Schlitz in der Kerblinie. Die hierfür benötigte Kraft wird die Öffnungskraft genannt. Als nächstes wird das Dosenende mit der Nase weiter aufgerissen. Die hierfür benötigte maximale Kraft wird die Reiß-Kraft genannt. Schließlich wird das Dosenende von der Dose weggezogen. Die hierfür benötigte Kraft wird die Abreißkraft genannt. In dem Fall eines Aluminiumdosenendes beträgt die Öffnungskraft in der Regel 2 N und die Reißkraft 4 N.
  • Bis jetzt hat ein solches Dosenende, wenn es aus Stahl gemacht ist, die Unannehmlichkeit, daß die Kräfte, die zum Öffnen der Dose benötigt werden, üblicherweise größer als bei einem Aluminiumdosenende sind, und bestenfalls sind diese Kräfte im Fall des bekannten EOLE-Dosenendes (Easy Opening Little Effort) gleichgroß wie die oben genannten Öffnungskräfte eines Aluminiumdosenendes. Eine vollständig aus Stahl bestehende Dose ist jedoch aus Umweltgesichtspunkten sehr attraktiv.
  • In Beziehung auf die vorliegende Erfindung wird die Aufmerksamkeit auf die US-A-3 941 277 gezogen, die in den Figuren 12 und 13 ein Dosenende zeigt, in dem der entfembare Bereich eine profilierte Form hat mit drei flachen Terrassen an unterschiedlichen Höhenpositionen und zwischen der äußersten flachen Terrasse und der nächsten Terrasse einer tiefen und breiten Rille und einer leichten Rippe. Die Innenfläche dieser Rille kann als eine steil geneigte zusätzliche Terrasse angesehen werden. Der Oberbegriff von Anspruch 1 basiert auf diesem Stand der Technik.
  • Eine Aufgabe der Erfindung ist, ein Dosenende, insbesondere ein Stahldosenende, mit Öffnungskräften, die niedrig sind, die insbesondere niedriger als oder nicht größer als die oben genannten Kräfte zum Öffnen eines Aluminiumdosenendes sind, anzugeben.
  • Diese Aufgabe wird durch das Dosenende gemäß Anspruch 1 gelöst.
  • Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung zumindestens in einigen Ausführungsformen ist es, ein Dosenende anzugeben, mit dem die maximale Reißkraft bei einem relativ kleinen Nasenweg auftritt.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Metalldosenende mit einer bequem zu öffnenden Vollöffnung für eine Dose der Art, die durch Anheben und Ziehen einer an dem Dosenende befestigten Nase geöffnet wird, angegeben, wobei das Dosenende eine durch einen Außenumfang begrenzte Dosenendwand und eine endlose Kerblinie, die sich nahe des Außenumfangs erstreckt und einen entfernbaren Bereich definiert, aufweist. Der entfembare Bereich hat eine profilierte Form, die eine Mehrzahl von Terrassen bildet, die sich bezüglich der Dosenlängsachse (d. h. der Achse der Dose, an dem das Dosenende im Gebrauch befestigt ist) in unterschiedlichen Höhenpositionen befinden. Eine Übergangszone bzw. ein übergangsbereich verbindet die jeweils jedes nebeneinanderliegende Paar von den Terrassen miteinander. Die Terrassen weisen eine flache äußere Terrasse, die sich neben der Kerblinie entlang wenigstens eines Teils der Länge der Kerblinie erstreckt, eine innerste Terrasse, die zentraler in dem Dosenende als die äußere Terrasse liegt, und wenigstens eine Zwischenterrasse, die zwischen der äußeren Terrasse und der innersten Terrasse liegt und eine Neigung mit einem Neigungswinkel in dem Bereich von 3º bis 2 º zu einer senkrecht zur Dosenachse liegenden Ebene hat, auf. Diese Neigung liegt in einer zur Richtung der Übergangszone, welche die Zwischenterrasse mit der nächsten weiter außen daneben liegenden Terrasse verbindet, entgegenliegenden Richtung. Wenn dieser übergang somit, wie es bevorzugt ist, nach unten gerichtet ist (in Richtung des Doseninneren, wo das Dosenende an einer Dose befestigt ist), ist die Neigung der Terrasse nach oben.
  • Vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel nicht mehr als 15º, und ebenfalls vorzugsweise beträgt der Neigungswinkel nicht weniger als 5 , um die definierte niedrige Reißkraft zu liefern. Es hat sich herausgestellt, daß etwa 1 º besonders geeignet für eine niedrige Reißkraft ist.
  • Das Dosenende hat vorzugsweise drei Terrassen, die aus einer äußeren Terrasse, der innersten Terrasse und nur einer Zwischenterrasse bestehen. Die Zwischenterrasse mit der Neigung liegt vorzugsweise neben der innersten Terrasse oder kann neben der äußeren Terrasse oder beides liegen.
  • Vorzugsweise ist die innerste Terrasse flach und hat die niedrigste Höhenposition unter den Terrassen.
  • Um niedrige Öffnungskräfte zu liefern, ist es bevorzugt, daß die Übergangszonen eher allmählich als scharf verlaufen.
  • So hat die wenigstens eine Übergangszone, die die Zwischenterrasse, welche die Neigung hat, mit der nächsten, weiter außen liegenden Terrasse verbindet, im Radialschnitt gesehen bezüglich der Dosenachse einen geneigten Abschnitt, der sich über wenigstens 1 mm, vorzugsweise wenigstens 2, mm, insbesondere vorzugsweise wenigstens 2,5 mm erstreckt. Vorzugsweise hat diese Übergangszone auch gekrümmte Abschnitte, die diesen geneigten Bereich jeweils mit den beiden danebenliegenden Terrassen verbindet, wobei der Krümmungsradius von jedem gekrümmten Bereich wenigstens 1 mm beträgt.
  • Vorzugsweise hat wenigstens der Übergangsbereich, der die Zwischenterrasse mit der Neigung mit der nächsten weiter außen von ihr liegenden Terrasse verbindet, im Radialschnitt gesehen bezüglich der Dosenachse einen geneigten Abschnitt, der einen Neigungswinkel zu einer senkrecht zur Dosenachse verlaufenden Ebene hat, der wenigstens zweimal so groß wie der Neigungswinkel der Zwischenterrasse ist.
  • Für geeignete Steifigkeit und Öffnungskräfte beträgt der Unterschied zwischen der Höhenposition der äußeren Terrasse und der innersten Terrasse wenigstens 2 mm.
  • Obwohl das Dosenende gemäß der Erfindung aus Aluminium hergestellt sein kann, ist dieses Dosenende vorzugsweise aus Stahl hergestellt. Eine vollständige Stahidose ist exzellent zu recyceln. Besonders bevorzugterweise ist das Stahldosenende aus kontinuierlich angelassenem Stahl der Art Temper 61 (T61 CA) hergestellt. In diesem Fall sind die Öffnungskräfte besonders niedrig. In dem Fall eines Stahldosenendes gemäß der Erfindung beträgt die Öffnungskraft beispielsweise 17 N und die Reißkraft 31 N.
  • Die Restdicke des Dosenendes in dem Bereich der Kerblinie beträgt vorzugsweise 5 bis 75 µm und insbesondere bevorzugterweise 55 bis 65 µm. Damit werden die niedrigsten Öffnungskräfte erhalten. In dem Fall einer kleineren Restdicke kann der Widerstand gegen den Innendruck in der Dose zu niedrig sein, und in dem Fall von größeren Restdicken können die Öffnungskräfte zu groß sein.
  • Um eine niedrige Reißkraft zu erhalten, ist es bevorzugt, daß die Breite der Kerblinie wenigstens , 3 mm beträgt.
  • Obwohl das Dosenende gemäß der Erfindung auch für die Dosengrößen 65, 83 und 99 mm verwendet werden kann, wird das Dosenende vorzugsweise für die Dosengröße 73 mm verwendet. Das Dosenende gemäß der Erfindung ist gut für diese Dosengröße geeignet.
  • Die Erfindung wird jetzt durch nicht einschränkende Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und durch Beispiele dargestellt werden. In den Zeichnungen:
  • Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels eines Dosenendes gemäß der Erfindung.
  • Fig. 2 zeigt einen Querschnitt des Dosenendes gemäß der Linie II-II in Fig. 1.
  • Fig. 3 zeigt im Detail die Kerbe in dem Dosenende, die durch III in Fig. 2 bezeichnet ist.
  • Fig. 4 zeigt schematisch ein typisches Öffnungsverhalten eines Dosenendes der Art, das der Gegenstand dieser Patentanmeldung ist.
  • Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen im Teilradialschnitt den Aufbau der Dosenenden 3, 4, 5 und 6 von Tabelle 1.
  • In den Figuren 1, 2 und 3 hat das Dosenende 1 eine endlose Kerblinie 3, die nahe dem Außenumfang 2 plaziert ist. An der Innenseite der Kerbe liegt der zu entfernende Bereich 4 des Dosenendes. In dem dargestellten Beispiel hat das Dosenende drei Terrassen 5, 6, 7, von denen die flache erste Terrasse 5 entlang der Kerblinie 3 liegt und nahe dem Außenumfang 2 angeordnet ist, und von denen die zweite Zwischenterrasse 6 und die dritte flache Hittelterrasse 7 weiter von dem Außenumfang 2 entfernt angeordnet sind. Gemäß der Erfindung ist die Zwischenterrasse 6 mit einem Winkel a von mehr als 3º bezüglich der zu der Dosenachse iG senkrechten Ebene geneigt. In dem gezeigten Beispiel sind Höhenübergänge 8 und 9 zwischen den Terrassen vorgesehen, nämlich ein Übergang 8 von der Terrasse 5 zur Terrasse 6 und ein Übergang 9 von der Terrasse 6 zur Terrasse 7. Wenigstens der Übergang 8 ist ein allmählicher und erstreckt sich über eine radiale Strecke von über 1,5 mm. In dem gezeigten Beispiel liegt die zweite Terrasse 6 niedriger als die erste Terrasse 5. Es liegt jedoch im Schutzumfang der Erfindung, daß wenigstens die zweite Terrasse 6 höher als die erste Terrasse 5 liegt.
  • In dem in Fig. 1 gezeigten Dosenende 1 sind für eine runde Dose die Terrassen 5, 6 und 7 teilkreisförmig. Die äußere Terrasse 5 ist über einen kleinen Teil des Umfangs erweitert, um die Befestigung der Nase 11 an dem Dosenende mittels beispielsweise eines Niets 12 zu erlauben. Die Nase 11 und der Niet 12 sind herkömmlich und brauchen nicht weiter beschrieben zu werden.
  • In dem Fall eines Dosenendes der fraglichen Art ist es üblich, daß die innerste Terrasse, Terrasse 7 in Fig. 1, niedriger als die erste Terrasse 5 liegt. Dies erreicht die Wirkung, daß die Nase 11 leicht gegriffen werden kann. Es ist herausgefunden worden, daß besonders niedrige Öffnungskräfte erhalten werden, wenn der Höhenunterschied h zwischen der ersten Terrasse 5 und der letzten Terrasse 7 größer als 2 mm ist.
  • In Fig. 3 ist ein Detail der Kerbe gezeigt. Diese hat einen Spitzenwinkel β von beispielsweise 7 º eine Kerbenbreite 5 von mehr als , 3 mm und eine Restdicke r von mindestens 5 µm.
  • Fig. 4 zeigt die Tendenz der Kräfte entlang der Kerbe an der Öffnung. Zunächst ist eine sogenannte Öffnungskraft 5b erforderlich, um einen Riß in der Kerbe 3 herzustellen. Beim weiteren Öffnen erreicht die Kraft dann ein Maximum, die sogenannte Reißkraft St, und um das Dosenende loszuziehen, ist dann die sogenannte Abreißkraft To erforderlich. Diese Kräfte sind für die Leichtigkeit des Öffnens entscheidend.
  • BEISPIELE
  • Es wurde für eine Anzahl von Stahidosenenden, die für eine Dosengröße von 73 mm mit den Spezifikationen 1 bis 9 gemäß der untenstehenden Tabelle 1 ausgebildet waren, die Reißkraft bestimmt. Übliche Eigenschaften der Dosenenden sind:
  • - Blechdicke von Stahldosenenden : ,24 mm
  • - Kerbenwinkel β (siehe Fig. 3) : 7 º
  • - Kerbenbreite S (siehe Fig. 3) : ,111 mm
  • Alle Dosenenden von Tabelle 1 sind aus Stahl, außer der Nr. 1 , die aus Aluminium besteht. Die Dosenenden Nrn. 4, 5 und 6 sind Beispiele der vorliegenden Erfindung, während die restlichen zum Vergleich sind, um die Wirkungen, auf denen die Erfindung basiert, darzustellen. Nur die Dosenenden Nrn. 1 und 11 können als Stand der Technik angesehen werden. Tabelle 1
  • (NN = nicht bekannt)
  • Die Dosenenden Nrn. 2, 1 und 11 haben kurze Übergänge zwischen den Terrassen von üblicherweise weniger als 1 mm, aber in allen Fällen weniger als 1,5 mm.
  • Die Ausbildung der Dosenenden Nrn. 3, 4, 5 und 6 ist in Tabelle 2 und in den Figuren 5, 6, 7 und 8 spezifiziert. Tabelle 2
  • In Tabelle 2:
  • R&sub6; - R&sub6; = Krümmungsradius wie in den Figuren 5, 6, 7 und 8 angegeben; L&sub1;&sub2;, L&sub2;&sub3; und L&sub3;&sub4; = Länge des Übergangs zwischen jeweils den ersten und zweiten, zweiten und dritten, dritten und vierten Terrassen, wie in den Figuren 5, 6, 7 und 8 gezeigt;
  • T&sub2;, T&sub3; = Länge der zweiten bzw. dritten Terrassen wie in den Figuren 5, 6, 7 und 8 gezeigt; &sub1;&sub2;, &sub2;&sub3; und &sub3;&sub4; = Neigungswinkel des Übergangs zwischen jeweils den ersten und zweiten, zweiten und dritten, dritten und vierten Terrassen, wie in den Figuren 5, 6, 7 und 8 dargestellt;
  • α&sub2;, α&sub3; - Neigungswinkel der zweiten bzw. dritten Terrassen, wie in den Figuren 5, 6, 7 und 8 dargestellt;
  • h = Höhenunterschied zwischen den ersten und letzten Terrassen.
  • Das Dosenende Nr. 1 in Tabelle 1 ist ein vollständig flaches Dosenende und hat eine Reißkraft von 4 N. Obwohl es eine niedrige Reißkraft hat, ist ein vollständig flaches Dosenende wegen des Risikos eines vorzeitigen Öffnens (Vor-Öffnung) als Konsequenz des Innendruckes (das Dosenende muß einem Innendruck von 3 bar widerstehen) und/oder der Handhabung nicht akzeptabel. Ein vorzeitiges Öffnen kann vermieden werden, indem das Dosenende mit Terrassen versehen wird.
  • Das Dosenende Nr. 2 hat drei flache Terrassen und kurze Übergänge und hat eine Reißkraft von 6 N.
  • Die Dosenenden Nrn. 1 und 11 sind bekannte Dosenenden, in gleicher Weise mit drei flachen Terrassen und kurzen Übergängen. Das Dosenende Nr. 1 ist aus Aluminium und hat eine Reißkraft von 4 N. In dem Fall von Stahl beträgt bei dem EOLE-Dosenende Nr. 11 mit seinen niedrigen Öffnungskräften die Reißkraft in gleicher Weise 4 N.
  • Die Dosenenden Nrn. 3, 4, 5 und 6 haben allmähliche Übergänge zwischen den Terrassen mit einer radialen Länge von 1,5 mm oder mehr.
  • Die Tabelle 1 zeigt, daß das Dosenende Nr. 3 mit drei flachen Terrassen und allmählichen Übergängen eine niedrigere Reißkraft als das Dosenende Nr. 11 hat.
  • Das Dosenende Nr. 4 mit drei Terrassen, von denen die zweite Terrasse unter einem Winkel von 1 º geneigt ist, und mit allmählichen Übergängen hat jedoch eine noch niedrigere Reißkraft.
  • Das Dosenende Nr. 5 mit drei Terrassen, von denen die zweite Terrasse unter einem Winkel von 2 º geneigt ist, hat jedoch eine beträchtlich höhere Reißkraft als das Dosenende Nr. 4.
  • Das Dosenende Nr. 6 mit vier Terrassen, von denen die zweiten und dritten Terrassen um 5º geneigt sind, hat eine höhere Reißkraft als das Dosenende Nr. 4, aber diese könnte wahrscheinlich weiter verringert werden, indem der Neigungswinkel etwas erhöht wird; in dem Fall von Dosenende Nr. 6 tritt die maximale Reißkraft bei einem kleineren Nasenweg auf; entsprechend ist in dieser Hinsicht das Vier-Terrassen-Dosenende (Nr. 6) benutzerfreundlicher als das Drei-Terrassen-Dosenende.
  • Ein Vergleich der Dosenenden Nrn. 1, 7 und 8 zeigt, daß die Reißkraft stark von der Restdicke der Kerbe abhängt.
  • Das Dosenende Nr. 9 ist aus angelassenem Batchstahl, Temper 57 (T57 BA) hergestellt. Dieser und andere Versuche zeigten, daß T61 CA-Stahl die geringsten Öffnungskräfte gibt.
  • Die Erfindung ist durch diese Beispiele und Ausführungsformen beschrieben worden, aber nicht auf diese beschränkt, und Modifikationen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche sind möglich.

Claims (19)

1. Metalldosenende mit einer bequem zu öffnenden Vollöffnung für eine Dose der Art, die durch Anheben und Ziehen einer an dem Dosenende befestigten Nase (11) geöffnet wird, wobei das Dosenende eine endlose Kerblinie (3) hat, die sich nahe seines Außenumfangs erstreckt und einen entfembaren Bereich definiert, der beim Öffnen entfernt wird, worin der entfembare Bereich des Dosenendes eine profilierte Form hat, die eine Mehrzahl von Terrassen (5, 6, 7), die sich in unterschiedlichen Höhenpositionen bezüglich der Dosenlängsachse befinden, und entsprechende Übergangszonen, welche die nebeneinanderliegenden Terrassenpaare miteinander verbinden, aufweist, wobei die Terrassen eine flache äußere Terrasse (5), die sich neben der Kerblinie (3) entlang wenigstens eines Teils der Länge der Kerblinie erstreckt, eine innerste Terrasse (7), die zentraler in dem Dosenende als die äußere Terrasse (5) liegt, und wenigstens eine Zwischenterrasse (6), die zwischen der äußeren Terrasse (5) und der innersten Terrasse (7) liegt, aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Zwischenterrasse eine Neigung mit einem Neigungswinkel (α&sub2;, α&sub3;) in dem Bereich von 3º bis 2 º zu einer senkrecht zur Dosenachse liegenden Ebene hat, wobei die Neigung in einer zur Richtung der Übergangszone, welche die Zwischenterrasse mit der nächsten weiter außen daneben liegenden Terrasse verbindet, entgegenliegenden Richtung liegt.
2. Ein Dosenende nach Anspruch 1, worin der Neigungswinkel (α&sub2;, α&sub3;) nicht mehr als 15º beträgt.
3. Ein Dosenende nach Anspruch 2, worin der Neigungswinkel (α&sub2;, α&sub3;) nicht weniger als 5º beträgt.
4. Ein Dosenende nach Anspruch 1, worin der Neigungswinkel 1 º beträgt.
5. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit drei Terrassen, die aus einer äußeren Terrasse, der innersten Terrasse (7) und nur einer Zwischenterrasse (5) bestehen.
6. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin die Zwischenterrasse, die den Neigungswinkel hat, neben der innersten Terrasse liegt.
7. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin diezwischenterrasse (6) mit dem Neigungswinkel neben der äußeren Terrasse (5) liegt.
8. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die innerste Terrasse flach ist und die niedrigste Höhenposition unter den Terrassen hat.
9. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin wenigstens der Übergangsbereich, welcher die Zwischenterrasse (6), die die Neigung hat, mit der nächsten, weiter außen liegenden Terrasse verbindet, im Radialschnitt gesehen bezüglich der Dosenachse einen geneigten Abschnitt (T&sub2;, T&sub3;) hat, der sich über wenigstens 1,5 mm erstreckt.
1 . Ein Dosenende nach Anspruch 9, worin der Übergangsbereich gekrümmte Abschnitte hat, die seinen geneigten Bereich (T&sub2;, T&sub3;) jeweils mit den beiden daneben liegenden Terrassen verbinden, wobei der Krümmungsradius (R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, R&sub5;, R&sub6;) von jedem gekrümmten Bereich wenigstens 1, mm beträgt.
11. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 1 , worin wenigstens der Übergangsbereich, der die Zwischenterrasse (6) mit der Neigung mit der nächsten weiter außen von ihr liegenden Terrasse verbindet, im Radialschnitt gesehen bezüglich der Dosenachse einen geneigten Abschnitt (T&sub2;, T&sub3;) aufweist, der einen Neigungswinkel (γ&sub1;&sub2;, γ&sub2;&sub3;, γ&sub3;&sub4;) zu einer senkrecht zur Dosenachse verlaufenden Ebene hat, der wenigstens zweimal so groß wie der Neigungswinkel (α&sub2;, α&sub3;) der Zwischenterrasse (6) ist.
12. Ein Dosenende nach Anspruch 11, worin die Zwischenterrasse (6) mit der Neigung eine größere Länge im Radialschnitt bezüglich der Dosenachse als der geneigte Abschnitt (T&sub2;, T&sub3;) des Übergangsbereiches hat.
13. Ein Dosenende iiach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin der Unterschied der Höhenpositionen der äußeren Terrasse (5) und der innersten Terrasse (6) wenigstens 2 mm beträgt.
14. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 13, das aus Stahl gemacht ist.
15. Ein Dosenende nach Anspruch 14, das aus kontinuierlich angelassenem Stahl der Art Temper 61 (T61 CA) hergestellt ist.
16. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 15, worin die Restdicke der Kerblinie im Bereich von 5 bis 75 µm liegt.
17. Ein Dosenende nach Anspruch 16, in dem die Restdicke in dem Bereich von 55 bis 65 µm liegt.
18. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 17, in dem die Breite der Kerblinie wenigstens , 3 mm beträgt.
19. Ein Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 18, das eine Größe hat, die für eine Dosengröße von 73 mm Durchmesser geeignet ist.
2 . Eine Dose mit einem Dosenende nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei an dem Dosenende eine Öffnungsnase (11) befestigt ist.
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