DE69605789T3

DE69605789T3 - Dosen endverschluss und verfahren zum befestigen desselben an einem dosenkörper

Info

Publication number: DE69605789T3
Application number: DE69605789T
Authority: DE
Inventors: Mouayed Namdooh Wantage BRIFCANI; Peter James Swindon HINTON; Mark Christopher Wantage KYSH
Original assignee: CarnaudMetalbox SA
Current assignee: Crown European Holdings SA
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1996-03-25
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2016-03-26
Also published as: PE30097A1; IL117756A; EP0828663B2; US20040129710A1; CA2467039A1; JPH11505791A; PL323455A1; SA96170019B1; IL117756A0; US20050247717A1; US6935826B2; CN1076300C; EP0828663B1; CN1191513A; ES2140074T3; ATE187944T1; CA2467039C; EP0828663A1; CA2222014A1; JP2006052024A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abschlußwandung für einen Behälter und insbesondere jedoch nicht ausschließlich auf die Abschlußwandung eines Dosenkörpers entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Verfahren zu Befestigung der Abschlußwandung an dem Dosenkörper mittels eines Doppelfalzes entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
In dem US Patent 4093102 (KRASKA) sind Dosenabschlüsse beschrieben, die aus einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Deckelhaken, einer Verschlußwandung, die sich ausgehend von der Innenseite des Deckelhakens abwärts erstreckt, eine zur Außenseite hin konkav gekrümmte ringartige Verstärkungssicke, die sich ausgehend von der Verschlußwandung radial einwärts erstreckt und einem Mittelfeld, welches sich an die Innenwand und der Verstärkungssicke mittels einer ringförmigen, zur Außenseite hin konvex gekrümmten Sicke anschließt. Dieser Dosenabschluß soll aufgrund der Schräge oder der Neigung der Deckelkernwand, der Innen- und der Außenwandung der Sicke gegenüber einer sich senkrecht zu dem Mittelfeld erstreckenden Linie einen Innendruck von 90 psi aufnehmen. Die Schräge D der Deckelkernwand beträgt zwischen 14° und 16°, wobei die Schräge E der Außenwandung weniger als 4° und wobei die Schräge C der Innenwandung zwischen 10° und 16° beträgt und in die äußere konvexe Sicke übergeht. Wir haben festgestellt, daß Verbesserungen hinsichtlich des Metalleinsatzes dadurch möglich sind, daß die Schräge der Deckelkernwand erhöht wird und die Breite der auf die Vermeidung scharfer Kanten gerichteten Sicke vermindert wird.
In dem US Patent 4217843 (KRASKA) ist eine alternative Ausführungsform eines Dosenabschlußes beschrieben, bei welchem der Deckelkern innere und äußere flache Wandungen und einen Bodenradius aufweist, der weniger als dem Dreifachen der Metalldicke entspricht. Der Dosenabschluß hat eine Deckelkernwand die sich unter einem Winkel von ungefähr 24° zu einer vertikalen Richtung erstreckt. Umgekehrt ist in unserer Europäischen Patentanmeldung EP 0340955 A ein Dosenabschluß beschrieben, bei welchem die Deckelkernwand sich unter einem Winkel zwischen 12° und 20° zu einer vertikalen Richtung erstreckt.
In unserem Europäischen Patent Nr. 0153115 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Dosenabschlußes beschrieben, der zum Schließen einer solchen Dose geeignet ist, die ein Getränk wie Bier oder ein alkoholfreies Getränke enthält. Dieser Dosenabschluß weist eine sich in Umfangsrichtung erstreckende Flanke oder einen Deckelhaken auf, eine Deckel-kernwand, die sich ausgehend von der Innenseite des Deckelhakens abwärts erstreckt, eine zur Außenseite hin konkave Verstärkungssicke, die sich ausgehend von der Deckelkernwand radial einwärts erstreckt, und zwar von einem verstärkten Verbindungsabschnitt der Deckelkernwand mit der Sicke, und ein Mittelfeld, welches durch einen Innenabschnitt der Verstärkungssicke gestützt ist. Derartige Dosenabschlüße werden üblicherweise aus einer vorlackierten Aluminium-Legierung wie z.B. einer Aluminium-Magnesium-Mangan-Legierung, beispielsweise der Legierung 5182 hergestellt.
In unserer veröffentlichten Internationalen Patentanmeldung WO93/17864 ist ein Dosenabschluß beschrieben, der für eine Getränkedose geeignet ist und die aus einem Laminat aus einer Aluminium-Mangan-Legierung hergestellt ist, die mit einem Film aus einem halbkristallinen thermoplastischen Polyester beschichtet ist. Dieses Laminat aus Polyester und einer Aluminium-Legierung ermöglicht die Herstellung eines Dosenabschlußes mit einer schmalen und demzufolge festen Verstärkungssicke aus der billigeren Aluminium-Mangan-Legierung.
Diese bekannten Dosenabschlüße werden während der Herstellung eines Doppelfalzes durch den Ringflansch eines Verschlußkopfes gehalten, der eine solche Höhe und eine solche Breite aufweist, daß er in die genannte Sicke eindringen kann. Hier besteht die Gefahr von Abriebbildung, falls dieser schmale Ring gleitet. Ein schmaler Ringflansch des Verschlußkopfes ist ferner der Gefahr von Beschädigungen ausgesetzt.
In Fortführung der Entwicklung eines Dosenabschlußes, bei welchem weniger Metall benutzt wird, während eine Stapelbildung gefüllter Dosen aufeinander ermöglicht wird, wird erfindungsgemäß ein Dosenabschluß vorgeschlagen, der von der Ausbildung eines Doppelfalzes mit einem Dosenkörper einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Deckelhaken, eine Deckelkernwand, die sich ausgehend von der Innenseite des Deckelhakens abwärts erstreckt, mit einer zur Außenseite hin konkaven ringförmigen Verstärkungssicke, die sich von der Deckelkernwand radial einwärts erstreckt und einem Mittelfeld, welches durch einen Innenabschnitt der Verstärkungssicke gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelkernwand sich entlang einer solchen Achse geneigt erstreckt, die sich senkrecht zu der Außenseite des Mittelfeldes erstreckt, und zwar unter einem Winkel zwischen 40° und 60°, wobei der konkave Radius des Querschnitts der Verstärkungssicke weniger als 0,75 mm beträgt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des Dosenabschlußes verläuft eine Außenwandung der Verstärkungssicke gegenüber einer sich senkrecht zu dem Mittelfeld erstreckenden Linie unter einem Winkel zwischen –15° und +15°, wobei die Höhe der Außenwandung bis zu 2,5 mm beträgt.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist die Verstärkungssicke einen Innenabschnitt auf, der sich parallel zu einem, sich an den genannten konkaven Radius anschließenden Außenabschnitt erstreckt.
Das Verhältnis des Durchmessers des Mittelfeldes zu dem Durchmesser der Umfangsanrollung beträgt vorzugsweise 80% oder weniger.
Der Dosenabschluß kann aus einem Laminat aus einem thermoplastischen Polymerfilm und einem Blech aus einer Aluminium-Legierung bestehen, insbesondere einem Laminat aus einem Polyethylenterephthalatfilm auf einem Blech aus einer Aluminium-Mangan-Legierung oder einem Eisenmetall mit einer Dicke von weniger als 0,010'' (0,25 mm) bestehen und zum Verpacken von Getränken bestimmt sein. In den Umfangsbereich des Deckelhakens kann eine Auskleidung eingesetzt sein.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Doppelfalzes zwischen einem Dosenkörper und einem erfindungsgemäßen Dosenabschluß bereitgestellt, welches aus den folgen Verfahrensschritten besteht:
Positionierung der Anrollung des Dosenabschlußes auf dem Rand eines Dosenkörpers, der auf einem Unterteller aufsteht, Anordnung eines Verschlußkopfes innerhalb der Deckelkernwand des Dosenabschlußes, um den Dosenabschluß auf dem Rand des Dosengrundkörpers zu zentrieren, wobei der Verschlusskopf eine kegelstumpfartige Formgebungsfläche mit einer Schräge aufweist, die im wesentlichen derjenigen der Deckelkernwand des Dosenabschlußes entspricht und einen zylindrischen Oberflächenabschnitt, der sich von dem Formgebungsabschnitt innerhalb der Deckelkernwand forterstreckt, Auslösung einer Relativbewegung zwischen der aus dem Dosenabschluß und dem Dosengrundkörper bestehenden Einheit und einer zur Bildung des ersten Falzes dienenden Walze zwecks Bildung des ersten Falzes und anschließendes Auslösen einer Relativbewegung wie bei der Bildung des ersten Falzes gegenüber einer zur Bildung des zweiten Falzes dienenden Walze zwecks Komlettierung eines Doppelfalzes, wobei die Deckelkernwand während dieser Falzbildungsschritte gebogen wird, um mit dem zylindrischen Abschnitt in Berührung zu gelangen.
Unterschiedliche Ausführungsformen werden im Folgenden beispielhaft und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben werden, wobei solche Ausführungsbeispiele, bei denen der Winkel C weniger als 40° beträgt, nicht unter den Schutzumfang der Ansprüche fallen. Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung eines Doppelfalzes;
2 eine vergrößerte Schnittansicht eines bekannten Schließkopfes nebst Dosenabschluß vor der Falzbildung;
3 eine Schnittansicht eines Teiles eines bekannten Doppelfalzes;
4 eine Seitenansicht im Schnitt eines erfindungsgemäßen Dosenabschlusses vor dem Kantenanrollen;
5 eine Seitenansicht des Dosenabschlusses gemäß 4 im Schnitt auf einem Dosengrundkörper vor der Herstellung eines Doppelfalzes;
6 eine ähnliche Ansicht des Dosenabschlusses und des Dosengrundkörpers während der Herstellung des ersten Falzes;
7 eine ähnliche Ansicht des Dosenabschlusses und des Dosengrundkörpers während der Herstellung des zweiten Falzes zwecks Bildung eines Doppelfalzes;
8 eine teilweise Ansicht einer Einzelheit eines Schließkopfes und
9 eine Seitenansicht aufeinander gestapelter Dosen.
Gemäß 1 besteht die Vorrichtung zur Herstellung eines Doppelfalzes aus einer Grundplatte 1, einer sich aufrecht erstreckenden Platte 2 und einer oberseitigen Platte 3.
Ein innerhalb der Grundplatte angeordneter Unterteller 4 ist in Richtung auf einen Schließkopf 5 hin bzw. von diesem fort bewegbar innerhalb der oberseitigen Platte 3 geführt. Die oberseitige Platte 3 trägt eine zur Bildung des ersten Falzes dienende Walze 6, die auf einem Hebel 7 in Richtung auf den Schließkopf 5 hin bzw. von diesem fort schwenkbar angeordnet ist. Die oberseitige Platte 3 trägt ferner eine zur Bildung des zweiten Falzes dienende Walze 8, die auf einem Hebel 9 in Richtung auf den Schließkopf hin bzw. von diesem fort bewegbar ist, und zwar unter einer Relativbewegung, die derjenigen zwischen der zur Bildung des ersten Falzes dienenden Walze und dem auf dem Schließkopf gehaltenen Dosenabschluß entspricht, durch welchen der erste Falz hergestellt wird.
Wie in 1 gezeigt wird ein Dosenabschluß 10 mittels des Schließkopfes 5 fest an dem Rand 11 eines Dosengrundkörpers 12 gehalten und zwar entgegen der, durch den Unterteller 4 bereit gestellten Stützwirkung. Sowohl die zur Bildung des ersten Falzes dienende Walze 6 als auch die zur Bildung des zweiten Falzes dienende Walze 8 befinden sich in der gezeigten Position nicht im Eingriff mit dem Schließkopf, sondern vielmehr in einer solchen Stellung, bevor das aktive Falzformungsprofil einer jeden Walze verschwenkt wird, um die Anrollung des Dosenabschlusses und der Berandung des Dosengrundkörpers zwecks Bildung eines Doppelfalzes gemäß 3 zu bewirken.
2 zeigt in vergrößertem Maßstab den Schließkopf 5 und den Dosenabschluß 10. Der Dosenabschluß 10 besteht aus einer umfänglichen Anrollung 13, einer Deckelkernwand 14, die sich ausgehend von der Innenseite der Anrollung abwärts erstreckt, einer zur Außenseite hin konkav gekrümmten, der Vermeidung von Kanten dienenden Sicke 15, die sich ausgehend von der Deckelkernwand einwärts erstreckt und ein Mittelfeld 16 stützt. Üblicherweise erstreckt sich die Deckelkernwand gegenüber einer vertikalen Richtung in konisch auswärtiger Richtung unter einem Winkel C zwischen ungefähr 12° bis 15°.
Der Schließkopf 5 besteht aus einem Grundkörper 17, der mit einer Gewindebohrung 18 versehen ist, welche eine Befestigung an der übrigen, nicht gezeigten Vorrichtung ermöglicht. Eine Ringsicke 19 ragt aus dem Grundkörper 17 des Schließkopfes heraus und bildet mit der Stirnseite des Grundkörpers einen Hohlraum, der zur Aufnahme des Mittelfeldes 16 des Dosenabschlusses bestimmt ist. Der Sitz des Mittelfeldes 16 innerhalb des Ringes 19 zwischen der Wandung des Mittelfeldes und derjenigen des Schließkopfes kann locker sein.
Die äußere Oberfläche der vorstehenden Sicke 19 erstreckt sich in Richtung auf den Grundkörper aufwärts, und zwar unter einem divergierenden Winkel B von ungefähr 12° bezüglich der Vertikalrichtung und paßt sich an die Außenseite des Grundkörpers 17 des Schließkopfes an, der sich unter einem Winkel A von ungefähr 4° bezüglich einer Vertikalachse erstreckt, die ihrerseits senkrecht zu dem Mittelfeld verläuft. Die Außenwandung des Schließkopfes 5 steht mit der Deckelkernwand an einer unteren mit „D" innerhalb des 12° Abschnitts der Sicke 15 des Schließkopfes gekennzeichneten Stelle im Eingriff.
Nachdem Dosenabschlüsse mit engeren Sicken entwickelt worden sind, wird die Schließkopfsicke 19 schmaler und ist dementsprechend der Gefahr von Brüchen ausgesetzt. Es besteht an dem Dosenverschluß ferner die Gefahr von Abriebbildung und zwar an der Treibposition D, welches nach erfolgter Pasteurisierung zur Bildung unakzeptabler unansehnlicher schwarzer Flecken führen kann.
3 zeigt eine teilweise Schnittansicht eines typischen Doppelfalzes, welcher durch eine erwünschte Überlappung eines Hakens 21 des Grundkörpers und des Endhakens 20 des Dosenabschlußes zwischen dem Dosenabschluß 10 und dem Dosengrundkörper 12 gekennzeichnet ist.
4 zeigt einen erfindungsgemäßen Dosenabschluß, der aus einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Deckelhaken 23, einer Deckelkernwand 24, die sich ausgehend von der Innenseite des sich in Umfangsrichtung erstreckenden Deckelhakens 23 axial und einwärts erstreckt, einer zur Außenseite hin konkaven Verstärkungssicke 25, die sich ausgehend von der Deckelkernwand radial einwärts erstreckt und einem Mittelfeld 26, welches durch einen Innenabschnitt 27 der Sicke 25 getragen ist. Die Mittelfeldwandung ist zur Oberseite hin im wesentlichen nachgiebig und hat eine rückfedernde Wirkung im Anschluß an einen Pressvorgang. Die Deckelkernwand ist bezüglich einer zur Außenseite des Mittelfeldes vertikalen Achse unter einem Winkel C zwischen 40° und 60° geneigt angeordnet; vorzugsweise liegt dieser Winkel zwischen 40° und 45°. Üblicherweise beträgt der Querschnittsradius der Sicke ungefähr 0,5 mm.
Üblicherweise weist die Sicke 25 ferner zueinander parallele Seiten auf, wobei jedoch die Außenwandung bezüglich einer solchen Linie geneigt verlaufen kann, die sich senkrecht zu dem Mittelfeld erstreckt, und zwar unter einem Winkel zwischen –15° bis +15°; wobei die Höhe h₄ der Außenwandung bis 2,5 mm betragen kann.
Dieser Dosenabschluß besteht vorzugsweise aus einem aus Blech und einem aus einer polymeren Beschichtung ausgebildeten Laminat. Vorzugsweise besteht das Laminat aus einem Blech aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung wie z.B. 5182 oder einer Aluminium- Mangan-Legierung wie 3004 mit einer sich auf einer Seite befindlichen Beschichtung aus einem Polyesterfilm. Ein Polypropylenfilm kann falls gewünscht auf der anderen Seite benutzt werden.
Typische Abmessungen eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels sind:
Aus diesem Abmessungen kann errechnet werden, daß das Verhältnis des Mittelfelddurchmessers von 47,24 mm zum Gesamtdurchmesser des Dosenabschlusses von 65,84 mm ungefähr 0,72 bis 1 beträgt.
Aus Wirtschaftlichkeitsgründen liegt die Aluminiumlegierung in der Form eines Bleches vor, dessen Dicke weniger als 0,010'' (0,25 mm) beträgt. Ein Polyesterfilm auf dem Blech weist eine Dicke von üblicherweise 0,0005'' (0,0125 mm) auf.
Obwohl dieses Beispiel eine Gesamthöhe h₂ von 6,86 mm aufweist, haben wir festgestellt, daß brauchbare Dosenabschlüsse mit einer von bis zu 6,35 mm (0,25'') verminderten Gesamthöhe hergestellt werden können.
5 zeigt den sich in Umfangsrichtung erstreckenden Rand 23 des Dosenabschlusses 22 gemäß 4, der auf dem Rand 11 eines Dosengrundkörpers 12 aufliegt, und zwar vor der Bildung eines Doppelfalzes, welches unter Bezugnahme auf 1 erläutert werden wird.
Gemäß 5 besteht ein modifizierter Schließkopf 30 aus einem Schließkopfgrundkörper 31, der eine kegelstumofförmige Formgebungsfläche 32 aufweist, die mit der Deckelkernwand 24 des Dosenabschlusses 22 im Eingriff steht.
Die kegelstumpfartige Formgebungsfläche 32 ist zur Außenseite hin und in Axialrichtung unter einem Winkel geneigt angeordnet, der im wesentlichen dem Neigungswinkel C zwischen 40° und 60° entspricht. Bei diesem besonderen Ausführungsbeispiel wird ein Schließkopfwinkel C von 43° bevorzugt. Die Formgebungsfläche 32 ist ein wenig kürzer als die Deckelkernwand 24 des Schließkopfgrundkörpers. Der im wesentlichen zylindrische Oberflächenabschnitt 33, der sich oberhalb der Formgebungsfläche 32 erstreckt, kann unter einem Winkel zwischen +4° und –4° bezüglich einer Längsachse des Schließkopfes geneigt verlaufen. Wie in 5 gezeigt, weist dieser modifizierte Schließkopf 30 eine mit Gewinde versehende Ausnehmung auf, über welche eine Befestigung an dem Rest einer nicht gezeigten Vorrichtung zur Bildung eines Doppelfalzes möglich ist.
Im Gegensatz zu dem Schließkopf gemäß 2 ist der modifizierte Schließkopf 30 dahingehend ausgebildet, daß dieser anfänglich auf der relativ großen Deckelkernwand 24 gleitet, ohne jedoch in die Sicke 25 einzutreten. Ein weiterer Vorschub wird an der Verbindung der Formgebungsfläche 32 und der zylindrischen Wandung 33 erreicht, sobald die Deckelkernwand 24 an ihrem Ende während der Bildung des ersten und zweiten Falzes gemäß den 6 und 7 verformt wird. Der in 5 gezeigte Schließkopf weist eine ringförmige Sicke auf, deren Querschnitt bogenförmig ausgebildet ist, wobei diese Sicke dazu bestimmt ist, in die Deckelkernwand einzudringen, und zwar ohne Kratzerbildung und ohne eine an dem Dosenabschluß vorhandene Beschichtung abzutragen. Ein Vorschub auf dem konkaven Flächenabschnitt wie in 2 ist nicht vorgesehen.
Es versteht sich, daß der auf die Bildung des ersten Falzes gerichtete Verfahrensschritt unter Verwendung einer in 1 beschriebenen Vorrichtung durchgeführt wird.
6 zeigt den modifizierten Dosenabschluß und den Schließkopf während der Bildung eines ersten Falzes auf der linken Seite der 2, wobei dieser mittels einer zur Bildung des ersten Falzes dienenden Walze 34 hergestellt wird, die sich in der Nähe der ineinander gefalteten Umfangsflansche des Dosenabschlusses und des Randes 11 des Grundkörpers 12 befindet.
Während der Relativdrehung zwischen dem Dosenabschluß 22 und der zur Bildung des ersten Falzes dienenden Walze 34 übt die Kante zwischen der Formgebungswand 32 des Schließkopfes und der zylindrischen Wandung 33 zwischen dem Schließkopf 30 und der Walze 34 eine Druckkraft aus, durch welche die Deckelkernwand des Dosenabschlusses wie gezeigt verformt wird.
Nach Abschluß des auf die Bildung des ersten Falzes dienenden Verfahrensschrittes wird die diesbezügliche Walze von dem ersten Falz fortgeschwenkt und es wird anschließend die zweite Walze 38 einwärts verschwenkt, um an dem aus dem ersten Verfahrensschritt herrührenden Falz nunmehr anzuliegen, der durch den Schließkopf 30 gestützt wird. Eine Relativdrehung zwischen der zweiten Walze 38 nach Art derjenigen der ersten Walze und dem durch die Deckelkernwand gestützten ersten Falz führt zu einer Komplettierung der Herstellung eines in 7 gezeigten Doppelfalzes, wobei der obere Abschnitt der Deckelkernwand 24 fest an dem Hals des Dosengrundkörpers anliegt, und zwar in einer im wesentlichen aufrechten Anordnung, wobei der Doppelfalz durch den Anpressdruck zwischen der zweiten Walze 38 und dem Schließkopf 30 verfestigt ist.
Dosenabschlüsse wurden aus einer Aluminiumlegierung 5182 und einer Aluminiumlegierung 3004 in Verbindung mit einem Polymerlaminat verlötet, welches durch CarnaudMetalbox unter dem Handelsnamen ALULITE verkauft wird. Jeder Dosenabschluß wurde durch einen Doppelfalz an einem tiefgezogenen und in seinen Wandungen geglätteten Dosengrundkörper befestigt, wobei unterschiedliche Schließkopfwinkel und Deckelkernwandungswinkel benutzt wurden, wie in Tabelle 1 dargestellt, wobei der Druck innerhalb einer Dose registriert worden ist, bei welchem der Dosenabschluß versagte: Tabelle 1:
Alle Drücke bei nicht gealterten Hülsen in bar (psig). 5182 ist eine vorlackierte Aluminium-Magnesium-Mangan-Legierung. Das benutzte ALULITE ist ein aus einer Aluminium-Legierung und einem Polyesterfilm bestehendes Laminat
Die ersten in Tabelle 1 dargelegten Ergebnisse zeigen, daß die Gestalt des Dosenabschlusses zum Schließen von Dosen mit relativ niedrigen Drücken bereits geeignet war. Es ist ebenfalls festgestellt worden, daß ein Klemmen des Doppelfalzes mit dem „D" Falzring zu einem verbesserten Druckhaltevermögen führte. Weitere Versuche wurden durchgeführt; indem ein Verschlußkopfwinkel und eine Formgebungsoberfläche des Verschlußkopfes benutzt wurden, die unter 45° geneigt waren. Tabelle 2 zeigt die festgestellte Verbesserung.
Tabelle 2:
Tabelle 2 ist auf solche Beobachtungen gestützt, die bei Dosenabschlüssen gemacht wurden, die aus einem mit einem Polymerfilm (ALULITE) beschichteten Aluminium hergestellt waren und die bei einer Deckelkernwandlänge von 5,029 mm (0,198'') entlang der 43°-Schräge gemacht worden sind.
Es ist festgestellt worden, daß die jeweils bei den Ausführungsbeispielen J, K, L bei 4,89 bar (70,9 PSIG), 4,83 bar (70,0 PSIG) und 4,74 bar (68,7 PSIG) erreichten Drücke durch Klemmung des Doppelfalzes erheblich verbessert worden sind.
Um die Falzfestigkeit ohne die Verwendung eines Klemmringes bereitzustellen, wurden modifizierte Schließköpfe benutzt, bei welchen der Winkel C der Schräge der Formgebungsfläche ungefähr 43° betrug und bei welchen die zylindrische Fläche 33 im allgemeinen zwischen +4° und –4° geneigt war. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 3, Ergebnisse:
Alle Drücke in bar (psig)
Alle Beispiele: nachgeformter Felddurchmesser 47,24 mm (1,860'') (Durchmesser 202). 6,86 mm (0,270'') Einheitstiefe h₂ 2,39 mm (0,094'') Feldtiefe
Tabelle 3 zeigt das Beispiel „O", welches aus 0,25 mm ALULITE hergestellt worden ist und bei dem Druckversuch zu dem Ergebnis von 6,62 bar (95 psi) geführt hat. Dies zeigt einen Dosenabschluß an, der für unter Druck stehende Getränke geeignet ist. Weitere Verschlußköpfe mit unterschiedlichen Längen der Formgebungsflächen (Schrägen) wurden untersucht und es sind die Ergebnisse in Tabelle 4 wiedergegeben. Tabelle 4:
Alle Drücke in bar (psig)
Beispiel

7

= 0,25 mm Alulite, 47,24 mm (1,860'') Nachformunterlage, 6,86 mm (0,270'') h₂ Tiefe, 2,38 mm (0,094'') Feld; h₄ Tiefe = 2,29 mm (0,09'')

8

= 0,23 mm Alulite, 47,24 mm (1,860'') Nachformunterlage, 7,11 mm (0,280'') h₂ Tiefe, 2,64 mm (0,104'') Feld; h₄ Tiefe = 2,54 mm (0,10'')

9

= 0,23 mm Alulite, 47,24 mm (1,860'') Nachformunterlage, 7,37 mm (0,290'') h₂ Tiefe, 2,90 mm (0,114'') Feld; h₄ Tiefe = 2,79 mm (0,11'')

Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse einer Weiterentwicklung der Konfiguration des Falzbildungsverfahrens, um die Druckwiderstandsfähigkeit einer durch einen Ring gestützten Ausführungsform und diejenige einer solchen Form mit einem ungestützten Doppelfalz einander näher zu bringen.
In Tabelle 4 sind als Parameter die, die Länge der im allgemeinen vertikalen zylindrischen Fläche 33 auf dem zur Falzbildung dienenden Schließkopf 30 und gleichermaßen die Positionsbeziehung zwischen der Deckelkernwand und dem fertigen Doppelfalz dargestellt. Anhand der 7 ist verständlich, daß die Kräfte, die durch eine thermische Behandlung oder durch kohlensäurehaltige Produkte erzeugt werden, in Richtung auf die wiederstandsfähigsten Abschnitte des vervollständigten Doppelfalzes hin umgelenkt und durch diesen aufgenommen werden.
Tabelle 5 zeigt Ergebnisse, die an einem typischen, mit einem Falz versehenen Dosenabschluß gewonnen wurden, der nach Art eines Doppelfalzes ausgestaltet war, und zwar in Übereinstimmung mit den Parametern und Abmessungsverhältnissen, die in der Tabelle 4 wiedergegeben sind. Wie typischerweise in 8 gezeigt, zeigt der Schließkopf eine zylindrische Formgebungsfläche mit der Länge „I", die üblicherweise 1,9 mm (0,075'') beträgt und deren kegelstumpfartige Formgebungsfläche 32 unter einem Winkel Y, üblicherweise von 43° zu der zylindrischen Fläche geneigt ist, an welche sie sich unter einem Radius R, üblicherweise 0,5 mm (0,020'') anschließt. Der Winkel „X" beträgt üblicherweise 90°. Tabelle 5:
Alle Variablen waren aus ALULITE hergestellt, wobei 10 Dosen pro Variable vorgesehen waren.
Die Dosenabschlüsse können aus Wirtschaftlichkeitsgründen aus einem dünneren Metall hergestellt werden als die die Druckaufnahmefähigkeit betreffenden Anforderungen dies erlauben, weil diese Dosenabschlüsse ein relativ kleines Mittelfeld innerhalb eines steiferen Ringabschnittes aufweisen.
9 zeigt eine Dose 12a, die erfindungsgemäß geschlossen ausgebildet ist, die auf einer entsprechenden Dose 12b gestapelt ist und die im Schnitt gezeigt ist, so daß die Stapelbildung der oberen Dose auf dem unteren Dosenabschluß mittels einer Aufstandssicke 31a der oberen Dose erreicht wird, welche sich in die Deckelkernwand 24 des unteren Dosenabschlusses einfügt, wobei die obere Dose auf dem Doppelfalz 34 des unteren Dosenabschlusses aufliegt.
Das Spiel zwischen dem Boden des oberen Dosengrundkörpers und dem unteren Dosenabschluß kann dazu benutzt werden, um nicht gezeigte ringartige Aufreißmechanismen des Dosenabschlusses oder Werbeartikel aufzunehmen wie z.B. einen aufgewickelten Strohhalm oder Freimachungsvermerke.
Unter Verwendung der oben dargelegten experimentellen Daten wurde ein Computerprogramm erstellt, um den bei unseren Dosenabschlüssen verfügbaren Verformungswiderstand abzuschätzen, falls Behälter zusammengestellt werden, die unter Druck stehende Getränke enthalten. Die letzten beiden Eintragungen der Tabelle beziehen sich auf den bekannten Durchmesser 206 eines Getränkedosenabschlusses und eine Abschätzung dessen, welches nach unserer Überzeugung dem KRASKA Patent entnehmbar ist. Tabelle 6:
Alle Versuche wurden mit einer bekannten Aluminium-Legierung mit einer Streckgrenze von 10 MPa bei einer Dicke von 0,25 mm durchgeführt. Der Standard betrug 310 Ma bei einer Dicke von jedoch 0,275 mm.

Claims

Dosenabschluss vor der Ausbildung eines Doppelfalzes mit einem Dosenkörper, einem sich in Umfangsrichtung erstreckenden Deckelhaken (23), einer Deckelkernwand (24) die sich ausgehend von der Innenseite des Deckelhakens abwärts erstreckt, mit einer zur Außenseite hin konkaven ringartigen Verstärkungssicke (25), die sich von der Deckelkernwand radial einwärts erstreckt und mit einem Mittelfeld (26), welches durch einen Innenabschnitt (27) der Verstärkungssicke gestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckelkernwand (24) sich entlang einer solchen Achse geneigt erstreckt, die sich senkrecht zu der Außenseite des Mittelfeldes (26) erstreckt, und zwar unter einem Winkel (C) zwischen 40° und 60°, wobei der konkave Radius des Querschnitts der Verstärkungssicke (25) weniger als 0,75 mm beträgt.
Dosenabschluss nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Deckelkernwand (24) und der senkrechten Achse zwischen 40° und 45° beträgt.
Dosenabschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwandung der Verstärkungssicke zu einer solchen Linie geneigt verläuft, die sich senkrecht zu dem Mittelfeld (26) des Dosenabschlusses erstreckt, und zwar unter einem Winkel zwischen –15° und +15°, wobei die Höhe klein h₄ der Außenwandung bis zu 2,5 mm beträgt.
Dosenabschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungssicke (25) einen Innenabschnitt aufweist, der sich parallel zu einem Außenabschnitt erstreckt, an den sich der genannte konkave Radius anschließt.
Dosenabschluss nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Durchmessers des Mittelfeldes (26) zu dem Durchmesser der Umfangsanrollung (23) 80% oder weniger beträgt.
Dosenabschluss nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Laminat aus einem thermoplastischen Polymerfilm und einem Blech aus einer Aluminiumlegierung, aus Weißblech oder elektrolytisch verchromten Stahl besteht.
Dosenabschluss nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Laminat aus einem Polyethylen-Terephthalaffilm auf einem aus einer Aluminium-Mangan-Legierung bestehenden Blech gebildet ist, welches eine Dicke von weniger als 0,010'' (0,25 mm) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Doppelfalzes zwischen einem Dosenkörper (12) und einem Dosenabschluss (22) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, bestehend aus den folgenden Verfahrensschritten: Positionierung der Anrollung (23) des Dosenabschlusses auf dem Rand (11) eines auf einem Unterteller (4) gestützten Dosenkörpers; Anordnung eines Schließkopfes (30) innerhalb der Deckelkernwand (24) des Dosenabschlusses, wobei der genannte Schließkopf eine kegelstumpfartige Formgebungsfläche (32) aufweist, deren im Wesentlichen gleichförmige Schräge B derjenigen der Deckelkernwand des Dosenabschlusses entspricht und wobei sich ein im Wesentlichen zylindrischer Oberflächenabschnitt (33) von der Formgebungsoberfläche fort erstreckt; Auslösung einer Relativbewegung zwischen der aus dem Dosenabschluss und dem Dosenkörper bestehenden Baueinheit und einer ersten zur Bildung des ersten Falzes dienenden Walze (34) zwecks Bildung eines ersten Falzes, anschließendes Auslösen einer Relativbewegung zwischen dem ersten Falz und einer zweiten Walze (38) zwecks Komplettierung des Doppelfalzes, wobei während dieser beiden Verfahrensschritte die Deckelkernwand (24) des Dosenabschlusses gebogen wird und an den zylindrischen Abschnitten (33) des Verschlusskopfes in Anlage gelangt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Wesentlichen zylindrische Formgebungsabschnitt (33) des Schließkopfes unter einem Winkel zwischen +4° und –4° zu der Längsachse des Schließkopfes geneigt ist.