DE69616579T2

DE69616579T2 - SYSTEMS AND METHODS FOR PRODUCING DECORATIVELY SHAPED CONTAINERS

Info

Publication number: DE69616579T2
Application number: DE69616579T
Authority: DE
Inventors: A. Aschberger; R. Gogola; Mark Golding; W. Hartman; A. Harvey; O. Irvine; W. Shore; J. Tang; J. Trnka; O. Wahler; A. Winkless
Original assignee: Crown Cork and Seal Technologies Corp
Current assignee: Crown Packaging Technology Inc
Priority date: 1995-10-02
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 2002-05-29
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: TR199800616T2; WO1997012705A1; TR199800614T2; CA2233675C; EP0853515A1; AU2012797A; DE69614559T2; EP0853513B1; CA2233672A1; CN1202844A; AU7112196A; WO1997012706A1; AR003715A1; BR9610813A; TR199800615T1; MX9802550A; ES2160836T3; DE69616579D1; EP0853513A1; KR19990063929A

Description

Apparatus and method for producing decoratively designed metallic cans

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Verpackungen für Verbraucher und insbesondere auf metallische Dosen wie z. B. aus Stahl oder Aluminium hergestellte Dosen, die zur Verpackung nicht alkoholischer Getränke und anderer Getränke, von Lebensmitteln und Aerosolprodukten in allgemeinem Gebrauch sind.The invention relates generally to consumer packaging and, in particular, to metallic cans such as cans made of steel or aluminum, which are in common use for packaging non-alcoholic beverages and other beverages, foodstuffs and aerosol products.

Metallische Dosen für nicht alkoholische Getränke, andere Getränke und andere Stoffe sind naturgemäß in der ganzen Welt im allgemeinen Gebrauch. Die Technik der Herstellung und der Verpackung metallischer Dosen befindet sich in einer dauerhaften Entwicklung, und zwar als Reaktion auf eine verbesserte Technik, neue Werkstoffe und verbesserten Herstellungstechniken. Andere, die Evolution der Technik antreibende Kräfte in diesem Bereich umfassen Rohmaterialpreise, die Art neuer zu verpackender Stoffe und die Marketingziele der großen Gesellschaften, welche Verbraucherprodukte wie z. B. nicht alkoholische Getränke herstellen und vertreiben.Metallic cans for non-alcoholic beverages, other beverages and other substances are, by their nature, in common use throughout the world. The technology of manufacturing and packaging metallic cans is in a constant state of evolution in response to improved technology, new materials and improved manufacturing techniques. Other forces driving the evolution of technology in this area include raw material prices, the nature of new materials to be packaged and the marketing objectives of the major companies that manufacture and distribute consumer products such as non-alcoholic beverages.

Es hat seit einiger Zeit ein Interesse an einem metallischen Behälter bestanden, der anders als die standardmäßig zylindrische Dose gestaltet ist, und zwar in einer charakteristischen Weise, welchen einen Teil der Handelsaufmachung des Produkts bildet, oder welche in sonstiger Weise auf den Ursprung oder die Natur des Produktes hinweisen soll. Nach dem besten Wissen der Erfinder hat jedoch niemand eine praktische Technik zur Herstellung solcher irregulär gestalteter Dosen nach Maßgabe eines Volumens und einer Geschwindigkeit bereitgestellt, die erforderlich wären, um solch ein Produkt tatsächlich in den Markt einzuführen.There has been interest for some time in a metallic container designed differently from the standard cylindrical can, in a distinctive manner which forms part of the trade dress of the product or which is otherwise intended to indicate the origin or nature of the product. However, to the best of the inventors' knowledge, no one has provided a practical technique for producing such irregularly shaped cans at the volume and speed required to actually introduce such a product to the market.

Aus der Druckschrift U.S.n -A-3,224,239 von Hansson, dieaus der Mitte der sechziger Jahre stammt, sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verwendung pneumatischen Druckes zum Nachverformen von Dosen offenbart. Bei diesem Verfahren wird ein Kolben benutzt, um Druckluft in eine Dose zu pressen, die innerhalb einer Form positioniert ist. Infolge der Druckluft kommt es zu einem plastischen Fließen der Dosenwandung bis sie die Gestalt der Form annimmt.Hansson's publication US-A-3,224,239, which dates from the mid-1960s, discloses an apparatus and method for using pneumatic pressure to reshape cans. In this method, a piston is used to force compressed air into a can positioned within a mold. The compressed air causes the can wall to plastically flow until it takes on the shape of the mold.

Eine solche, in dem Hansson-Patent offenbarte Technologie, ist nach Kenntnis der Erfinder niemals mit irgendeinem Erfolg zum Nachverformen von gezogenen und in ihren Wandungen geglätteten Dosen benutzt worden. Ein Grund hierfür besteht darin, dass die in der Wandung der Dose entwickelte Spannung während der Verformung zu Defekten führen kann, die möglicherweise ein Versagen der Dose, z. B. ein örtliches Ausdünnen, eine Spaltung oder eine Rissbildung mit sich bringen. Die Gefahr eines Ausdünnen kann vermindert werden, indem die Wandungsdicke der Dose erhöht wird. Dies würde jedoch dazu führen, dass in solcher Weise gestaltete Dosen prohibitiv teuer würden. Die Gefahr einer Spaltung und einer Rissbildung kann durch ein Verfahren wie z. B. ein Vergüten vermindert werden, welches jedoch mit dem Nachteil einer verminderten Zähigkeit und einer verminderten Widerstandsfähigkeit des Endproduktes gegenüber unsachgemäßer Benutzung verbunden ist. In der EP-A- 0,521,637 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Gestaltung von aus drei Teilen bestehenden Dosen wie z. B. Aerosoldosen beschrieben. Die Dose ist in einer geteilten Form eingeklemmt und eine Expansion der Dose wird erreicht indem der Innenraum der Dose mit Luft unter Druck gesetzt wird. Während der Nachverformung vermindert sich die Höhe der Dose indem eine obere Muffe und Klemmteile axial bewegt werden, bis die Klemmteile zur Anlage an einem Abstandhalterring gelangen. Dieses Schließen der Vorrichtung soll ein Verdünnen der Dosenwand vermindern und eine größere Durchmesserexpansion ermöglichen.Such technology, disclosed in the Hansson patent, has, to the knowledge of the inventors, never been used with any success for re-forming drawn and wall-smoothed cans. One reason for this is that the stress developed in the wall of the can during forming can lead to defects that may result in failure of the can, such as local thinning, splitting or cracking. The risk of thinning can be reduced by increasing the wall thickness of the can. However, this would make cans designed in this way prohibitively expensive. The risk of splitting and cracking can be reduced by a process such as tempering, but this has the disadvantage of reduced toughness and reduced resistance of the final product to improper use. EP-A-0,521,637 describes a method and apparatus for forming three-part cans such as aerosol cans. The can is clamped in a split mold and expansion of the can is achieved by pressurizing the interior of the can with air. During post-forming, the height of the can is reduced by moving an upper sleeve and clamping parts axially until the clamping parts come into contact with a spacer ring. This closing of the device is intended to reduce thinning of the can wall and to enable greater diameter expansion.

Es besteht ein Bedürfnis nach einer verbesserten Vorrichtung sowie einem verbesserten Verfahren zur Herstellung eines zugerichteten metallischen Dosendesigns, welches wirksam und wirtschaftlich ist, welches nicht teuer ist, Insbesondere im Vergleich mit einer Technik, die bisher für diese Zwecke eingesetzt worden ist und wobei die Tendenz zugerichteter Dosen infolge eines Ausdünnens, einer Spalt- oder Rissbildung zerstört zu werden vermindert ist.There is a need for an improved apparatus and method for producing a trimmed metal can design which is efficient and economical, which is inexpensive, particularly as compared with a technique previously used for these purposes, and which reduces the tendency of trimmed cans to be destroyed due to thinning, splitting or cracking.

Es ist demzufolge ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer zugerichteten metallischen Dose bereitzustellen, welches wirksam und wirtschaftlich ist, welches nicht teuer ist, und zwar insbesondere im Vergleich zu einer bisher für die Zwecke benutzten Technik und bei welchen eine Sicherheit gegenüber inneren Spannungen der Dose gegeben ist, die ansonsten zu einem Ausdünnen, einer Spaltbildung oder einer Rissbildung führen würden.It is therefore an object of the present invention to provide an improved apparatus and method for producing a trimmed metal can which is efficient and economical, which is inexpensive, particularly as compared to a technique previously used for the purpose, and which is safe from internal stresses of the can which would otherwise lead to thinning, splitting or cracking.

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Nachverformen eines hohlen Behälters vorgeschlagen, welches die folgenden Schritte umfasst: Anordnen des Behälterzuschnitts in einer Kammer, die durch eine Form begrenzt wird, wobei die Form drei Teile aufweist; radiales Expandieren des Behälters in auswärtiger Richtung und auf die innere Oberfläche der Form hin unter Benutzung eines Druckfluids innerhalb des Behälterzuschnitts; axiales Bewegen von zweien der Formteile in Richtung auf das dritte hin, ausgehend von einer ersten Position, in der die Teile voneinander durch Spalte beabstandet sind zu einer eine zweiten Position, in der die Spalte zwischen den Formteilen in ihrer Größe vermindert sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Spalte in Richtung auf die Formgebungskammer hin offen sind, und zwar sowohl in der ersten Position, nachdem diese in ihrer Größe vermindert worden ist, so dass die Spalte während des Nachverformens nicht geschlossen sind und eine Spaltung des Behälters aufgrund einer übermäßigen Zugspannung in der Seitenwandung vermieden wird. Ein anderes Verfahren ist durch den Anspruch 15 bereitgestellt.According to the invention there is proposed a method for post-forming a hollow container, comprising the steps of: placing the container blank in a chamber defined by a mold, the mold having three parts; radially expanding the container outwardly and towards the inner surface of the mold using a pressurized fluid within the container blank; axially moving two of the mold parts towards the third from a first position in which the parts are spaced apart by gaps to a second position in which the gaps between the mold parts are reduced in size, characterized in that the gaps are open towards the forming chamber both in the first position after it has been reduced in size, so that the gaps are not closed during post-forming and splitting of the container due to excessive tensile stress in the side wall is avoided. Another method is provided by claim 15.

Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele beschrieben werden. Es zeigen:Preferred embodiments are described below with reference to the drawings. They show:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Dosenkörperzuschnitts oder eines Vorformlings, der gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgebildet ist;Figure 1 is a cross-sectional view of a can body blank or preform formed in accordance with a preferred embodiment of the invention;

Fig. 2 eine Seitenansicht eines zugerichteten Dosenkörpers entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;Fig. 2 is a side view of a trimmed can body according to a preferred embodiment of the invention;

Fig. 3 eine Prinzipansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines zugerichteten Dosenkörpers entsprechend einer bevorzugten Ausführugnsform der Erfindung;Fig. 3 is a schematic view of an apparatus for producing a trimmed can body according to a preferred embodiment of the invention;

Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht einer Formeinheit der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung in einer ersten Betriebsphase;Fig. 4 is a partial cross-sectional view of a molding unit of the device shown in Fig. 3 in a first operating phase;

Fig. 5 eine teilweise Querschnittsansicht einer Formeinheit der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung in einer zweiten Betriebsphase;Fig. 5 is a partial cross-sectional view of a molding unit of the device shown in Fig. 3 in a second operating phase;

Fig. 6 ein Schaltdiagramm, welches eine Druckversorgungsvorrichtung für die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung zeigt;Fig. 6 is a circuit diagram showing a pressure supply device for the device shown in Fig. 3;

Fig. 7 eine diagrammartige Darstellung einer Vorkompressionsschrittes, der in der in Fig. 3 vorgesehenen Vorrichtung ausgeführt wird;Fig. 7 is a diagrammatic representation of a pre-compression step carried out in the device provided in Fig. 3;

Fig. 8 eine diagrammartige Darstellung eines Sickenbildungsschrittes bei einem Verfahren, welches entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird;Fig. 8 is a diagrammatic representation of a beading step in a process carried out according to a second embodiment of the invention;

Fig. 9 eine diagrammartige Darstellung eines Drehschrittes in einem Verfahren, welches entsprechend einer zweiten Ausführungsform der Erfindung durchgeführt wird undFig. 9 is a diagrammatic representation of a turning step in a method which is carried out according to a second embodiment of the invention and

Fig. 10 eine diagrammartige Darstellung eines Rändelungsschrittes, der als zweiter Schritt durchgeführt werden kann, und zwar entweder bei der zweiten oder der dritten Ausführungsform der oben bezeichneten Erfindung.Fig. 10 is a diagrammatic representation of a knurling step which may be performed as a second step in either the second or third embodiment of the above-identified invention.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugsziffern in allen Ansichten gleich Strukturelemente bezeichnen. Insbesondere zeigen die Fig. 1 und 2 einen Dosenkörperzuschnitt oder einen Vorformling 10 entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welcher als zweiteilige Dose ausgebildet ist, welche vorzugsweise nach einem allgemein bekannten Zieh- und Glättungsverfahren hergestellt worden ist. Der Dosenkörperzuschnitt 10 umfasst eine im Wesentlichen zylindrische Seitenwandungsoberfläche 12, einen Boden 14 und eingezogenen oberen Abschnitt 16.Reference is now made to the drawings, in which like reference numerals designate like structural elements throughout the several views. In particular, Figures 1 and 2 show a can body blank or preform 10 according to a preferred embodiment of the invention, which is formed as a two-piece can, preferably made by a well-known drawing and flattening process. The can body blank 10 includes a generally cylindrical side wall surface 12, a bottom 14 and a necked top portion 16.

Alternativ kann der obere Abschnitt der zylindrischen Seitenwandung 12 auch gerade ausgebildet sein.Alternatively, the upper section of the cylindrical side wall 12 can also be straight.

Wie in diesem Technologiebereich allgemein bekannt ist, muss der Dosenkörperzuschnitt 10 nach dem Zieh- und Glättungsverfahren gewaschen sowie anschließend vor der Überführung zu einer Druckmaschine getrocknet werden. Das Trocknungsverfahren wird üblicherweise bei einer Temperatur von ungefähr 250ºF durchgeführt (welches ungefähr 121ºC entspricht). Gemäß einem Aspekt der bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung wird das Trocknen bei einer höheren Temperatur als üblich durchgeführt, um ausgewählte Abschnitte des Dosenkörperzuschnitts 10 zumindest teilweise zu vergüten.As is well known in this field of technology, the can body blank 10 must be washed after the drawing and flattening process and then dried prior to transfer to a printing machine. The drying process is typically conducted at a temperature of about 250°F (which corresponds to about 121°C). In accordance with one aspect of the preferred embodiment of this invention, the drying is conducted at a higher temperature than usual to at least partially anneal selected portions of the can body blank 10.

In Fig. 1 ist eine Wärmequelle 18 schematisch dargestellt, welche vorzugsweise einen Teil der Trocknungsvorrichtung bildet, welche jedoch grundsätzlich an jeder Stelle der Vorrichtung angeordnet sein könnte, und zwar vor der Formgebungseinheit. Wie nachfolgend noch im Detail zu erörtern sein wird, ist der Dosenkörperzuschnitt 10 vorzugsweise aus Aluminium hergestellt, wobei die teilweise Vergütung vorzugsweise bei einer Temperatur durchgeführt wird, die sich im Wesentlichen innerhalb des Bereichs von 375ºF (ungefähr 190,5º C) bis ungefähr 550ºF (ungefähr 288ºC) liegt, wobei ein weiter bevorzugter Bereich von ungefähr 450ºF (ungefähr 232ºC) bis ungefähr 500ºF (ungefähr 260ºC) reicht. Die am meisten bevorzugte Temperatur beträgt ungefähr 475ºF (ungefähr 246ºC). Dies steht im Gegensatz zu einem echten Vergüten, welches bei Temperaturen oberhalb von 650º F (ungefähr 353ºC) durchgeführt wird. Der Zweck dieses teilweisen Vergütens besteht darin, dem Dosenkörperzuschnitt 10 eine ausreichende Verformbarkeit zu verleihen, um diesen zu einer zugerichteten Dose 20 zu verformen, wie sie beispielsweise in der Fig. 2 der Zeichnungen dargestellt ist, wobei eine größere Zähigkeit möglich wäre, falls der Dosenkörperzuschnitt vollständig vergütet wäre. Alternativ kann das teilweise Vergüten eher in einem Ofen durchgeführt werden, wie z. B. dem Ofen einer Lackiervorrichtung oder einer Druckmaschine, als in der Trocknungsvorrichtung.In Fig. 1, a heat source 18 is shown schematically, which preferably forms part of the drying device, but which could in principle be arranged at any point of the device, namely in front of the Forming unit. As will be discussed in more detail below, the can body blank 10 is preferably made of aluminum, and the partial aging is preferably carried out at a temperature substantially within the range of 375°F (about 190.5°C) to about 550°F (about 288°C), with a more preferred range being from about 450°F (about 232°C) to about 500°F (about 260°C). The most preferred temperature is about 475°F (about 246°C). This is in contrast to true aging which is carried out at temperatures above 650°F (about 353°C). The purpose of this partial annealing is to impart sufficient ductility to the can body blank 10 to form it into a trimmed can 20, such as that shown in Figure 2 of the drawings, although greater toughness would be possible if the can body blank were fully annealed. Alternatively, the partial annealing may be carried out in an oven, such as the oven of a painter or printing machine, rather than in the drying apparatus.

Alternativ kann der Dosenkörperzuschnitt 10 aus Stahl anstelle von Aluminium hergestellt werden. In diesem Fall würde der bevorzugte Temperaturbereich für eine teilweise Vergütung sich im Wesentlichen innerhalb des Bereichs von 1112ºF (600ºC) bis ungefähr 1472ºF (800ºC) liegen. Die am meisten bevorzugte Vergütung würde bei einer Temperatur von ungefähr 1382ºF (750ºC) durchgeführt werden.Alternatively, the can body blank 10 may be made of steel instead of aluminum. In this case, the preferred temperature range for a partial aging would be substantially within the range of 1112ºF (600ºC) to about 1472ºF (800ºC). The most preferred aging would be carried out at a temperature of about 1382ºF (750ºC).

Es wird nunmehr auf die Fig. 2 Bezug genommen, welche eine zugerichtete Dose 20 zeigt, die in einer charakteristischen Weise bedruckt und gestaltet ist, um deren visuelles Erscheinungsbild für Kunden zu verbessern. Wie anhand der Fig. 2 erkennbar ist, umfasst der Dosenkörper 20 einen Boden 26, eine zugerichtete Seitenwand 22, die mit der Maßgabe gestaltet ist, dass sie wesentlich von der standardmäßigen zylindrischen Gestalt des Dosenkörpers abweicht, die z. B. der Gestalt des Dosenkörperzuschnitts 10 entspricht. Die zugerichtete Seitenwand 22 umfasst Bereiche wie z. B. Rippen 30 und Rillen 32, in denen eine Betonung solcher Abweichungen gegenüber der zylindrischen Gestalt wünschenswert sein könnte.Reference is now made to Fig. 2, which shows a trimmed can 20 which is printed and designed in a distinctive manner to enhance its visual appearance to customers. As can be seen from Fig. 2, the can body 20 comprises a bottom 26, a trimmed side wall 22 which is designed to deviate substantially from the standard cylindrical shape of the can body, which corresponds, for example, to the shape of the can body blank 10. The trimmed Sidewall 22 includes areas such as ribs 30 and grooves 32 where emphasis on such deviations from the cylindrical shape may be desirable.

Gemäß einem wichtigen Aspekt der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Bedruckung der äußeren Oberfläche der zugerichteten Seitenwand 22 dahingehend gegeben, dass die Bereiche der Seitenwand hervorgehoben werden, bei denen eine Betonung der Abweichung von der zylindrischen Gestalt wünschenswert ist. Wie anhand der Fig. 2 erkennbar ist, ist eine erste Art einer Bedruckung, bei der es sich um eine helle Farbe handelt, auf der Rippe 30 vorgesehen, wohingegen eine zweite Art einer Bedruckung 36, bei der es sich um eine dunklere Farbe handelt, bei wenigstens einem Teil der Rillen 32 vorgesehen. Durch Bereitstellung einer derart selektiven Bedruckung und dadurch, dass die Bedruckung an die Abweichungen der zugerichteten Seitenwand 22 angepasst ist, kann ein visueller Synergieeffekt erreicht werden, welcher unmöglich alleine durch ein Gestalten der Dose oder ein Bedrucken der Dose erreichbar wäre.According to an important aspect of the preferred embodiment of the invention, printing is provided on the outer surface of the trimmed side wall 22 to highlight the areas of the side wall where it is desirable to emphasize the deviation from the cylindrical shape. As can be seen from Figure 2, a first type of printing, which is a light color, is provided on the rib 30, whereas a second type of printing 36, which is a darker color, is provided on at least a portion of the grooves 32. By providing such selective printing and by adapting the printing to the deviations of the trimmed side wall 22, a visual synergy effect can be achieved which would be impossible to achieve by designing the can or printing on the can alone.

Es wird erneut auf Fig. 2 Bezug genommen, deren zugerichtete Seitenwand 22 auch einen flachen Bereich 28 aufweist, auf welche eine Beschriftung oder ein Etikett aufgebracht werden können, wobei die Dose mittels eines Dosenendes 24 verschlossen ist, welches in herkömmlicher Weise über ein Doppelfalzverfahren aufgebracht wird.Referring again to Fig. 2, the trimmed side wall 22 also has a flat area 28 to which a lettering or label can be applied, the can being closed by means of a can end 24 which is applied in a conventional manner by a double seaming process.

Gemäß den bevorzugten Verfahren wird der Dosenkörperzuschnitt 10 zu einer Druckmaschine gefördert, und zwar nachdem die teilweise Vergütung mittels der Wärmequelle 18 in der Trocknungsstation durchgeführt worden ist, wobei eine charakteristische Bedruckung aufgebracht wird, während der Dosenkörperzuschnitt 10 seine zylindrische Gestalt aufweist. Markierungsstellen können während des Bedruckungsprozesses ebenfalls aufgebracht werden, die dazu benutzt werden können, die Bedruckung an die Konturen der Form während der anschließenden Formgebungsschritte anzupassen, welche im Detail nachstehend beschrieben werden.According to the preferred methods, the can body blank 10 is conveyed to a printing machine after the partial annealing by means of the heat source 18 has been carried out in the drying station, wherein a characteristic printing is applied while the can body blank 10 has its cylindrical shape. Marking locations may also be applied during the printing process, which can be used to conform the printing to the contours of the mold during the subsequent shaping steps, which are described in detail below.

Es wird nunmehr auf die Fig. 3 Bezug genommen, in der eine Vorrichtung 38 entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist und die dazu bestimmt ist, eine zugerichtete Dose 20 von der Art herzustellen, die in Fig. 2 dargestellt ist. Wie anhand der Fig. 3, 4 und 5 erkennbar ist, umfasst die Vorrichtung 38 eine Form 40, die mit einer Formwandung 46 versehen ist, die einen Formgebungshohlraum 42 begrenzt, der an die gewünschte Fertiggestalt des zugerichteten Dosenkörpers 20 angepasst ist.Referring now to Fig. 3, there is shown an apparatus 38 according to a preferred embodiment of the invention and which is intended to produce a trimmed can 20 of the type shown in Fig. 2. As can be seen from Figs. 3, 4 and 5, the apparatus 38 comprises a mold 40 provided with a mold wall 46 which defines a molding cavity 42 adapted to the desired finished shape of the trimmed can body 20.

Wie prinzipiell in der Fig. 7 dargestellt ist, ist die Form 40 eine solche mit einer geteilten Wandung, wobei die Formgebungswandung 46 sich einwärts erstreckende Abschnitte 48 aufweist, deren Durchmesser geringer als der Durchmesser Db der zylindrischen Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 bemessen ist und der durch die gestrichelten Linien der Fig. 7b dargestellt ist. Die Formwand 46 umfasst auch eine Anzahl von sich auswärts erstreckenden Abschnitten, deren Durchmesser größer ist als der Durchmeser Db der Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10.As shown in principle in Fig. 7, the mold 40 is a split wall mold, with the mold wall 46 having inwardly extending portions 48 having a diameter less than the diameter Db of the cylindrical side wall 12 of the can body blank 10 and shown by the dashed lines of Fig. 7b. The mold wall 46 also includes a number of outwardly extending portions having a diameter greater than the diameter Db of the side wall 12 of the can body blank 10.

Die sich einwärts erstreckenden Abschnitte 48 tendieren mit anderen Worten dazu, die zylindrische Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 in Richtung auf die Position 12' hin zu komprimieren, die in Fig. 7b durch die ausgezogenen Linien wiedergegeben ist, wohingegen die Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts expandiert werden muss, um an die sich auswärts erstreckenden Abschnitte 50 der Formwand 46 angepasst zu werden. Vorzugsweise behält der Umfang der zylindrischen Seitenwand bei einer in diesem Sinne vorgenommenen Kompression eine konstante Länge auf, so dass der Umfang der zylindrischen komprimierten Seitenwandung 12' die gleiche Länge wie der Umfang der Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 aufweist.In other words, the inwardly extending portions 48 tend to compress the cylindrical side wall 12 of the can body blank 10 toward the position 12' shown by the solid lines in Fig. 7b, whereas the side wall 12 of the can body blank must be expanded to conform to the outwardly extending portions 50 of the mold wall 46. Preferably, the circumference of the cylindrical side wall maintains a constant length when compressed in this sense, so that the circumference of the cylindrical compressed side wall 12' has the same length as the circumference of the side wall 12 of the can body blank 10.

Wie am besten in Fig. 3 erkennbar ist, weist die Formeinheit 40 drei Werkzeugteile 82, 46 und 84 auf, welche jeweils einen Halsring, eine Formseitenwand und eine bodenseitige Unterstützung umfassen. Die Werkzeugteile sind voneinander durch Spalte oder "Spaltlinien" 86, 88 getrennt. Zur Erleichterung der Bearbeitung ist die bodenseitige Unterstützung 84 aus zwei Teilen ausgebildet, wobei ein zentral angeordnetes Teil 90 den Boden des Dosenkörpers stützt. Über den Halsring 82 ist eine einfache Unterstützung des eingezogenen Abschnitts des Dosenkörpers gegeben. Diese Komponenten zusammen begrenzen die Kammer oder den Formgebungshohlraum 42, in welchem der Dosenkörper aufgenommen istund zu der gewünschten Fertiggestalt des Dosenkörpers verarbeitet wird, und zwar über eine Blasformgebung. Entlüftungsbohrungen 49 sind vorgesehen, (vgl. Fig. 4, 5) um eingeschlossener Luft während der Formgebung ein Entweichen zu ermöglichen.As best seen in Fig. 3, the mold unit 40 has three tool parts 82, 46 and 84, each of which includes a neck ring, a mold side wall and a bottom support. The tool parts are separated from each other by gaps or "gap lines" 86, 88. To facilitate machining, the bottom support 84 is formed of two parts, with a centrally located part 90 supporting the bottom of the can body. The neck ring 82 provides easy support for the necked-in portion of the can body. These components together define the chamber or molding cavity 42 in which the can body is received and molded into the desired finished shape of the can body via blow molding. Vent holes 49 are provided (see Figs. 4, 5) to allow trapped air to escape during molding.

Ein Paar von Dichtungs- und Stützringen 92, 94 und ein aus Gummi bestehender Dichtring 96 sind vorgesehen, um den oberen Bereich des Dosenkörpers abzudichten. Ein Bauvolumen sparender Dorn 98 durchdringt den mittleren Bereich der Dichtungs- und Stützringe 92, 94, 96 bis zu einer Stelle gerade oberhalb der bodenseitigen Unterstützung 84. Der Dorn 98 liefert Luft in den Hohlraum eines Dosenkörpers innerhalb des Hohlraumes 42, und zwar über eine zentrale Bohrung 100 und radiale Durchgänge 102. Die Vorrichtung umfasst ferner einen oberen Kolben 104 und einen unteren Kolben 106, welche zusammen eine Kraft auf beide Enden der Dose innerhalb des Formgebungshohlraums 42 übertragen. Der untere Kolben 106 ist aufwärts bewegbar, und zwar durch Versorgung mit Druckluft, die zu dem Kolben über einen Durchgang 108 gelangt. In ähnlicher ist der obere Kolben abwärts bewegbar, und zwar mittels einer Versorgung mit Druckluft, die zu dem Kolben über die Durchgänge 110, 112 gelangt.A pair of seal and support rings 92, 94 and a rubber seal ring 96 are provided to seal the upper portion of the can body. A compact mandrel 98 penetrates the central portion of the seal and support rings 92, 94, 96 to a point just above the bottom support 84. The mandrel 98 supplies air to the cavity of a can body within the cavity 42 via a central bore 100 and radial passages 102. The apparatus further includes an upper piston 104 and a lower piston 106 which together transmit a force to both ends of the can within the forming cavity 42. The lower piston 106 is movable upwardly by supplying compressed air to the piston via a passage 108. Similarly, the upper piston is movable downwards by means of a supply of compressed air which reaches the piston via the passages 110, 112.

Bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform steht der Durchgang 110 mit der zentralen Bohrung 100 des Dorns 98 dahingehend in Verbindung, dass der obere Kolben und der Dosenhohlraum eine gemeinsame Druckluftversorgung aufweisen. Die gemeinsame Luftversorgung wird auf den Kolben 104 einerseits und den genannten Hohlraum andererseits im Verbindungsbereich zwischen dem Druckluftdurchgang 112 und der zentralen Bohrung 100 des Dornes verzweigt, und zwar innerhalb des Kolbens 104, so dass Verluste minimiert werden und sowohl der Hohlraum als auch der Kolben mit dem gleichen Druck beaufschlagt werden. Vorzugsweise sind Mittel vorgesehen, um die Strömungsgeschwindigkeit zugeführter Luft zu dem Kolben und dem Hohlraum zu regeln. Der Druck in dem Hohlraum und der Druck auf die Kolben können somit nach Maßgabe gleicher Werte geregelt werden.In the preferred embodiment shown, the passage 110 communicates with the central bore 100 of the mandrel 98 such that the upper piston and the can cavity share a common compressed air supply. The common air supply is branched to the piston 104 on the one hand and to the said cavity on the other hand in the connection area between the compressed air passage 112 and the central bore 100 of the mandrel, namely inside the piston 104, so that losses are minimized and both the cavity and the piston are subjected to the same pressure. Preferably, means are provided to regulate the flow rate of air supplied to the piston and the cavity. The pressure in the cavity and the pressure on the pistons can thus be regulated according to the same values.

Ein schematisches Schaltkreisdiagramm, aus welchem ersichtlich ist, wie Luft zu den Kolben und dem Dosenhohlraum gelangt ist in Fig. 6 gezeigt. In dieser Zeichnungsfigur 6 sind der obere Kolben 104 sowie die Dichtungs- und Stützringe 92, 94 schematisch als einzelne Einheit 114 dargestellt. In ähnlicher Weise sind die bodenseitige Unterstützung 84, 90 und ein unterer Kolben 106 als einzelne Einheit 116 wiedergegeben. Die Einheiten 114, 116 sowie der Halsring 82 sind bewegbar, wohingegen die Seitenwandung des Werkzeugs 46 der Form fest angeordnet ist.A schematic circuit diagram showing how air is supplied to the pistons and can cavity is shown in Figure 6. In this Figure 6, the upper piston 104 and the sealing and support rings 92, 94 are shown schematically as a single unit 114. Similarly, the bottom support 84, 90 and a lower piston 106 are shown as a single unit 116. The units 114, 116 and the neck ring 82 are movable, whereas the side wall of the tool 46 of the mold is fixed.

Der Schaltkreis umfasst zwei Druckversorgungen. Mittels einer Druckversorgung 118 wird Druckluft zu dem oberen Kolben 104 und in den Hohlraum der Dose innerhalb des Formgebungshohlraums 42 gefördert. Eine Druckversorgung 120 liefert Druckluft lediglich zu dem unteren Kolben 106.The circuit includes two pressure supplies. A pressure supply 118 supplies compressed air to the upper piston 104 and into the cavity of the can within the forming cavity 42. A pressure supply 120 supplies compressed air only to the lower piston 106.

Die beiden Druckluftversorgungen umfassen Druckregler 122, 124, Speicher 126, 128, Blasventile 130, 132 und Enlüftungsventile 134, 136. Zusätzlich umfasst die untere Druckluftversorgung 120 einen Strömungsregler 138. Wahlweise kann auch die obere Druckluftversorgung 118 einen Strömungsregler aufweisen, obgleich dies nicht als wesentlich angesehen wird, um den Fluss bei beiden Druckluftversorgungen einzustellen. Die Speicher 126, 128 verhindern während des Verfahrens einen hohen Druckverlust.The two compressed air supplies include pressure regulators 122, 124, accumulators 126, 128, blow valves 130, 132 and bleed valves 134, 136. Additionally, the lower compressed air supply 120 includes a flow regulator 138. Optionally, the upper compressed air supply 118 may also include a flow regulator, although this is not considered essential to adjust the flow of either compressed air supply. The accumulators 126, 128 prevent a high pressure loss during the process.

Üblicherweise wird ein hoher Luftdruck von ungefähr 30 bar in den Dosenhohlraum eingeführt und dazu benutzt, den Deckel der Dose zu bewegen. Der zum Bewegen des bodenseitigen Kolbens 106 benutzte Luftdruck beträgt üblicherweise ungefähr 50 bar, und zwar in Abhängigkeit von der Kolbenfläche. Der Luftdruck innerhalb des Formgebungshohlraums 42 stellt die Kraft bereit, die erforderlich ist, um den Dosenkörperzuschnitt in auswärtiger Richtung zu expandieren - durch diesen wird auch eine unerwünschte Kraft auf den Hals und den Boden der Dose ausgeübt, welche zu einer Längsspannung in der Seitenwandung der Dose führt. Die beiden Kolben werden auf diesem Wege benutzt, um die Oberseite und die Unterseite der Dose zu bewegen und stellen eine Kraft bereit, welche dieser Spannung in der Seitenwandung der Dose entgegenwirkt.Typically, a high air pressure of about 30 bar is introduced into the can cavity and used to move the can lid. The air pressure used to move the bottom piston 106 is typically about 50 bar, depending on the piston area. The air pressure within the forming cavity 42 provides the force required to expand the can body blank outwardly - this also imposes an undesirable force on the neck and bottom of the can, which results in a longitudinal stress in the side wall of the can. The two pistons are thus used to move the top and bottom of the can and provide a force which counteracts this stress in the side wall of the can.

Der Luftdruck, mit dem die Kolben beaufschlagt werden, ist kritisch für die Vermeidung eines Versagens der Dose während der Herstellung, und zwar entweder aufgrund einer Spaltbildung oder einer Faltenbildung. Eine Spaltbildung wird auftreten, falls die Spannung in der Seitenwand der Dose nicht hinreichend durch den Druck des Kolbens ausgeglichen wird, beispielsweise wenn der Druck auf den Kolben zu gering ist. Umgekehrt sollte der Luftdruck nicht so hoch sein, dass sich in der Seitenwand Wellen bilden.The air pressure applied to the pistons is critical to preventing can failure during manufacture, either due to cracking or wrinkling. Cracking will occur if the stress in the sidewall of the can is not adequately balanced by the pressure of the piston, for example if the pressure on the piston is too low. Conversely, the air pressure should not be so high that ripples form in the sidewall.

Aus diesem Grund sind vorzugsweise keine Anschläge erforderlich, um den Hub der Kolben zu begrenzen. Falls der Hub begrenzt wäre, könnte die Dose nicht vollständig gegen die Formwand expandieren, bevor die Kolben die Anschläge erreichen. Falls dies auftritt, würde die Spannung in der Seitenwand der Dose nicht mehr durch den Kolbendruck ausgeglichen sein, so dass sich dementsprechend die Gefahr einer Spaltbildung ergibt. Tatsächlich verhindert eine Berührung der expandierten Dose mit der Seitenwand der Form eine weitere Bewegung der Kolben.For this reason, it is preferable that no stops are required to limit the stroke of the pistons. If the stroke were limited, the can would not be able to fully expand against the mold wall before the pistons reached the stops. If this were to occur, the stress in the side wall of the can would no longer be balanced by the piston pressure, thus creating a risk of gap formation. In fact, contact of the expanded can with the side wall of the mold prevents further movement of the pistons.

Es sollte deshalb beachtet werden, dass der Ausgleich zwischen dem Druck innerhalb des Dosenhohlraumes und dem Kolbendruck vorzugsweise jederzeit während des Formgebungszyklus aufrechterhalten wird, so dass die Geschwindigkeit des Druckanstiegs in dem Hohlraum und hinter den Kolben während dieses Zyklus ausgeglichen ist, insbesondere wenn dis Dosenwandung nachgibt. Die Geschwindigkeit des Druckanstiegs kann über den Strömungsregler 138 geregelt werden oder dadurch, dass die Druckversorgung über die Druckregler 122, 124 eingestellt wird.It should therefore be noted that the balance between the pressure within the can cavity and the piston pressure should preferably be maintained at all times is maintained during the molding cycle so that the rate of pressure rise in the cavity and behind the pistons is balanced during that cycle, particularly as the can wall collapses. The rate of pressure rise can be controlled by the flow regulator 138 or by adjusting the pressure supply via the pressure regulators 122, 124.

Dadurch dass der Druck innerhalb des Dosenhohlraumes gegenüber dem Druck eingestellt wird, der zur Bewegung der Formelemente 82, 46, 84 in Richtung aufeinander zu benutzt wird, kann die Vorrichtung auf eine von drei unterschiedlichen Arten betrieben werden. Durch Minimierung der Druckbeaufschlagung der äußeren Formteile 82, 84 kann die Vorrichtung mit der Maßgabe betrieben werden, dass die Formteile einfach aufeinander zu bewegt werden, ohne dass eine Kraft auf den Dosenkörper ausgeübt wird. Dies wird die Spalte 86, 88 der Formeinheit 40 vermindern, während der Dosenkörper während des Expansionsprozesses in Längsrichtung schrumpft. Dies wird nicht notwendigerweise eine axiale Spannung neutralisieren, die während der Expansion des Dosenkörpers in der Seitenwandung entsteht.By adjusting the pressure within the can cavity relative to the pressure used to move the mold members 82, 46, 84 toward each other, the apparatus can be operated in one of three different ways. By minimizing the pressurization of the outer mold members 82, 84, the apparatus can be operated with the proviso that the mold members are simply moved toward each other without exerting a force on the can body. This will reduce the gaps 86, 88 of the mold unit 40 as the can body shrinks longitudinally during the expansion process. This will not necessarily neutralize any axial stress developed in the sidewall during expansion of the can body.

Alternativ wird dadurch, dass ein erhöhter Druck bereitgestellt wird, um die äußeren Formteile in Richtung aufeinander zu zu bewegen, eine leichte Längs- oder Axialkraft auf den Dosenkörper aufgebracht, welche der axialen Spannung in der Seitenwand des Dosenkörpers im Wesentlichen gleichwertig ist, so dass auf diesem Wege eine solche Spannung ausgeglichen wird und der Dosenkörper demzufolge gegenüber einer Schwächung und einer möglichen Spaltbildung geschützt ist. Eine dritte Betriebsart würde darin bestehen, dass ein sogar größerer Druck bereitgestellt wird, um die äußeren Formteile in Richtung aufeinander zu zu bewegen, um eine axiale Kompressionskraft auf den Dosenkörper auszuüben, die größer ist als diejenige, die notwendig wäre, um die Zugspannung der Seitenwand während des Verfahrens auszugleichen. Es wird angenommen, dass vorzugsweise eine nutzbare Druckkraft bereitgestellt werden sollte, vorausgesetzt, dass eine solche Kraft nicht zur Ausbildung von Wellen führt.Alternatively, by providing increased pressure to move the outer mold parts towards each other, a slight longitudinal or axial force is applied to the can body which is substantially equivalent to the axial stress in the side wall of the can body, thus balancing such stress and thus protecting the can body from weakening and possible splitting. A third mode of operation would be to provide even greater pressure to move the outer mold parts towards each other to apply an axial compression force to the can body which is greater than that which would be necessary to balance the tensile stress of the side wall during the process. It is believed that it is preferable to provide a usable compression force provided that such a force does not lead to the formation of waves.

Um die Dose zu formen werden zuerst die Blasventile 130, 132 geöffnet. Es ist möglich, zwischen den Öffnungszeiten der Blasventile eine kurze Verzögerung einzurichten, falls dies erforderlich sein sollte, um eine bessere Anpassung zwischen den Kolbendrücken und dem Hohlraumdruck zu erreichen, wobei in diesem Fall eine höhere Geschwindigkeit des Druckanstiegs in dem einen Kreis notwendig sein wird, um dieses Gleichgewicht aufrechtzuerhalten. Eine Verzögerung kann auch benutzt werden, um unterschiedliche Leitungslängen auszugleichen, wobei ein Druckgleichgewicht während der Formgebungszeit beibehalten wird. Die obere Druckversorgung 118 ist auf den Kolben 104 und den Hohlraum verzweigt, und zwar so nahe wie möglich zu dem Kolben 104, wie oben bereits unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben.To form the can, the blow valves 130, 132 are opened first. It is possible to introduce a short delay between the opening times of the blow valves if this should be necessary to achieve a better match between the piston pressures and the cavity pressure, in which case a higher rate of pressure rise in one circuit will be necessary to maintain this equilibrium. A delay can also be used to compensate for different line lengths, maintaining a pressure equilibrium during the forming time. The upper pressure supply 118 is branched to the piston 104 and the cavity as close as possible to the piston 104, as already described above with reference to Fig. 3.

Die Vorrichtung ist mit der Maßgabe ausgebildet, dass spätestens dann, wenn ein jeder der Kolben seinen maximalen Weg zurückgelegt hat, die Dose vollständig neugestaltet ist und die Spalte 86, 88 am Ende nicht geschlossen sind. Ein Schließen der Spalte könnte zu Spaltbildung der Dose führen, und zwar aufgrund einer übermäßigen Spannung in der Seitenwand, nämlich in der gleichen Weise wie bei einer Begrenzung der Bewegung der Kolben vor der vollständigen Expansion. Der sich im Endzustand einstellende Spalt sollte jedoch nicht übermäßig sein, da jedes Kennzeichnungsmittel auf der Seitenwand zu offensichtlich werden würde, obwohl dieses Problem dadurch gedämpft wird, dass scharfe Kanten im Bereich der Teilungslinien entfernt werden.The device is designed with the proviso that by the time each of the pistons has travelled its maximum distance, the can is completely reshaped and the gaps 86, 88 are not closed at the end. Closing the gaps could cause the can to split due to excessive stress in the side wall, in the same way as limiting the movement of the pistons before full expansion. However, the gap that results in the final state should not be excessive, as any marking means on the side wall would become too obvious, although this problem is mitigated by removing sharp edges in the area of the split lines.

Sobald das Formgebungsverfahren abgeschlossen ist, wird die Luft über die Ventile 134, 136 evakuiert. Die Entlüftungsventile sind während des tatsächlichen Formgebungsverfahrens naturgemäß geschlossen. Es ist wichtig, dass beide Druckversorgungen gleichzeitig entlüftet werden, da die über die Kolben ausgeübte Druckkraft zum Ausgleich des Hohlraumdruckes (Längsspannung) größer sein könnte als die axiale Festigkeit der Dose, so dass ein ungleichförmiges Entlüften zu einem Zusammenfallen der Dose führen könnte.Once the molding process is complete, the air is evacuated via valves 134, 136. The vent valves are naturally closed during the actual molding process. It is important that both pressure supplies are vented simultaneously, as the compressive force exerted via the pistons to balance the cavity pressure (longitudinal stress) could be greater than the axial strength of the can, so that uneven venting could lead to collapse of the can.

Wie am Besten in Fig. 4 erkennbar ist, ist der Dosenkörperzuschnitt 10 vorzugsweise in dem Formgebungsraum 42 positioniert, wobei sein Innenraum in abgedichteter Verbindung mit einer Druckfluidquelle steht, wie oben beschrieben. Wie anhand der Fig. 4 erkennbar ist, ist der Hohlraum 42 dahingehend ausgebildet, dass dem Dosenkörperzuschnitt 10 eine leichte Kompression widerfährt, sobald dieser eingesetzt wird. Dies wird vorzugsweise dadurch erreicht, dass die Formvorrichtungselemente in Hälften 52, 54 wie in Fig. 4 gezeigt unterteilt sind, die wiederum gespalten sind und um den Dosenkörperzuschnitt herum geschlossen werden können und zwar vor der pneumatischen Expansion des Dosenkörperzuschnitts 10.As best seen in Fig. 4, the can body blank 10 is preferably positioned in the forming cavity 42 with its interior in sealed communication with a source of pressurized fluid as described above. As can be seen from Fig. 4, the cavity 42 is designed to provide slight compression to the can body blank 10 as it is inserted. This is preferably achieved by dividing the forming apparatus elements into halves 52, 54 as shown in Fig. 4, which in turn are split and can be closed around the can body blank prior to pneumatic expansion of the can body blank 10.

Sobald die Formhälften 52, 54 um die zylindrische Seitenwand 12 geschlossen sind, kommt es durch die sich einwärts erstreckenden Bereiche 48 der Formgebungswand 46 zu einer Kompression und einer Vorkompression der zylindrischen Seitenwand 12, und zwar nach Maßgabe von Strecken bis zu dem Betrag Rin, wie in Fig. 7 gezeigt. Nachdem die Form geschlossen und abgedichtet worden ist und ein Druckfluid in den Formgebungshohlraum 46 eingebracht worden ist um den Dosenkörperzuschnitt gegen die Formwand 46 zu pressen, wird der Dosenkörperzuschnitt gezwungen, die gewünschte Fertiggestalt der zugerichteten Dose 20 anzunehmen. Der Zustand der zugerichteten Seitenwandung 22 ist nach dem Schritt in Fig. 5 gezeigt. Bei diesem Schritt wird die zylindrische Seitenwand 12 des Dosenkörperszuschnitts 10 um den Betrag Rout expandiert, welches wiederum schematisch in Fig. 7 gezeigt ist.Once the mold halves 52, 54 are closed around the cylindrical side wall 12, the inwardly extending portions 48 of the forming wall 46 compress and pre-compress the cylindrical side wall 12 by stretches up to the amount Rin, as shown in Fig. 7. After the mold has been closed and sealed and a pressurized fluid has been introduced into the forming cavity 46 to press the can body blank against the mold wall 46, the can body blank is forced to assume the desired finished shape of the trimmed can 20. The condition of the trimmed side wall 22 after the step is shown in Fig. 5. In this step, the cylindrical side wall 12 of the can body blank 10 is expanded by the amount Rout, which is again shown schematically in Fig. 7.

Vorzugsweise wird die Vorkompression, die durch ein Schließen der Formhälften 42, 54 gegeben ist, durchgeführt, indem die Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 radial einwärts um eine Strecke Rin ausgelenkt wird, welche innerhalb des Bereiches von 0,1 mm bis ungefähr 1,5 mm liegt. Weiter bevorzugt liegt diese Strecke Rin innerhalb des Bereichs von 0,5 mm bis 0,75 mm.Preferably, the pre-compression provided by closing the mold halves 42, 54 is carried out by deflecting the side wall 12 of the can body blank 10 radially inward by a distance Rin which is within the range of 0.1 mm to approximately 1.5 mm. More preferably, this distance Rin is within the range of 0.5 mm to 0.75 mm.

Die Entfernung Rout, um welche die zylindrische Seitenwand 12 radial in auswärtiger Richtung expandiert wird, um die äußeren Abschnitte der zugerichteten Seitenwand 22 zu bilden, liegt vorzugsweise innerhalb des Bereiches von 0,1 mm bis 5,0 mm. Ein am meisten bevorzugter Bereich für die Strecke Rot liegt zwischen 0,5 mm und 3,0 mm. Am meisten bevorzugt ist ein Wert Rot, von ungefähr 2,0 mm.The distance Rout by which the cylindrical sidewall 12 is expanded radially outward to form the outer portions of the trimmed sidewall 22 is preferably within the range of 0.1 mm to 5.0 mm. A most preferred range for the distance Rout is between 0.5 mm and 3.0 mm. Most preferred is a value Rout of about 2.0 mm.

Um den Nutzen zu verstehen, der über die Vorkompression der zylindrischen Seitenwand 12 vor dem Expansionsschritt erreicht wird, muss verstanden werden, dass ein gewisser Anteil an Vergütung oder teilweiser Vergütung nützlich sein kann, insbesondere im Fall von aus Aluminium bestehenden Dosenkörpern, nämlich um die notwendige Verformbarkeit für den Expansionsschrift zu erlangen. Je vollständiger jedoch die Vergütung um so geringer fallen die Festigkeit und die Zähigkeit der zugerichteten Dose 20 schließlich aus. Indem die Vorkompression dazu benutzt wird, einen beträchtlichen Unterschied einzustellen zwischen den inneren und äußeren Abschnitten des Musters, welches der fertig gestalteten Dose 20 überlagert ist, wird der Anteil an tatsächlicher radialer Expansion, der notwendig ist, um das gewünschte Muster zu erreichen, vermindert. Dementsprechend wird der Anteil an Vergütung, der notwendigerweise bei dem Dosenkörper 10 durchgeführt werden muss, ebenfalls vermindert. Der Vorkompressionsschritt erlaubt es dann, das gewünschte Muster der zugerichteten Dose 20 mit einem minimalen Vergütungsaufwand und einem dementsprechend minimalen Festigkeitsverlust zu überlagern, so dass die zylindrische Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 in diesem Verfahren so dünn wie möglich geformt kann.To understand the benefit achieved by pre-compressing the cylindrical side wall 12 prior to the expansion step, it must be understood that some amount of tempering or partial tempering may be useful, particularly in the case of aluminum can bodies, to provide the necessary ductility for expansion. However, the more complete the tempering, the less the strength and toughness of the final finished can 20 will be. By using pre-compression to establish a significant difference between the inner and outer portions of the pattern superimposed on the finished can 20, the amount of actual radial expansion necessary to achieve the desired pattern is reduced. Accordingly, the amount of tempering that must necessarily be performed on the can body 10 is also reduced. The pre-compression step then allows the desired pattern to be superimposed on the trimmed can 20 with minimal heat treatment effort and a correspondingly minimal loss of strength, so that the cylindrical side wall 12 of the can body blank 10 can be formed as thin as possible in this process.

Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Formwand aus einem porösen Material ausgebildet sein, um Luft, die zwischen der Seitenwand des Dosenkörperzuschnitts und der Form eingeschlossen ist, während des Verfahrens ein Entweichen zu ermöglichen, obgleich Entlüftungsbohrungen wahrscheinlich erforderlich sein werden. Ein solcher Weckstoff ist poröser Stahl, der im Handel über AGA, Leydig, Schweden erhältlich ist.In one embodiment of the invention, the mold wall may be formed of a porous material to allow air trapped between the side wall of the can body blank and the mold to escape during the process, although vent holes will probably be required. One such material is porous steel, which is commercially available from AGA, Leydig, Sweden.

Zum Zweck der Qualitätsüberwachung und Kontrolle wird der Fluiddruck innerhalb des Formgebungsraumes 46 während und nach dem Expansionsverfahren mittels eines Druckmonitors 69 überwacht, wie schematisch in Fig. 5 gezeigt. Der Druckmonitor 69 ist von herkömmlicher Bauart. Falls sich bei dem Dosenkörper während der Expansion ein Leck einstellt oder falls Unregelmäßigkeiten in dem oberen Bereich oder dem Halsbereich der Dose eine schlechte Dichtung bewirken, wird der Druck des Formgebungshohlraumes in der Formgebungskammer 46 viel schneller als sonst abfallen. Über den Druckmonitor 69 wird dies erkennbar sein und es wird einem Bediener angezeigt, dass der Dosenkörper Defekte aufweist.For quality control and inspection purposes, the fluid pressure within the forming cavity 46 is monitored during and after the expansion process by means of a pressure monitor 69, as shown schematically in Fig. 5. The pressure monitor 69 is of conventional design. If the can body develops a leak during expansion, or if irregularities in the top or neck area of the can cause a poor seal, the pressure of the forming cavity in the forming chamber 46 will drop much more quickly than usual. This will be apparent from the pressure monitor 69 and will indicate to an operator that the can body is defective.

Im Fall von aus Stahl bestehenden Dosen könnte der Druck innerhalb der Formkammer groß genug bemessen sein, um dem Dosenkörper ein sickenartiges Muster zu verleihen, bei welchem eine Anzahl sich in Umfangsrichtung erstreckender Rippen auf den Behälter gebildet werden.In the case of steel cans, the pressure within the molding chamber could be high enough to impart a corrugated pattern to the can body in which a number of circumferentially extending ribs are formed on the container.

Ein zweites Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen Dosenkörpers, der in charakteristischer Weise gestaltet ist, um sein visuelles Erscheinungsbild gegenüber Kunden zu verbessern, ist in den Fig. 7 und 9 der Zeichnungen wiedergegeben. Eine dritte Ausführungsform ist in den Fig. 8 und 9 der Zeichnungen wiedergegeben. Sowohl bei der zweiten als auch bei der dritten Ausführungsform wird ein charakteristisch zugerichteter metallischer Dosenkörper hergestellt, und zwar ausgehend von einem Dosenkörperzuschnitt entsprechend dem in Fig. 1 gezeigten Dosenkörperzuschnitt 10, der eine Seitenwandung 12 aufweist, die einen im Wesentlichen konstanten Durchmesser hat, wobei der Dosenkörperzuschnitt 10 anschließend radial in ausgewählten Bereichen in ausgewählten Ausmaßen verformt wird, um ein Zwischenprodukt eines Dosenkörpers 74 zu erzielen, welches radial modifiziert ist, welches jedoch bezüglich seiner Achse noch symmetrisch ist, wobei anschließend dem Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74 ein ausgewähltes Muster mechanischer Deformationen überlagert wird.A second method and apparatus for producing a metallic can body which is distinctively designed to enhance its visual appearance to customers is shown in Figures 7 and 9 of the drawings. A third embodiment is shown in Figures 8 and 9 of the drawings. In both the second and third embodiments, a distinctively finished metallic can body is produced starting from a can body blank corresponding to the can body blank 10 shown in Figure 1 having a side wall 12 having a substantially constant diameter, the can body blank 10 then being radially deformed in selected areas to selected extents to produce an intermediate can body 74 which is radially modified but which is still symmetrical about its axis, and then a selected pattern of mechanical deformation is superimposed on the intermediate can body 74.

Es wird nunmehr die zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben werden, nämlich eine Sickenbildungsvorrichtung 62 derart, die in diesem Technologiebereich allgemein bekannt ist, die einen Amboss 66 und ein Sickenwerkzeug 64 umfasst. Eine Sickenbildungsvorrichtung 62 wird benutzt, um den Dosenkörperzuschnitt 10 radial zu dem in radialer Hinsicht modifizierten Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74 zu verformen, welches in Fig. 9 gezeigt ist. Das Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74, welches in Fig. 9 gezeigt ist, weist keine Deformationen auf, die eine axiale Komponente haben und ist im Wesentlichen zylindrisch bezüglich der Achse des Dosenkörpers 74 ausgebildet. Ein Rändelungswerkzeug 76 wird anschließend benutzt, um dem Zwischenprodukt des Dosenkörpers ein ausgewähltes Muster mechanischer Deformationen, hier Rippen und Rillen zu überlagern, so dass es möglich ist, eine zugerichtete Dose 20 von der Art herzustellen, die in Fig. 2 gezeigt ist.The second embodiment of the invention will now be described, namely a beading device 62 of the type well known in this field of technology, comprising an anvil 66 and a beading tool 64. A beading device 62 is used to radially deform the can body blank 10 into the radially modified intermediate can body 74 shown in Fig. 9. The intermediate can body 74 shown in Fig. 9 has no deformations having an axial component and is substantially cylindrical with respect to the axis of the can body 74. A knurling tool 76 is then used to impose a selected pattern of mechanical deformations, here ribs and grooves, on the intermediate can body so that it is possible to produce a finished can 20 of the type shown in Fig. 2.

Bei der dritten, in den Fig. 8 und 9 gezeigten Ausführungsform wird eine Dreheinheit 68 benutzt, um die zylindrische Seitenwand 12 des Dosenkörperzuschnitts 10 radial zu dem Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74 umzuformen. Die Dreheinheit 68 umfasst - wie in dieser Technik allgemein bekannt ist - einen Dorn 70 und eine Gestaltungswalze 72, die dem Dorn 70 gegenüberliegt. Gemäß diesem Verfahren wird der in Fig. 9 gezeigte Rändelungsschritt vorzugsweise auf dem wie vorstehend geformten Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74 in einer Weise ausgeführt, die der oben beschriebenen identisch ist.In the third embodiment shown in Figures 8 and 9, a rotating unit 68 is used to radially deform the cylindrical side wall 12 of the can body blank 10 toward the intermediate can body 74. The rotating unit 68 comprises - as is well known in the art - a mandrel 70 and a shaping roller 72 opposed to the mandrel 70. According to this method, the knurling step shown in Figure 9 is preferably carried out on the intermediate can body 74 formed as above in a manner identical to that described above.

Alternativ zu dem in Fig. 9 gezeigten Rändelungsschritt kann das Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74, welches entweder nach dem in Fig. 7 gezeigten Verfahren oder demjenigen gemäß Fig. 8 hergestellt worden ist, in ein pneumatisches Expansionswerkzeug oder eine Formeinheit 40 der in den Fig. 3 bis 5 gezeigten Art eingesetzt werden. Das Zwischenprodukt des Dosenkörpers 74 würde dann in einer Art expandiert werden, die derjenigen entspricht, die vorstehend beschrieben worden ist, um zu der zugerichteten Dose 20 zu gelangen.As an alternative to the knurling step shown in Fig. 9, the intermediate can body 74, made either by the process shown in Fig. 7 or that shown in Fig. 8, can be inserted into a pneumatic expansion tool or forming unit 40 of the type shown in Figs. 3 to 5. The intermediate can body 74 would then be expanded in a manner similar to that described above to produce the finished can 20.

Bei den zweiten und dritten vorstehend beschriebenen Verfahren wird der Dosenkörperzuschnitt 10 vorzugsweise teilweise vergütet, und zwar unter Verwendung der Wärmequelle 18 während des Trocknungsverfahrens. Vorzugsweise wird dies in einem geringeren Ausmaß als bei dem ersten Ausführungsbeispiel durchgeführt. Vorzugsweise wird die Vergütung bei den zweiten und dritten vorstehend beschriebenen Verfahren bei einer Temperatur durchgeführt, die innerhalb des Bereichs von ungefähr 375ºF (ungefähr 190ºC) bis ungefähr 425ºF (ungefähr 218ºC) liegt. Die unter Bezugnahme auf die Fig. 7 und 8 beschriebenen Verfahren erfordern auf diesem Wege einen geringeren Vergütungsaufwand als derjenige, der bei dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel anfällt, welches bedeutet, dass eine stärker zugerichtete Dose 20 möglich ist, und zwar bei einem Gewicht oder einer gegebenen Wandstärke oder dass das Gewicht der zugerichteten Dose 20 im Vergleich zu demjenigen des zuerst beschriebenen Verfahrens vermindert werden kann. Nachteile der zweiten und dritten Verfahren bestehen jedoch in einem größeren Maschinenaufwand und einer größeren mechanischen Komplexität und darüber hinaus in einer erhöhten natürlichen Abnutzung der Dosen, in Auschuss und möglichen Bedruckungsfehlern als Ergebnis zusätzlicher mechanischer Verfahrens- und Behandlungsschritte.In the second and third methods described above, the can body blank 10 is preferably partially annealed using the heat source 18 during the drying process. Preferably, this is done to a lesser extent than in the first embodiment. Preferably, the annealing in the second and third methods described above is done at a temperature that is within the range of about 375°F (about 190°C) to about 425°F (about 218°C). The methods described with reference to Figures 7 and 8 thus require less annealing effort than that required in the previously described embodiment, which means that a more trimmed can 20 is possible for a given weight or wall thickness, or that the weight of the trimmed can 20 can be reduced compared to that of the first described method. However, disadvantages of the second and third processes are greater machine expenditure and mechanical complexity and, in addition, increased natural wear and tear of the cans, waste and possible printing errors as a result of additional mechanical processing and treatment steps.

Es versteht sich jedoch, dass obwohl zahlreiche Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung in der vorstehenden Beschreibung dargelegt worden sind, und zwar zusammen mit Einzelheiten der Struktur und der Wirkungsweise der Erfindung, dass die Beschreibung lediglich zum Zweck der Darstellung gegeben worden ist und dass Änderungen im Detail, insbesondere betreffend die Gestalt, die Größe und die Anordnung der Teile vorgenommen werden können, und zwar innerhalb der Prinzipien des Gegenstands der Erfindung, so wie diese durch die vollständige Breite der allgemeinen Bedeutung der in den beigefügten Ansprüchen enthaltenen Begriffe ausgedrückt ist. Alternativ beispielsweise kann der Dosenkörperzuschnitt 10 mittels anderer Verfahren hergestellt werden, wie z. B. einem mehrstufigen Ziehverfahren, einem kombinierten Dünnzieh- und Nachziehverfahren oder einem Herstellverfahren, gemäß welchem drei Teile miteinander verschweißt oder verklebt werden.It is to be understood, however, that although numerous features and advantages of the present invention have been set forth in the foregoing description, together with details of the structure and operation of the invention, that the description has been given for the purpose of illustration only and that changes in detail, particularly as to shape, size and arrangement of parts, may be made within the principles of the subject invention as expressed by the full breadth of the general meaning of the terms contained in the appended claims. Alternatively, for example, the can body blank 10 may be manufactured by other processes such as a multi-stage drawing process, a combined A thin-drawing and re-drawing process or a manufacturing process according to which three parts are welded or glued together.

Claims

1. A method for reshaping a hollow container, which consists of the following steps:

Placing the container blank in a chamber (42) defined by a mold (40), the mold having three parts (82, 46, 84);

Radially expanding the container outwardly and towards the inner surface of the mold using a pressurized fluid within the container blank;

Axially moving two of the mold parts towards the third from a first position in which the parts are spaced apart from each other by gaps (86, 88) to a second position in which the gaps between the mold parts are reduced in size, characterized in that

that the gaps (86, 88) are open towards the forming chamber, both in the first and in the second position, after the latter has been reduced in size, so that the gaps are not closed during post-forming and splitting of the container due to excessive tensile stress in the side wall is avoided.

2. Method according to claim 1, characterized in that the gaps are arranged at points of greatest expansion of the container.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that a force is exerted on at least one end of the container.

4. Method according to claim 3, characterized in that the force exerted on the interior of the container via the pressure fluid and the force exerted on the end or ends of the container are balanced.

5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the parts are moved towards each other using a force that is sufficient to apply a usable compression force to the side wall of the container during the forming process.

6. Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the parts are moved towards each other using a force that is sufficient to balance the forces acting in the side wall of the container during the forming process.

7. Device for reshaping a hollow container according to the method according to one of claims 1 to 6, consisting of

a mold (40) having three parts (82, 46, 84) defining a chamber (42) for receiving the container;

a fluid supply for providing a pressurized fluid within the hollow container to expand the container in a radially outward direction and towards the inner surface of the mold and

Means for axially moving two of the mold parts towards the third, starting from a first position in which the parts are spaced apart from each other by gaps (86, 88) towards a second position in which the gaps between the parts are reduced in size, characterized in that

that the gaps (86, 88) are open towards the forming space.

8. Apparatus according to claim 7, wherein the gaps of the mold are arranged at locations of greatest expansion of the container.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, further comprising means for applying a force to at least one end of the container.

10. Device according to claim 9, wherein the means for applying a force comprise at least one piston (104, 106).

11. Device according to claim 10, wherein the pistons are actuated by a pressurized fluid.

12. The device of claim 11, wherein the pressurized fluid is supplied to the piston or pistons and the interior of the container either independently or in any combination.

13. Device according to claim 11 or 12, wherein a single pressure fluid line supplies the piston or one of the pistons and the interior of the container and is branched near or within the piston.

14. Device according to one of claims 9 to 13, wherein contact of the expanded container with the mold wall prevents further movement of the force transmission means, so that the force transmission means do not reach the end point of their movement before the container is completely re-formed.

15. A method for reshaping a container blank with regard to a two-part can, the blank having a side wall and a base formed integrally therewith, into a shape provided with one or two enlarged regions, which is characterized by the following steps:

disposing the container blank in a chamber (42) defined by a mold (40) having three parts (82, 46, 84) spaced apart from one another by gaps (86, 88), which gaps are open toward the molding chamber and each of which is located substantially at a point of greatest expansion of one of the enlarged regions;

Expanding the container blank in a radially outward direction and towards the inner surface of the mold using a pressurized fluid within the container blank and

Moving two of the mold parts towards the third while expanding the can.