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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Endverschlüsse für zweiteilige
Bier- und Getränkebehälter aus
Metall mit einer zerbrechlichen Reißplatte und einer durch einen
Niet befestigten, zurückgehaltenen
Lasche und zielt insbesondere darauf ab, dass die zerbrechliche
Reißplatte
des Endes besser geöffnet
werden kann.
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Typische
Endverschlüsse
für Bier-
und Getränkebehälter besitzen
eine Öffnungsplatte
und eine befestigte Lasche mit Hebelwirkung, um die Platte zwecks Öffnens des
Endes in den Behälter
zu drücken.
Der Behälter
ist typischerweise eine Dose aus gestrecktem und streckgezogenem
Metall und üblicherweise
aus einer dünnen
Aluminiumplatte hergestellt. Endverschlüsse für solche Behälter sind
typischerweise auch aus einer Schnittfläche aus dünner Aluminium- oder Stahlplatte
hergestellt, welche zu einem unbearbeiteten Ende geformt und durch
ein Verfahren zu einem fertigen Ende verarbeitet worden ist, das
oftmals als "Endkonversion" bezeichnet wird. Diese
Enden werden verfahrensgemäß geformt,
indem zunächst
eine Schnittfläche
aus dünnem
Metall gebildet wird; anschließend
wird aus der Schnittfläche
ein unbearbeitetes Ende geformt, und dann wird der Rohling in einen
Endverschluss umgewandelt, der mit einem Behälter nahtverschweißt werden kann.
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Diese
Arten von Behälter-Enden
finden seit vielen Jahren Verwendung, wobei fast alle dieser heutzutage
verwendeten Enden "Umweltschutz"- oder "Laschebleibt-dran"-Enden sind, bei
denen die Lasche am Ende befestigt bleibt, nachdem die Öffnungsplatte
geöffnet
ist. Während
der Verwendung solcher Enden waren die Hersteller die ganze Zeit über auf
der Suche nach Mitteln und Wegen, bei den Kosten für das Metall
durch Herunterfahren der Dicke des Metalls der Enden und der Laschen
zu sparen. Da die Enden jedoch für
Behälter
mit unter Druck stehenden Inhalten verwendet werden, muss die Kerbe der Öffnungsplatte
einen ausreichenden Kerbrest aufweisen, um diesem Druck standhalten
zu können, was
wiederum erfordert, dass die Lasche eine Metalldicke hat, um zum Öffnen der
Platte Kraft vorzusehen. Des Weiteren treten bei der populären Verwendung
von Enden mit großer Öffnung in
jüngerer
Zeit zusätzliche
Probleme im Hinblick auf die Öffnungsfähigkeit
der Enden auf. Wegen der erweiterten Größe der Öffnungsplatte (oder Reißplatte)
wird der Lasche eine höhere
Belastung während
des Öffnens
der Reißplatte
auferlegt, wodurch Bemühungen
zum weiteren Herunterfahren der Dicke der Lasche konterkariert werden.
Auch lässt
sich die Kerbe in bestimmten Bereichen der Reißplatte mit großer Öffnung durch die
Hebelwirkung der Lasche gegen die Reißplatte schwieriger öffnen. Dies
trifft insbesondere auf denjenigen Bereich der Kerbe zu, der sich
in der 5:00- bis 6:00-Uhr-Stellung
befindet (wobei der Niet und die Laschennase die 12:00-Uhr-Stellung
einnehmen).
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Noch
ein weiteres Problem bei solchen Enden ist eine Metalldurchhängung im
Nietbereich der mittleren Platte, welche vom Endkonversionsverfahren
herrührt.
Die Metalldurchhängung
erschwert das Öffnen
der Reißplatte
durch die Lasche wegen des Verlustes an notwendiger Hebelwirkung
durch die Lasche. Wenn die Reißplatte
zu Beginn abgetrennt wird, ist ein sehr geringer Betrag an durchhängendem
Metall im Bereich um den Niet herum beim Initiieren der Separation
der Kerblinie behilflich. Wenn jedoch irgendein hoher Betrag an
Durchhängung
vorhanden ist, wird ein Plattenhub beim Zwingen der Lasche gegen
die Reißplatte
bewirkt; dadurch werden Effizienz und Hebelwirkung der Lasche gemindert. Ein
anderes Problem bei solchen Behälter-Enden ist die Korrosion
des Metalls der Kerbe, der Bereich, der der „Kerbrest" genannt wird. Diese Korrosion, die
oftmals als "Stresskorrosion" bezeichnet wird,
wird in erster Linie durch einen Feuchtigkeitsaufbau in der Kerbe,
Sensibilität
des Metalls und Zugspannungskräfte
im Metall des Kerbbereichs verursacht. Der Feuchtigkeitsaufbau wird
primär
durch Wasser verursacht, das auf dem Ende nach einem von einer Einfüllvorrichtung
ausgeführten
Waschvorgang (wie bei einem Bier- oder Soft-Drink-Einfüllvorgang)
verbleibt. Des weiteren stellt eine sich aus erhöhten Temperaturen ergebende,
gesteigerte Feuchtigkeit in besonderem Maße ein Problem dar, wenn eine
Palette oder ein Präsentiertablett
mit den gefüllten
Behältern
in eine Schrumpfverpackung aus Kunststoff gewickelt wird; dadurch
wird die Feuchtigkeit an den Enden gefangen. Der Zugspannungszustand
des Metalls wird durch eine erhöhte
Temperatur ebenfalls erhöht
und verleiht dem Behälter
einen erhöhten
Innendruck; dadurch werden im Metall des Kerbbereichs Zugspannungskräfte hervorgerufen.
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Noch
ein anderes Problem bei solchen Behälter-Enden ist, dass die Einsparungen
an Kosten und Material Beschränkungen
unterworfen sind, wenn danach gestrebt wird, die Enden aus einem dünnen Metallvorrat
(Herunterfahren der Dicke) herzustellen, und zwar aufgrund der Tatsache,
dass die traditionelle Geometrie solcher Enden es erforderlich macht,
diese aus einer größeren Metallschnittfläche herzustellen,
wenn versucht wird, das Ende aus einem Metall geringerer Dicke herzustellen.
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Es
wird auf die EP-PS 0 381 888 verwiesen, die ein verbessertes, leicht
zu öffnendes
Dosen-Ende offenbart mit einem zurückgehaltenen Reißstreifen, der
sich diametral teilweise quer über
das von einer Kerblinie definierte Dosen-Ende erstreckt, und einer ergreifbaren
Zuglasche neben dem und außerhalb des
offenen Endes der Kerblinie. Die Zuglasche ist am Dosen-Ende mittels
eines Niets befestigt, wobei das Dosen-Ende um die Basis des Niets
herum verformt ist, damit der Niet leicht in Richtung des Finger-Endes
der Zuglasche gekippt werden kann. Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Abwandlung der Ausgestaltung der Plattenwand bei Dosen-Enden
dieser Art.
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Die
vorliegende Erfindung ist auf einen Endverschluss für einen
Behälter
gerichtet, welcher aufweist: eine mittlere Plattenwand mit einer
Produktseite und einer öffentlichen
Seite mit einer Lasche und einem Niet; eine Versetzungs-Reißplatte
in der mittleren Plattenwand, die zumindest im wesentlichen durch
eine zerbrechliche Kerbe und ein nicht zerbrechliches Schar niersegment
definiert ist, wobei die Lasche durch den Niet an der öffentlichen
Seite der mittleren Plattenwand befestigt ist, zumindest ein Nasenbereich
der Lasche sich über
einen Bereich der Reißplatte
erstreckt und ein Hub-Ende der Lasche der Laschennase entgegengesetzt
ist; und einen mittleren Gurt der Lasche zwischen der Nase und dem
Hub-Ende, wobei der Gurt einen Scharnierbereich und eine den Niet
umgebende Nietinsel aufweist. Gemäß der vorliegenden Erfindung
ist die Nietinsel zumindest teilweise durch einen Leerbereich umgeben,
um einen freiliegenden Bereich der mittleren Platte vorzusehen,
wobei die mittlere Plattenwand ein die Kerbe umgebendes, schräges Segment aufweist
sowie eine erste Biegung, die zu einer ersten schrägen Kante
der Reißplatte
angrenzend an die Kerbe führt,
und wobei eine zweite schräge
Kante an der mittleren Plattenwand außerhalb der Reißplatte
unmittelbar angrenzend an die Kerbe ist und von der Kerbe zu einer
zweiten Biegung weg führt.
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Verschiedene
Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden,
beispielsweisen Beschreibung derselben hervor, wobei auf die beigefügten Zeichnungen
verwiesen wird. Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf die Oberseite eines Endverschlusses einer Art, bei
der die vorliegende Erfindung nutzbringend angewendet werden kann;
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2 eine
Draufsicht auf die Unterseite des Endes aus 1;
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3 eine
Draufsicht auf die Oberseite eines alternativen Endverschlusses;
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4 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 aus 1;
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5 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 aus 3;
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6 ein
alternatives Ausführungsbeispiel in
einer Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 aus 3;
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7 eine
schematische Draufsicht auf das in 7 abgebildete
Ende;
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8 eine
schematische Draufsicht auf das in 1 dargestellte
Ende;
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9 eine
Querschnittsansicht der Werkzeugausrüstung und des Verfahrens zum
Formen des in 1 dargestellten Leerbereichswulstes;
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10 eine
Querschnittsansicht der Struktur des schrägen Segments des Kerbbereichs
und der Werkzeugausrüstung
zum Formen dieses Segments und
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11 eine
teilweise Querschnittsansicht des Außenumfangsbereiches des Behälter-Endes, darstellend
den abgestuften, äußeren Plattenradius und
den schmalen Versenkbereich.
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1 bis 8 zeigen
die Behälter-Enden, die
auch in unserer EP-PS 0 993 408 offenbart sind, auf die hiermit
verwiesen wird. Der Endverschluss 10 für einen (nicht dargestellten)
Behälter
hat eine mittlere Plattenwand 12, die eine Nahtverschweißungsbördelung 14 aufweist,
um die Wand mit dem Behälter
zu verbinden. Der Behälter
ist typischerweise eine Dose aus gestrecktem und streckgezogenem
Metall und üblicherweise
aus einer dünnen
Aluminium- oder Stahlplatte hergestellt. Endverschlüsse für solche Behälter sind
ebenfalls typischerweise aus einer Schnittfläche aus dünner Aluminium- oder Stahlplatte hergestellt,
welche zu einem unbearbeiteten Ende geformt und durch ein Verfahren
zu einem fertigen Ende verarbeitet worden ist, das oftmals als "Endkonversion" bezeichnet wird.
Bei dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel ist die mittlere
Platte mit einem Behälter
durch eine Nahtverschweißungsbördelung 14 verbunden,
die mit einer Gegenbördelung
des Behälters
verbunden ist. Die Nahtverschweißungsbördelung 14 des Endverschlusses 10 ist
mit der mittleren Platte 12 über einen Versenkbereich 16 einstückig ausgebildet,
der mit dem äußeren Plattenrand 18 der
mittleren Platte 12 verbunden ist. Diese Art von Mittel
zum Verbinden der mittleren Platte 12 mit einem Behälter ist
zum gegenwärtigen
Zeitpunkt das typische Mittel zum Verbinden, wie es in der Industrie
verwendet wird, und die oben beschriebene Konstruktion wird während des
Formens des unbearbeiteten Endes aus einer Metallplatten-Schnittfläche vor
dem Endkonversionsverfahren gebildet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung können
jedoch auch andere Mittel zum Verbinden der mittleren Platte mit
einem Behälter
Verwendung finden.
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Die
Schritte des Herstellens des Endes beginnen mit einem Blankschlagen
der Schnittfläche, welche
typischerweise eine runde oder unrunde Schnittfläche aus dünner Metallplatte ist. Beispiele für unrunde
Schnittflächenrohlinge
schließen
elliptische Schnittflächen
und gewickelte Schnittflächen ein.
Eine gewickelte Schnittfläche
kann als im Allgemeinen drei unterschiedliche Durchmesser aufweisend
beschrieben werden, wobei jeder Durchmesser 45° relativ zu den anderen beträgt. Die
Schnittfläche wird
dann zu einem unbearbeiteten Ende durch Bilden der Nahtverschweißungsbördelung,
der Versenkung, des Plattenradius und der mittleren Platte geformt.
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Das
Konversionsverfahren für
diese Art von Endverschluss schließt die folgenden Schritte ein: Formen
eines Niets, indem zuerst eine vorspringende Blase in der Mitte
der Platte gebildet und daran anschließend das Metall der Blase zu
einem Knopf und zu dem schmaleren Metallvorsprung, der den Niet
darstellt, verarbeitet wird; Formen der Reißplatte durch Einkerben des
Metalls der Plattenwand; Formen eines Innenwulstes an der Reißplatte;
Formen einer Tiefprägeplatte
durch Biegen des Metalls der Plattenwand derart, dass ein mittlerer
Bereich der Plattenwand etwas niedriger als die verbleibende Plattenwand
ist; Kontaktverbinden der Lasche mit dem Niet und weitere nachfolgende
Vorgänge
wie Abschabschritte zum Entfernen scharfer Kanten der Lasche, Beschriften
der Plattenwand durch Einkerben oder Hochprägen (oder Tiefprägen) und
Formfertigstanzen der Nietinsel. Dieses Konversionsverfahren wird
nachstehend bei der Beschreibung der Konstruktion des Endverschlusses
weiter beschrieben.
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Die
mittlere Plattenwand 12 besitzt eine versetzbare Reißplatte 20,
die von einer zerbrechlichen Kerbe 22 und einem nicht zerbrechlichen
Scharniersegment 24 definiert ist. Die Reißplatte 20 der
mittleren Platte 12 kann geöffnet werden, d. h. die zerbrechliche
Kerbe 22 kann aufgetrennt und die Reißplatte 20 in einer
Winkelausrichtung relativ zum verbleibenden Bereich der mittleren
Platte 12 versetzt werden, während die Reißplatte 20 über das
Scharniersegment 24 mit der mittleren Platte 12 gelenkverbunden
bleibt. Bei die sem Öffnungsvorgang
wird die Reißplatte 20 in
einer Winkelablenkung versetzt. Insbesondere wird die Reißplatte 20 in
einem Winkel relativ zur Ebene der Platte 12 abgelenkt,
wobei der Scheitelpunkt der Winkelversetzung das Scharniersegment 24 ist.
Die Reißplatte 20 wird
während
des Konversionsvorgangs durch einen Kerbvorgang gebildet. Die Werkzeuge
zum Versehen der Reißplatte 20 in
der mittleren Platte 12 mit einer Kerbe schließen eine
Patrize auf der öffentlichen
Seite 12a mit einer kerbenden Messerschneide in Form der
Reißplatte 20 und
eine Matrize auf der Produktseite 12b zum Abstützen des
Metalls in den Bereichen ein, die gerade mit einer Kerbe versehen
werden. Werden Patrize und Matrize zusammengebracht, wird das Metall
der Plattenwand 12 zwischen Patrize und Matrize mit einer
Kerbe versehen. Dies hat zur Folge, dass die kerbende Messerschneide
in das Metall der Plattenwand 12 eingebettet wird und die
Kerbe bildet, die als keilförmige
Aussparung im Metall erscheint. Das unter der keilförmigen Aussparung
verbleibende Metall ist der Rest 23 der Kerbe 22.
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Somit
wird die Kerbe durch die kerbende Messerschneide gebildet, welche
eine Metallbewegung bewirkt derart, dass der Abdruck der kerbenden Messerschneide
in der öffentlichen
Seite 12a der Plattenwand 12 vorgenommen wird.
Diese Metallbewegung hat Überschussmetall
in der Plattenwand 12 zur Folge, wodurch ein Durchhängen von
losem Überschussmetall
bewirkt wird – ein
Zustand, der beim Stand der Technik wohlbekannt und nicht wünschenswert
ist.
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In
der Reißplatte 20 kann
auch ein Reißplatten-Innenwulst 21 ausgebildet
sein. Der Innenwulst kann zum Entfernen des Überschussmetalls oder der Durchhängung in
der Reißplatte 20 verwendet
werden, um die Reißplatte 20 zu
versteifen. Der Innenwulst fügt
der Reißplatte 20 auch
eine trägerartige Konstruktionskomponente
hinzu, um einen Bereich der Reißplatte 20 weiter
zu versteifen und eine bessere Hebelwirkung zum Öffnen der Kerbe in diesem Bereich
der Reißplatte 20 vorzusehen.
Der Innenwulst 21 ist als Standardwulst ausgebildet, wie
er in der Enden herstellenden Industrie Verwendung findet, d. h,
eine Biegung des Metalls, wie sie zwischen Passgesenken hervorgerufen
wird. Die Bildung des Reißplattenwulstes 21 schließt vorzugsweise
kein Dünnermachen
des Metalls ein, da das Metall in die Wulstform gebogen wird anstatt
gedrückt
oder geprägt
zu werden. Dem Reißplattenwulst 21 wird
vorzugsweise eine Form verliehen, die der geometrischen Form der
Kerbe 22 der Reißplatte 20 im
allgemeinen folgt; dadurch wird der Reißplatte 20 gleichmäßig durchhängendes
Metall entzogen. Neben dem Übergangsbereich 22d der
Reißplatte 20 ist
vorzugsweise ein Ergänzungswulst 21a ausgebildet,
der ein krummliniges Segment der Kerbe 22 ist, welches
von der Nase der Lasche entfernt und dicht am äußeren Rand 18 der
Plattenwand 12 liegt. Der Ergänzungswulst 21a sieht
eine Konstruktionsträgerkomponente neben
dem Übergangsbereich 22d der
Reißplattenkerbe 22 vor,
die während
des Öffnens
der Reißplatte 20 dabei
behilflich ist, die Öffnungskraft
("Druckkraft") abzusenken, die
zum Auftrennen der Kerbe im Übergangsbereich 22d erforderlich
ist.
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Das Öffnen der
Reißplatte 20 wird
durch die Lasche 26 bewerkstelligt, die durch einen Niet 28 an der
mittleren Platte 12 befestigt ist. Die Lasche 26 ist an
der mittleren Platte 12 befestigt derart, dass die Nase 30 der
Lasche 26 sich über
einen nahe gelegenen Bereich der Reißplatte 20 erstreckt.
Das Hub-Ende 32 der Lasche 26 befindet sich gegenüber der
Laschennase 30 und schafft einen Zugang für den Finger
eines Benutzers zum Anheben des Hub-Endes 32, um die Nase 30 gegen
den nahe gelegenen Bereich der Reißplatte 20 zu zwingen.
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Die
Kerbe 22 hat ein erstes Segment 22a, das zumindest
teilweise unter der Laschennase 30 positioniert ist und
eine Luftentweichregion 34 aufweist, die der Bereich der
Kerbe 22 ist, der während des Öffnens anfangs
zerbricht. Die Kerbe 22 hat des weiteren ein krummliniges,
zweites Segment 22b, das sich vom ersten Segment 22a aus
in Richtung des äußeren Umfangsrandes 18 der
Platte erstreckt und zu einem krummlinigen, dritten Segment 22c mit einem Übergangsbereich
führt,
der allgemein mit „22d" bezeichnet ist.
Ein viertes Segment 22e setzt sich vom dritten Segment 22c aus über den
gesamten verbleibenden Teil der Kerbe 22 fort und endet neben
dem Scharniersegment 24. Während des Öffnens der Reißplatte 20 reißt die Kerbe 22 daher
anfangs (d. h. der Kerbrest 23 wird dabei abgetrennt) in der
Luftentweichregion 34 des ersten Kerbsegments 22a auf,
und das Aufreißen
der Kerbe 22 pflanzt sich in Folge durch das zweite Segment 22b,
das dritte Segment 22c und letztlich durch das vierte Segment 22e fort.
Der Übergangsbereich 22d der
Kerbe 22 ist ein Bereich der Kerbe 22 der Reißplatte,
der einen verhältnismäßig starken
Widerstand gegenüber
der Öffnungskraft
zeigt, und zwar zum Teil aufgrund der krummlinigen Geometrie des
Segments 22c und aufgrund der Tatsache, dass die Laschennase
die Reißplatte
in einem Abstand vom Übergangsbereich 22d berührt.
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Wenn
die Laschennase 30 gegen die Reißplatte 20 gezwungen
wird, reißt
die Kerbe 22 anfangs an der Luftentweichregion 34 der
Kerbe 22 der Reißplatte 20 auf.
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Dieses
anfängliche
Aufreißen
der Kerbe 22 wird in erster Linie durch die Hubkraft auf
der Lasche bewirkt, die ein Anheben eines mittleren Bereichs der mittleren
Platte unmittelbar neben dem Niet 28 ergibt, was wiederum
eine Separierung des Restmetalls der Kerbe 22 bewirkt.
Die Kraft, die zum Aufreißen
der Kerbe in der Luftentweichregion 34 erforderlich ist und
die typischerweise als "Zisch"-Kraft bezeichnet wird,
ist ein niedrigerer Grad an Kraft relativ zu der Kraft, die zur
Fortpflanzung durch andere Bereiche der Kerbe 22 durch
fortgesetztes Anheben des Hub-Endes 32 der Lasche 26 erforderlich
ist. Es ist daher vorzuziehen, dass sich die Platte 12 in
dem Bereich um den Niet 28 herum nur so weit anhebt, dass
sie beim anfänglichen
Aufreißen
der Kerbe oder „Zischen" behilflich ist und
dass sie im wesentlichen steif und flach bleibt, um die benötigte Hebelwirkung für die Lasche 26 zum
Fortpflanzen durch die Kerblinie der Reißplatte 20 vorzusehen.
Die vorliegende Erfindung sieht solch eine optimale Steifigkeit
in der mittleren Platte vor, wie weiter unten erläutert werden wird.
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Nach
dem anfänglichen "Zischen" oder Entlüften durch
die Reißplatte
fährt der
Benutzer mit dem Anheben des Hub-Endes 32 der Lasche 26 fort,
wodurch ein Herunterdrücken
der Laschennase 30 auf die Reißplatte 20 bewirkt
wird, um mit dem Aufreißen der
Kerbe 22 als Öffnungskraft
fortzufahren. Während
mit dem Öffnungsvorgang
fortgefahren wird, wird die Reißplatte 20 nach
unten versetzt und um den Scharnierbereich 44 gedreht derart,
dass sie in den Behälter
abgelenkt wird. Während
dieser fortgesetzten Fortpflanzung des Zerbrechens der Kerbe zeigt
der Übergangsbereich 22d einen
verhältnismäßig hohen
Widerstandsgrad, was ei nen hohen Betrag an Hebelwirkung und Öffnungskraft
erforderlich macht.
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Falls
ein Ende eine Reißplatte 20 aufweist, die
wesentlich breiter als die Lasche ist, wie das in 1 dargestellte,
eine große Öffnung aufweisende Ende,
ist das Zerbrechen der Kerbe besonders schwierig, und zwar insbesondere
im Übergangsbereich
ungefähr
in der 5:00- bis 6:00-Uhr-Stellung (wobei die Kerbe unmittelbar
neben dem Niet 28 sich in der 12:00-Uhr-Stellung befindet). Die Kraft, die zum Zerbrechen
des übrig
gebliebenen Teils des dritten Segments 22c und des vierten
Segments 22e benötigt
wird, ist im Verhältnis
dazu viel geringer, was zur Folge haben kann, dass die Reißplatte 20 unvermittelt
in den Behälter
gezwungen wird, was seinerseits möglicherweise zur Folge hat,
dass die Reißplatte 20 gegen
das Produkt im Inneren des Behälters
schlägt. Dieses
Schlagen des Produktes (wie von Bier oder von einem anderen Getränk) hat
eventuell ein Herausschießen
des Produktes aus der Öffnung
der Reißplatte
zur Folge – ein
nicht wünschenswerter
Zustand, der mit "Produktversprühen" oder "Produktverspritzen" bezeichnet wird.
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Weiterhin
gestattet, da die Industrie fortwährend danach strebt, die Dicke
des Metalls des Endes und der Lasche herunterzufahren (d. h. eine
geringere Dicke zu verwenden, um Materialkosten einzusparen), eine
erhöhte
Effizienz beim Öffnen
durch die Lasche die Verwendung einer aus dünnem und/oder weniger Metall
hergestellten Lasche.
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Um
die beste Öffnungsfähigkeit
der Reißplatte 20 ab
dem anfänglichen
Zischen aus der Luftentweichregion und um ein sanftes Öffnen über die
gesamte Ausdehnung der Kerblinie hinweg zu schaffen, sieht die vorlie gende
Erfindung Steifigkeit bei minimalem Hub der mittleren Platte 12 im
Bereich des Niets 28 vor, der als Drehpunkt für das Anheben
der Lasche 26 dient. Die vorliegende Erfindung sieht darüber hinaus
eine effizientere Hebelwirkung durch die Lasche während des Öffnens der
Reißplatte 20 vor, wodurch
die Nase der Lasche derart gelenkt werden kann, dass die Öffnungskraft
gegen optimale Bereiche der Reißplatte 20 eine
Hebelwirkung zum Zerbrechen der Kerblinie ausübt.
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Wie
am besten in 1 und 3 zu sehen ist,
besitzt die Lasche 26 einen mittleren Gurt 42,
der sich zwischen der Nase 20 und dem Hub-Ende 32 befindet.
Der mittlere Gurt 42 enthält einen Scharnierbereich 44 und
eine den Niet umgebende Nietinsel 46. Ein Leerbereich 48 des
Laschengurts 42 schafft einen freigelegten Bereich 50 der
mittleren Platte 12. Der Leerbereich 48 hat eine
krummlinige Geometrie, welche an die Nietinsel 46 grenzt
und den Niet 28 zumindest teilweise umgibt, wobei ein erstes Ende 48a des
Leerbereichs 48 im allgemeinen zu einer Seite des Niets 28 angeordnet
ist und ein zweites Ende 48b im allgemeinen auf einer gegenüberliegenden
Seite des Niets 28 angeordnet ist. Der Scharnierbereich 44 des
Laschengurts 42 enthält
eine Scharnierachse 44a, die von einer im wesentlichen
geraden Linie definiert ist, welche zwischen dem ersten Ende 48a und
dem zweiten Ende 48b des Leerbereichs 48 verläuft.
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Die
Lasche 26 weist einen im allgemeinen lang gestreckten Körper mit
einer mittleren Längsachse
A-A auf, welche durch einen mittleren Querschnitt durch die Laschennase 30 und
durch den mittleren Gurt 42 und das Hub-Ende 32 definiert
ist. Typische Behälter-Enden des Standes
der Technik weisen oftmals eine La sche 26 auf, die während der
letzten Schritte des Konversionsverfahrens durch Versehen eines
Bereichs der Plattenwand 12 neben und unter der Nietinsel 46 mit
einer Niet-Kontaktverbindung in einem Winkel mit dem Niet kontaktverbunden wird,
um der Lasche eine derartige Vorspannung zu verleihen, dass das
Hub-Ende der Lasche 26 dicht an der Plattenwand 12 zu
liegen kommt. Des Weiteren haben typische Behälter-Enden des Standes der Technik
eine Scharnierachse, die zur mittleren Längsachse A-A der Lasche 26 im
Wesentlichen perpendikulär
verläuft.
Dementsprechend berührt
während
des Öffnens
eines solchen Endes des Standes der Technik die Laschennase die
Reißplatte 20 in dem
mit „36" bezeichneten Bereich
in 7.
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Wie
in 3 und 7 dargestellt ist, kann der
Scharnierbereich 44 der Lasche eine Scharnierachse 44a aufweisen,
die zur mittleren Längsachse der
Lasche 26 nicht perpendikulär verläuft. Vielmehr schneidet die
Scharnierachse 44a die mittlere Längsachse A-A in einem schiefen
Winkel. Wie in 3 zu sehen ist, hat ein Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung einen Leerbereich 48 mit einem
ersten Ende 48a, das dichter am äußeren Rand 31 der
Laschennase 30 und an der Reißplatte 20 liegt als
das zweite Ende 48b. Daher ist die Scharnierachse 44a der
Lasche 26 in einem schiefen Winkel relativ zur mittleren
Längsachse
A-A ausgerichtet, da sie zur Achse A-A weder parallel noch perpendikulär verläuft.
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Die
vorstehend beschriebene Veränderung der
Ausrichtung der Scharnierachse 44a relativ zur mittleren
Achse der Lasche 26 hat eine Struktur zur Folge, welche
den Weg der Lasche 26 während
des Öffnens
der Reißplatte 20,
verursacht durch eine Hubkraft am Hub-Ende 32, lenkt, um die Lasche 26 um
die Scharnierach se 44a zu drehen und eine Winkelversetzung
des Laschenkörpers
zu bewirken.
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Wenn
der Verbraucher das Behälter-Ende 10 durch
Anheben des Hub-Endes 32 der Lasche 26 des in 3 dargestellten
Endes öffnet,
verbiegt sich der Laschengurt 42 entlang der Scharnierachse 44a, woraus
sich ergibt, dass die Scharnierachse 44a eine Drehachse
der Winkelversetzung der Lasche ist Da die Scharnierachse 44a relativ
zur mittleren Längsachse
A-A der Lasche in einem schiefen Winkel verläuft, liegen der Drehweg der
gerade angehobenen Lasche und der betreffende Abwärtsweg der
Laschennase 30 ebenfalls in einem schiefen Winkel relativ
zur Längsachse,
da die Scharnierachse nicht mit der mittleren Längsachse A-A ausgerichtet ist
oder parallel zu dieser verläuft.
Auf diese Weise wird die Nase 30 der Lasche 26 in
einem Winkel relativ zur mittleren Platte nach unten in Richtung
der Reißplatte 20 abgelenkt
derart, dass die Nase 30 der Lasche 26 die Reißplatte 20 an
einer Stelle zur Seite der mittleren Längsachse berührt, die
in 7 allgemein mit „38" bezeichnet ist.
Der anfängliche
Berührungspunkt
der Laschennase 30 liegt vorzugsweise auf der Seite der
Reißplatte 20 in
Richtung der Fortpflanzung des Aufreißens der Kerbe; d. h. auf der
Seite, die dem Bereich der Kerblinie, in dem sich das Aufreißen unmittelbar
nach dem anfänglichen
Aufreißen
der Kerbe fortpflanzt, am nächsten
liegt.
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So
wird, wenn, wie in 3 und 7 gezeigt,
die Scharnierachse 44a der Lasche beispielsweise in einem
schiefen Winkel relativ zur Längsachse
der Lasche liegt, die Lasche in einem Winkel gelenkt derart, dass
der anfängliche
Berührungspunkt der
Nase 20 sich zur Seite der Nase neben dem zweiten Segment 22b befindet
und allgemein mit „38" bezeichnet ist.
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Nach
dem anfänglichen
Zischen der Kerbe setzt sich die Hubkraft fort, und das Zerbrechen
der Kerbe pflanzt sich fort derart, dass die Lasche mit dem Ablenken
in einem Winkel fortfährt,
und zwar unter Beibehaltung des Berührungspunktes und Ausübung der
Hebelwirkung der Nase 30 im allgemeinen auf den Bereich
der Reißplatte 20,
der einer fortgesetzten Fortpflanzung des Zerbrechens der Kerbe ausgesetzt
ist.
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Diese
Struktur schafft eine verbesserte Hebelwirkung für das Zerbrechen der Kerbe,
indem die Öffnungskraft
auf der Reißplatte 20 zu
dem Bereich neben dem Kerblinienbruch gelenkt wird. Des Weiteren
ist wie vorstehend beschrieben der Übergangsbereich 22d der
Kerbe 22 ein Bereich der Reißplattenkerbe 22,
der einen verhältnismäßig starken
Widerstand gegenüber
der Öffnungskraft
zeigt, was zumindest teilweise auf die krummlinige Geometrie des Übergangssegments 22d zurückzuführen ist.
Wenn die Scharnierachse 44a in einem schiefen Winkel ausgerichtet
ist, kann die Lasche durch die Laschennase 30 in dem Bereich
der Reißplatte 20 eine
Berührung
bewirken, der nahe dem Übergangsbereich 22d liegt;
dadurch wird eine bessere Hebelwirkung durch die Lasche und ein
sanftes Zerbrechen der Kerbe geschaffen.
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Ein
anderer Aspekt des dargestellten Behälter-Endes verbessert die Öffnungsfähigkeit
mit einer Strukturkomponente, die zwischen der Nase der Lasche und
der Reißplatte 20 in
dem Bereich neben dem zweiten Kerbliniensegment 22b positioniert
ist. Bei einem Ausführungsbeispiel
hat die Laschennase 30 einen verdickten Bereich neben dem
zweiten Kerbliniensegment 22b, wie am besten in 5 zu sehen
ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
ist auf der Reißplatte 20 ein
erhöhter
Wulst 84 oder eine erhöhte
Warze neben dem zweiten Kerbliniensegment unter der Laschennase 30 vorhanden, wie
am besten in 6 zu sehen ist. Bei noch einem weiteren
Ausführungsbeispiel
hat die Laschennase 30 einen asymmetrisch geformten äußeren Rand 31, wobei
sich der Bereich 31a weiter über die Reißplatte 20 zum zweiten
Kerbliniensegment 22b und zum dritten Kerbliniensegment 22c erstreckt,
wie am besten in 1 und 8 zu sehen
ist. All diese Ausführungsbeispiele
schaffen eine verbesserte Öffnungsfähigkeit
der Reißplatte 20,
die eine gelenkte Berührung
der Laschennase 30 an einem Bereich der Reißplatte 20 neben
dem zweiten Kerbliniensegment 22b und eine verbesserte Öffnungs-Hebelwirkung auf
die Reißplatte 20 im Übergangsbereich 22d des dritten
Kerbliniensegments 22c bewirken kann.
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Wie
aus dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel
hervorgeht, hat die Laschennase 30 einen ersten Bereich 80 und
einen angrenzenden zweiten Bereich 82, dessen Dicke über der
des ersten Bereichs 80 liegt. Der verdickte zweite Bereich 82 ist
neben dem zweiten Kerblinienbereich 22b positioniert und
liegt dadurch näher
am zweiten Kerbliniensegment 22b und am dritten Kerbliniensegment 22c als der
erste Nasenbereich 80. Wenn der Benutzer eine Hubkraft
an das Hub-Ende der Lasche anlegt, berührt der verdickte zweite Bereich 82 anfangs
die Reißplatte 20 neben
dem zweiten Kerbliniensegment im Allgemeinen in dem Bereich, der
in 7 mit "38" bezeichnet ist.
Nach dem anfänglichen
Zischen der Kerbe fährt
der Benutzer mit dem Anheben des Hub-Endes fort derart, dass der
verdickte Bereich 82 eine Berührung mit der Reißplatte 20 beibehält und eine
Hebelwirkung auf die Reißplatte
nahe dem Übergangsbereich 22d des
dritten Kerbliniensegments 22c ausübt. Während das Ende vom Benutzer weiter
geöffnet
wird, kommt der verdickte Bereich allmählich außer Berührung mit der Reißplatte 20,
während
der erste Bereich 80 der Nase 30 die Berührung während des
Restes des Öffnungsvorgangs
beibehält,
während
das vierte Kerbliniensegment 22e zerbrochen und die Reißplatte 20 winkelförmig in
den Behälter
abgelenkt wird.
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Wie
aus dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel
hervorgeht, ist ein erhöhter
Wulst 84 auf der Reißplatte 20 unter
der Laschennase 30 und neben dem zweiten Kerbliniensegment 22b positioniert. Ähnlich wie
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel, das ein Verdicken
der Nase 30 von asymmetrischer Natur vorsah, um die Berührung zwischen
der Nase 30 und der Reißplatte 20 zu lenken
(5) schafft der in 6 dargestellte
erhöhte Wulst 84 eine
asymmetrische Höhe
der Reißplatte 20 unter
der Nase 30. Der erhöhte
Wulst 84 ist vorzugsweise ein kleiner Metallbereich unter
der Seite der Laschennase 30, der durch Biegen von Metall
gebildet wird derart, dass er als Steg 86 auf der Verbraucherseite
vorspringt. Der Steg 86 kann dadurch eine erhöhte Oberfläche schaffen
derart, dass, wenn der Benutzer eine Hubkraft an das Hub-Ende der
Lasche anlegt, der Nase 30 eine beträchtliche Hebelwirkung gegen
die Reißplatte 20 unmittelbar
neben dem zweiten Kerbliniensegment 22b verliehen wird,
die im allgemeinen auf die Stelle lokalisiert ist, die in 7 mit 38 bezeichnet
ist. Nach dem anfänglichen
Zischen der Kerbe fährt
der Benutzer mit dem Anheben des Hub-Endes fort derart, dass die
Nase 30 die Berührung
mit dem erhöhten
Wulst 84 beibehält,
um eine beträchtliche
Hebelwirkung auf die Reißplatte 20 nahe
dem Übergangsbe reich
des dritten Kerbliniensegments 22c auszuüben. Während das
Ende vom Benutzer weiter geöffnet
wird, kommt die Nase 30 mit dem Wulst 84 allmählich außer Berührung, während die
Nase 30 die Berührung
mit der Reißplatte 20 während des
Restes des Öffnungsvorgangs
beibehält,
wodurch ein Zerbrechen des vierten Kerbliniensegments 22e und
ein winkelförmiges
Ablenken der Reißplatte 20 in
den Behälter
bewirkt wird.
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Wie
aus dem in 1 dargestellten Ausführungsbeispiel
hervorgeht, hat die Laschennase 30 einen asymmetrischen äußeren Rand 31,
wobei sich ein erweiterter Bereich 31a der Nase 30 neben
dem zweiten Kerbliniensegment 22b befindet und in Richtung
des Übergangsbereichs 22d des
dritten Kerbliniensegments 22c vorspringt. Wie in 8 bildlich dargestellt
ist, berührt,
wenn der Benutzer eine Hubkraft an das Hub-Ende der Lasche anlegt, der erweiterte
Rand 31a der Nase 30 in erster Linie die Reißplatte 20 unmittelbar
neben dem zweiten Kerbliniensegment 22b in dem Bereich,
der in 8 mit "40" bezeichnet ist.
Nach dem anfänglichen
Zischen der Kerbe und während
die Reißplatte 20 winkelförmig abgelenkt
wird, behält
der erweiterte Bereich 31a des äußeren Randes 31 der
Laschennase 30 die Berührung
mit der Reißplatte 20 in
dem Bereich neben dem zweiten Kerbliniensegment und dem dritten
Kerbliniensegment bei, um eine Hebelwirkung neben dem Übergangsbereich
der Kerbe zu schaffen.
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Im
freigelegten Bereich 50 der mittleren Platte 12 ist
ein krummliniger Wulst 52 ausgebildet. Der Wulst 52 im
freigelegten Bereich 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet,
dass er eine krummlinige Länge hat
und zumindest teilweise die Nietinsel 46 und dadurch den
Niet 28 ebenfalls teilweise umgeben kann. Des Weite ren
ist der Wulst 52 vorzugsweise ein Tiefprägewulst
als Aussparung in der öffentlichen
Seite, welche sich von der Produktseite der mittleren Wand 12 aus
nach unten erstreckt.
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Obwohl
es auch möglich
ist, den Wulst 52 in der Gegenrichtung derart auszubilden,
dass aus ihm ein Hochprägewulst
wird, der von der öffentlichen Seite
der Platte aus vorspringt, muss ein solcher Tiefprägewulst
zur Gänze
innerhalb der Grenzen des Leerbereichs 48 des Laschengurts
gehalten werden, um eine Schwammigkeit des Endes oder Probleme mit
dem Ende beim Stapeln, die darauf zurückzuführen sind, dass die Lasche
durch den Hochprägewulst angehoben
wird, zu vermeiden.
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Der
Wulst 52 ist zur Gänze
im freigelegten Bereich 50 der mittleren Platte 12 ausgebildet
derart, dass der Wulst in den letzten Stadien des Konversionsvorgangs
gebildet wird, nachdem die Lasche 26 am Ende 10 durch
Kontaktverbinden mit dem Niet 28 befestigt worden ist.
Durch ein Bilden des Wulstes in den letzten Schritten des Konversionsverfahrens nach
Vornahme der Kerbung sowie dem Kontaktverbinden der Lasche mit dem
Niet 28 wird das Ziehen von losem Metall im Bereich um
den Niet 28 herum wie losem Metall, das sich aus den Schritten
des Konversionsverfahrens einschließlich des Kerbens der Reißplatte,
der Nietbildung oder des Kontaktverbindens der Lasche mit dem Niet
ergibt, optimiert. Wenn die Wulstbildung in den letzten Stadien
des Konversionsverfahrens nach dem Kerben und Befestigen der Lasche
stattfindet, ist das darüber
hinaus insofern von Nutzen, als dieser Aspekt der vorliegenden Erfindung
ohne einen kostenaufwendigen Wechsel der Werkzeugausrüstung, um
der vorhandenen Werkzeugausrüstung
die Wulstbildungswerkzeuge hinzu zufügen, ausgeführt werden kann und es dem Hersteller
gestattet, eine Nachrüstung
des vorhandenen Konversionsverfahrens mit diesem Herstellungsschritt
vorzunehmen. Obwohl das bevorzugte Ausführungsbeispiel dieses Wulstes 52 ein
fortlaufend krummliniger oder "hufeisen"-förmiger Wulst
ist, sollte beachtet werden, dass dieser Wulst 52 auch
als großer
Wulstbereich oder als Reihe von Warzenwülsten ausgebildet sein kann,
die zusammen zumindest teilweise den Niet 28 und die Nietinsel 46 umgeben.
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Der
Wulst 52 schafft die wünschenswerte Steifigkeit
der mittleren Platte 12 in dem sich um den Niet 28 herum
erstreckenden Bereich und reduziert dadurch den Plattenhubbetrag,
der sich aus der Kraft der Lasche 26 auf der Reißplatte 20 während des Öffnens ergibt.
Die Steifigkeit der Reißplatte 20 wird in
erster Linie dadurch geschaffen, dass der Wulst 52 als
Wulst aus gestrecktem Metall im freigelegten Bereich 50 der
mittleren Platte 12 unmittelbar neben dem Niet 28 und
der Nietinsel 46 ausgebildet ist. Der Wulst 52 hat
eine erste im Allgemeinen aufrechte Wand 54 und eine zweite
im Allgemeinen aufrechte Wand 56, welche durch eine Übergangsbiegung 58 verbunden
sind. Die erste aufrechte Wand und die zweite aufrechte Wand des
Wulstes 52 haben im Allgemeinen die gleiche Höhe. Daher
liegen die Plattenwand 12 unter der Nietinsel 46 und
der Niet 28 selbst nicht in einem Winkel relativ zum Rest
der Plattenwand 12 und im Allgemeinen auf der gleichen
Ebene, die durch die Plattenwand 12 definiert ist. Dieser
Aspekt des Wulstes unterscheidet sich von den Enden des Standes
der Technik, die einem Kontaktverbindungsvorgang unterworfen werden,
der ein Prägen von
Metall und eine kleine Biegung im Plattenbereich außerhalb
der Nietinsel 46 bewirkt, was eine Abschrägung im
Metall des Bereichs um die Nietinsel 46 herum und unter
derselben relativ zu der durch die Plattenwand 12 definierten
Ebene ergibt.
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Der
Wulst 52 ist vorzugsweise von bogenförmiger Länge und derart positioniert,
dass er den Niet 28 teilweise umgibt und sich dabei genau
außerhalb der
Nietinsel 46 der Lasche 26 und im Allgemeinen gegenüber der
Reißplatte 20 befindet.
Die Enden des bogenförmigen
Wulstes 52 haben ein erstes Bein 60 und ein zweites
Bein 62. Das erste Bein 60 und das zweite Bein 62 enden
vorzugsweise in gleichen Abständen
von der Kerbe 22.
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Vorzugsweise
findet während
der Formung des Wulstes 52 kein Dünnermachen des Metalls statt,
und der Wulst 52 wird stattdessen durch Formen oder Ziehen
des Metalls zwischen einer Patrize und einer dieser gegenüberliegenden
Matrize geschaffen. Die Wulstformung zieht dadurch verfügbares loses
Metall in dem Bereich wie loses Metall, welches beim Kerben oder
Prägen
desselben während des
Bildens des Niets 28 oder beim Prägen von Metall während des
Kontaktverbindens der Lasche anfällt.
Der Wulst 52 dient des Weiteren als Versteifungsträger in der
Plattenwand 12 unmittelbar neben dem Niet 28 und
der Nietinsel 46 im Leerbereich 48. Durch Ziehen
von losem Metall und Schaffen eines Versteifungsträgers kann
der Wulst 52 eine Steifigkeit in der Plattenwand 12 um
die Nietinsel 46 herum vorsehen, um den Plattenhub herabzusetzen
und die Hebelwirkung durch die Lasche während des Öffnens der Reißplatte 20 des
Endes zu erhöhen.
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Beim
Schritt des Formens des Wulstes 52 wird vorzugsweise von
einer in 9 dargestellten Werkzeugausrüstung Gebrauch
gemacht. Die Auflagematrize 90 hat eine Aussparung 92 mit
aufrechten Wänden 94,
die je weils abgerundete obere Ränder 96a und 96b mit
einem Krümmungsradius
aufweisen. Die Patrize 98 hat einen vorspringenden Stanzstempel 100 von
einer Breite, die unter der Breite der Aussparung 92 der
Matrize 90 liegt. Das Metall des freigelegten Bereiches 50 der
Plattenwand 12 ist zwischen Patrize 98 und Matrize 90 derart
positioniert, dass die Produktseite 12b der Plattenwand 12 von der
Matrize 90 im wesentlichen abgestützt wird, und der Stanzstempel 100 befindet
sich neben der öffentlichen
Seite 12a der Plattenwand 12. Patrize 90 und Matrize 98 werden
dann zusammengebracht derart, dass der Stanzstempel 100 das
Metall im freigelegten Bereich 50 in die Aussparung 92 der
Matrize 90 zieht, und das Metall des freigelegten Bereiches 50 wird über den
abgerundeten Rand 96 der aufrechten Wände 94 der Matrize 90 gebogen,
um im Bereich 50 einen Wulst 52 zu formen. Der
Stanzstempel 100 hat vorzugsweise eine Breite von annähernd 0,5
bis 1,0 mm (0,020 bis 0,040 Zoll), und die Tiefe, mit der der Stanzstempel 100 fortschreitend
in die Aussparung der Matrize eindringt, beträgt annähernd 0,125 bis 0,375 mm (0,005
bis 0,015 Zoll).
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Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist das Vorsehen einer Kerbe,
die Umweltfaktoren gegenüber,
die Stresskorrosion verursachen, resistent ist und ein sanftes Zerbrechen
der Kerblinie sowie eine gleich bleibende Öffnungsfähigkeit einschließt. Die
Plattenwand 12 weist in dem an jede Seite der Kerbe 22 grenzenden
Bereich ein schräges
Segment 110 auf. Wie am besten in 10 zu
sehen ist, ist das schräge
Segment 110 vorzugsweise eine Abwärtsschräge der Art, dass die Reißplatte 20 etwas niedriger
als der Rest der Plattenwand 12 ist. 10 ist
eine Querschnittsansicht, die nicht nur die Struktur dieses Aspekts
der Erfindung, sondern auch das Verfahren zum Herstellen dieser
Struktur zwischen Patrizen 112, 112a und Matrizen 114, 114a bildlich
darstellt. Während
die Patrizen 112, 112a in Richtung der Matrizen 114, 114a gebracht
werden, wird das Metall der Plattenwand 12 um die Kerbe 22 herum gebogen,
um das schräge
Segment 110 zu bilden, wobei sich die Kerbe 22 innerhalb
der Metallschräge befindet.
Das in 10 dargestellte Ausführungsbeispiel
hat eine einzelne Kerblinie 22; die Prinzipien dieses Aspekts
der vorliegenden Erfindung können jedoch
auch auf eine typische Doppelkerbe mit einer brechfesten Kerbung
unter Verwendung eines einzelnen schrägen Segments 110 oder
Mehrfach- oder abgestuften schrägen
Segmenten ausgedehnt werden. Dieses Verfahren des Bildens des schrägen Segments 110 im
Bereich der Kerbe 22 wird vorzugsweise unmittelbar nach
dem Kerbvorgang des Konversionsverfahrens ausgeführt, kann aber auch in den
Kerbvorgang eingeschlossen sein, oder das Segment kann vor dem Kerbvorgang
gebildet werden. Auf jeden Fall wird dieser Schritt vorzugsweise vor
dem Kontaktverbinden der Lasche mit dem Ende ausgeführt, so
dass die ganze Kerblinie in das Bilden des schrägen Segments 110 hineingezogen
werden kann. Anerkennung finden sollte auch, dass die Mehrfachmatrizen 114, 114a und
die Mehrfachpatrizen 112, 112a relativ zu den
anderen leicht und unabhängig
justiert werden können
wie durch Verwendung von Ausgleichsscheiben unter ihnen. Diese Anordnung
erlaubt es dem Hersteller, die Werkzeuge derart zu justieren, dass
das schräge
Segment 110 mit ausreichender Schräge gebildet wird, um einer Stresskorrosion
abzuhelfen; dennoch darf die Schräge nicht so steil sein, dass
der Kerbrest 23 belastet oder teilweise zerbrochen wird.
Die zum Bilden des schrägen
Segments 100 verwendeten Werkzeuge können alternativ (nicht dargestellte)
abgeschrägte Oberflächen haben,
die die der Schräge
des schrägen
Segments 110 im Allgemeinen folgen, um das Metall in diesem
Bereich abzustützen.
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Das
schräge
Segment 110 hat eine erste aufwärtsgerichtete Biegung 112,
die zu einem ersten abgeschrägten
Rand 118 auf dem Außenumfang
der Reißplatte 20 unmittelbar
neben der Kerblinie 22 führt. Ein zweiter abgeschrägter Rand 122 auf
der Plattenwand 12 unmittelbar außerhalb der Reißplatte 20 erstreckt
sich nach außen
von der Kerbe zu einer zweiten Biegung 120. Wie weiter
unten beschrieben wird, gestattet diese Struktur eine gleich bleibende Öffnungsfähigkeit
und kann einen Schutz gegen das Nach-Oben-Schießen während des Öffnens sowie einen Wider- stand
gegenüber
einer Stresskorrosion in der Kerbe 22 vorsehen.
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Unter "Stresskorrosion" versteht man eine Art
von Beschädigung
des Endes, die eine Korrosion der Kerbe zur Folge hat und in erster
Linie auf die Verbindung eines Feuchtigkeitsaufbau in der Kerbe, einer
Anfälligkeit
des Metalls für
Korrosion, und eines Zugspannungszustandes des Metalls im Bereich
der Kerbe 22 zurückzuführen ist.
Das Problem von Feuchtigkeit in der Kerbe ist in erster Linie auf
Wasserzurückzuführen, das
auf dem Ende verbleibt, nachdem ein gefüllter Behälter von der Getränke-Einfüllvorrichtung
gewaschen worden ist. Diese Feuchtigkeit kann auch in der Umgebung
um die Enden herum gefangen werden, wenn bei einer Einfüllvorrichtung
Gebrauch von Paletten mit abdeckender Schrumpfverpackung aus Kunststoff
oder Kästen
mit gefüllten
Behältern
gemacht wird. Wenn die Umgebungstemperatur im Inneren der Schrumpfverpackung
aus Kunststoff und innerhalb der Kerbe der Enden der gefüllten Behälter ansteigt.
Metallanfälligkeit
ist ein inhärentes
Problem bei Behälter-Enden, die
typischerweise aus Aluminiummetall hergestellt sind.
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Die
Zugspannungskräfte
des Metalls im Bereich der Kerbe 22 werden durch Innendruck
des Behälters
hervorgerufen, der durch erhöhte
Temperaturen vergrößert wird,
was wiederum einen vergrößerten Druck
des Inhalts des Behälters,
typischerweise ein kohlensäurehaltiges
Getränk,
zur Folge hat. Solche Zugspannungskräfte wirken biaxial in der Ebene der
Metallplatte und ergeben Zugspannungskräfte, welche perpendikulär zur Kerbe 22 verlaufen
und dadurch Kräfte
sind, die die Kerbe tatsächlich
auseinander ziehen. Das schräge
Segment 110 der Plattenwand 12 mindert die Stresskorrosion
durch Erzeugen einer Druckbeanspruchungskomponente in der Ebene
der mittleren Metallplatte 12 und versetzt dadurch die
vorstehend beschriebenen Zugspannungskräfte. Eine eventuelle Stresskorrosion
wird somit durch das schräge
Segment 110 vermieden oder gemindert, das eine Druckbeanspruchungskomponente
im Metall vorsieht, die die perpendikulär zur Kerbe verlaufenden Zugspannungskräfte versetzt.
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Die
Struktur, die ein Nach-Oben-Schießen verhindert und die durch
diesen Aspekt der Erfindung geformt wurde, ist in erster Linie darauf
zurückzuführen, dass
der erste abgeschrägte
Rand 118 etwas unter dem zweiten Rand 122 positioniert
ist, wenn die Reißplatte 20 während des Öffnens gebrochen
wird. Im besonderen kann, wenn sich die Reißplatte zu Anfang durch das
Zischen oder das Entweichen von Luft aus der Platte 20 öffnet, ein
Zustand eintreten, der als "Nach-Oben-Schießen" bekannt ist. Wegen des
vom Inhalt des Behälters
verursachten Drucks kann die Reißplatte 20 nach oben
schießen,
indem sie sich über
den Rest der Plattenwand 12 während des Luftablassens be wegt,
wobei der Innendruck dann das fortgesetzte Zerbrechen der Kerbe
bewirkt, während
die Reißplatte
nach oben schießt.
Dadurch, dass der erste abgeschrägte
Rand 118 (der äußere Rand
der Reißplatte 20)
sich etwas unter den zweiten abgeschrägten Rand 122 (außerhalb
der Reißplatte 20)
bewegt, wird die Reißplatte 20 davon
abgehalten, sich über
die Plattenwand 12 zu bewegen; dadurch wird ein Nach-Oben-Schießen verhindert.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung, der in 11 veranschaulicht
ist, weist der äußere Plattenrand 18 der
mittleren Platte 12 ein abgestuftes Profil auf, wobei sich
eine erste (obere) Biegung 130 und eine zweite (untere)
Biegung 132 kaskadenartig nach unten zum Versenkbereich 16 erstrecken.
Der Versenkbereich ist schmal, wobei die gegenüberliegenden Wände des
Versenkbereichs, eine Innenwand 134 und eine Außenwand im
Wesentlichen zueinander parallel verlaufen. Die Außenwand 136 ist
mit der Spannfutterwand 140, die sich von einem Knick 144 in
der Außenwand 136 in einem
Auswärtswinkel 142 erstreckt,
verbunden.
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Das
Ende dieser Konfiguration hat einen zum äußeren Rand der Bördelung 14 gemessenen Außendurchmesser 146.
Die Bördelung 14 muss derart
positioniert sein, dass das Ende 10 mit einem Behälter vorzugsweise
innerhalb der in der Industrie etablierten und praktizierten Parameter
nahtverschweißt
werden kann. Dementsprechend besteht ein wichtiger Nutzen des in 11 dargestellten
Ausführungsbeispiels
darin, dass die Geometrie des Endes ein korrektes Positionieren
der Bördelung 14 bewirken
kann, was in erster Linie auf den abgestuften Außenrand 18 und die
schmale Versenkung 16 mit den im wesentlichen geraden und
paral lelen Wänden 134, 136 zurückzuführen ist.
Dies ist von besonderer Wichtigkeit, wenn danach gestrebt wird,
ein Ende aus Metall geringerer Dicke herzustellen, wobei die traditionelle
Geometrie des Endes eines solchen bezüglich der Dicke heruntergefahrenen
Endes oftmals eine größere Schnittfläche erfordert,
was Sinn und Zweck des Strebens nach Herunterfahren der Dicke aufhebt.
Des Weiteren gestattet die Geometrie dieses Aspektes der Erfindung
ein Herunterfahren der Metalldicke, während der erforderliche Widerstand gegenüber einer
Beschädigung
durch Eindellen beibehalten wird.
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Als
Beispiel für
diesen Aspekt der vorliegenden Erfindung hat das Ende 10,
wobei ein Aluminium-Ende mit einer Dicke von 0,2 mm (0,0080 Zoll) annehmbaren
Industriestandardmaßen
als 202er Ende entsprechen soll, d. h. wobei dieses gekennzeichnet
ist durch einen Durchmesser von 5 cm (2 Zoll) und 3,13 mm (2/16
Zoll), einen Außendurchmesser
im Bereich von 5,82 bis 5,87 cm (2,330 bis 2,350 Zoll) und einen
Plattendurchmesser (das ist der ab der vertikalen Tangente des Innenradius
der Biegung 130 gemessene Durchmesser) von annähernd 4,6
bis 4,64 cm (1,845 bis 1,855 Zoll). Die obere Biegung 130 des äußeren Plattenrandes 18 hat
einen inneren Krümmungsradius
von annähernd
0,375 mm (0,015 Zoll), und die untere Biegung 132 des äußeren Plattenrandes 18 hat
einen inneren Krümmungsradius
von annähernd
0,3 mm (0,012 Zoll). Ein im Allgemeinen vertikales Übergangssegment 131 erstreckt
sich zwischen der ersten Biegung 130 und der zweiten Biegung 132.
Die Innenwand 134 des Versenkbereichs 16 hat eine
Höhe, die
von der Höhe 139 der
zweiten Biegung 132 definiert ist, von annähernd 1
mm (0.040 Zoll), was annähernd
der halben Höhe 138 der
Plattenwand 12 entspricht, wobei die Höhe dersel ben vorzugsweise im
Bereich von 1,87 bis 2,13 mm (0,075 bis 0,085 Zoll) liegt. Die Außenwand 136 hat
eine Höhe
unter der Höhe 138 der
Platte 12 von vorzugsweise weniger als 1,25 mm (0,050 Zoll).
Die Versenkung 16 hat ein gekrümmtes Segment 135,
das die Innenwand 134 mit der Außenwand 136 verbindet.
Das gekrümmte
Segment 135 hat vorzugsweise einen Krümmungsradius von weniger als
10,125 mm (0,005 Zoll), wobei die Innen- und Außenwände 134, 136 im
Wesentlichen parallel verlaufen und beide im Wesentlichen perpendikulär zur mittleren
Platte 12 ausgerichtet sind.
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Der
Winkel 142 der Spannfutterwand 140 liegt vorzugsweise
im Bereich von 10° bis
15° relativ zur
Außenwand 136 und
erstreckt sich im Wesentlichen in einer Geraden ab dem Knick 144 am
Verbindungspunkt zwischen der Außenwand 136 der Versenkung 16 und
der Spannfutterwand 140. Wie vorstehend beschrieben, liegt
die Höhe
der Außenwand 136 vorzugsweise
unter der Höhe
der von der Platte 12 definierten Ebene. Daher liegt der
Knick 144 vorzugsweise auf der oder unter der Höhe der ersten Biegung 130 des äußeren Randes 18.
Während
dieses Beispiel die Geometrie dieses Ausführungsbeispiels der vorliegenden
Erfindung, von der auf einem Ende von Größe 202 Gebrauch gemacht
wird, demonstriert, sollte anerkannt werden, dass diese Struktur
auch für
Enden anderer Größe von Nutzen sein
kann. So kann beispielsweise ein bezüglich der Dicke heruntergefahrenes
Ende im 204er, 206er oder 209er Größenbereich die offenbarte Geometrie
eines abgestuften äußeren Plattenrandes 18.
einer schmalen Versenkung 16, von parallelen Wänden der
Versenkung 16 und einer sich winkelförmig erstreckenden Spannfutterwand
einschließen,
die sich von unterhalb der Plattenhöhe erstreckt und in die Bördelung 14 übergeht.