DE69929355T2

DE69929355T2 - Dosenboden mit erhöhter Festigkeit und Verfahren zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE69929355T2
Application number: DE69929355T
Authority: DE
Inventors: Gin-Fung Downers Grove CHENG; A. Floyd Wheaton JONES
Original assignee: Crown Packaging Technology Inc
Current assignee: Crown Packaging Technology Inc
Priority date: 1998-06-03
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2006-07-13
Anticipated expiration: 2019-06-03
Also published as: DK1127795T3; US6220073B1; AU4329199A; US6131761A; EP1127795A2; ATE314964T1; CN1310681A; CA2333575A1; AR018444A1; CN1200847C; DK1093432T3; CA2333575C; EP1093432A1; DE69929355D1; PT1127795E; EP1127795A3; MY124069A; DE69919375D1; MXPA00011819A; EP1127795B1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Dose wie z.B. eine metallische Dose, die zur Aufnahme kohlensäurehaltiger Getränke bestimmt ist. Die vorliegende Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Dosenboden, der eine erhöhte Festigkeit aufweist.
In der Vergangenheit sind Dosen zur Aufnahme kohlensäurehaltiger Getränke wie z.B. alkoholfreier Getränke oder Bier aus Metall hergestellt worden, üblicherweise aus Aluminium. Solche Dosen werden gewöhnlich hergestellt, indem ein Dosenende oder ein Deckel an einem gezogenen und geglätteten Dosenkörper angebracht wurde, mit dem einstückig ein Boden geformt worden ist.
Bestimmte Parameter, die sich auf die Geometrie des Dosenbodens beziehen, spielen eine bedeutende Rolle für das Verhalten der Dose. Bei Dosenböden, bei denen wie im Folgenden noch näher diskutiert werden wird, eine Ringnase benutzt wird, beeinflusst der Durchmesser der Nase die Fähigkeit, einen Stapel bilden zu können oder den Boden einer Dose auf dem oberseitigen Ende einer anderen Dose aufzunehmen. Der Nasendurchmesser beeinflusst ferner die Widerstandsfähigkeit der Dose gegenüber einem Umkippen, welches beispielsweise während eines Befüllvorgangs eintreten kann.
Zusätzlich zu der Fähigkeit der Stapelbildung, der Kippstabilität besteht ein weiterer bedeutender Aspekt des Verhaltens der Dose in der Festigkeit. Nachdem beispielsweise der Inhalt unter Druck steht, welcher bis zu 90 psi (620,5 kPa) betragen kann, muss die Dose eine hinreichende Festigkeit aufweisen, um einer übermäßigen Deformation aufgrund des Innendrucks zu widerstehen. Ein wichtiger Festigkeitsparameter der Dose besteht daher in der Beulfestigkeit, welche im Allgemeinen definiert ist als der minimale Wert eines Innendruckes, der erforderlich ist, um den Domabschnitt des Dosenbodens einwärts oder auswärts zu verformen, nämlich den minimalen Druck, bei welchem der Mittelabschnitt des Dosenbodens von einer zur Außenseite konkaven Form in eine zur Außenseite konvexe Form umgeformt wird. Ein weiterer bedeutender Parameter ist die Fallfestigkeit, welche definiert ist als die minimale Höhe, die erforderlich ist, um eine Umformung des Domes auszulösen, sobald eine mit Wasser gefüllte und unter einem Druck von 60 psi (413 kPa) stehende Dose auf eine harte Oberfläche fällt.
Zusätzlich zu befriedigenden Leistungsanforderungen besteht für Dosenhersteller ein enormer wirtschaftlicher Ansporn dahingehend, die Mengen an verbrauchtem Metall zu reduzieren. Nachdem jedes Jahr Milliarden derartiger Dosen verkauft werden, sind sogar geringe Reduzierungen des Metallverbrauchs wünschenswert. Die gesamte Größe und die allgemeine Gestalt der Dose wird dem Dosenhersteller durch die Getränkeindustrie vorgegeben. Dementsprechend streben die Dosenhersteller ständig danach, die Dicke des Metalls zu vermindern, indem Einzelheiten der Dosengeometrie verbessert werden, um eine festere Struktur zu erreichen. Noch vor wenigen Jahren wurden Aluminiumdosen aus einem Metall mit einer Dicke von ungefähr 0,0112 Inch (0,285 mm) hergestellt. Heute sind jedoch Aluminiumdosen mit einer Dicke von lediglich 0,0108 Inch (0,274 mm) verfügbar.
Eine Technik zur Erhöhung der Festigkeit des Dosenbodens, welche einen beträchtlichen Erfolg mit sich brachte, ist das Einformen eines zur Außenseite hin konkaven Domes in den Dosenboden. Getränkedosen, insbesondere diejenigen, die für alkoholfreie Getränke und Bier bestimmt sind, haben üblicherweise einen Seitenwanddurchmesser von ungefähr 2,6 Inch (66,04 mm). Üblicherweise beträgt der Krümmungsradius des Domes wenigstens 1,550 Inch (39,37 mm). In dem US Patent Nr. 4,685,582 (Pulciani et al.), welches der National Can Corporation erteilt worden ist, ist eine Dose offenbart, die einen Seitenwanddurchmesser von 2,597 Inch (65,96 mm) und einen Dom mit einem Krümmungsradius von 2,120 Inch (53,85 mm) aufweist. In ähnlicher Weise ist in dem US Patent Nr. 4,885,924 (Claydon et al.), welches der Metal Box plc. erteilt worden ist, eine Dose offenbart, die einen Seitenwanddurchmesser von 2,59 Inch (65,786 mm) und einem Dom mit einem Krümmungsradius von 2,0 Inch (50,8 mm) aufweist, wohingegen in dem US Patent Nr. 4,412,627 (Houghton et al.), welches der Metal Container Corp. erteilt worden ist, eine Dose offenbart ist, die einen Seitenwanddurchmesser von 2,6 Inch (66,04 mm) und einen Dom mit einem Krümmungsradius von 1,75 Inch (44,45 mm) aufweist.
Die Festigkeit eines mit einem Dom versehenen Dosenbodens wird weiter dadurch erhöht, dass an der Peripherie des Bodens, die in einer Ringsicke oder einer Nase endet, eine sich nach unten und einwärts erstreckende kegelstumpfförmige Wand gebildet wird. Die Nase weist sich in Umfangsrichtung erstreckende innere und äußere Wandungen auf, welche auch kegelstumpfförmig ausgebildet sein können. Die inneren und äußeren Wandungen stehen über einen zur Außenseite hin konvex gekrümmten Abschnitt untereinander in Verbindung, der nach Art eines Kreissektors geformt sein kann. Der Boden des gekrümmten Abschnitts bildet die Fläche oder Aufstandsicke, auf der die Dose aufsteht, wenn sie sich in einer aufrechten Stellung befindet.
In der US-A-4,065,951 sind eine Dose entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Werkzeug zur Formung der Wandung eines gezogenen und geglätteten Behälters (DWI) entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 13 offenbart. Der Behälter zeigt eine Aufstandsicke (oder eine Nase), welche aus inneren und äußeren Wänden besteht, die untereinander durch einen zur Unterseite hin konvex gekrümmten Abschnitt in Verbindung stehen. Der Krümmungsradius der inneren Oberfläche des gekrümmten Abschnitts in der Nähe der inneren Wandung der Sicke beträgt 0,065 Inch (1,65 mm). In der US-A-5,605,069 ist eine DWI Dose beschrieben, bei welcher der Radius der Aufstandsicke von ungefähr 0,04 bis ungefähr 0,2 Inch (1,016 mm bis 5,08 mm) variiert.
Nach der herkömmlichen Dosenherstellungstechnik betrug der Krümmungsradius der inneren Oberfläche des gekrümmten Abschnitts der Nase bei derartigen, mit einem Dom versehenen, mit konisch ausgebildeten Wandungen versehenen Dosenböden im Allgemeinen 0,05 Inch (1,27 mm) oder weniger. Vor der Entwicklung der vorliegenden Erfindung hatte der Vorgänger des Inhabers der vorliegenden Patentanmeldung, die Firma Crown Cork & Seal Company, Aluminiumdosen mit 202 Enden (der Durchmesser des Dosenendes gegenüber dem Boden beträgt beispielsweise 2–2/16 Inch (54 mm)) wobei der Krümmungsradius der inneren Oberfläche der Nase 0,05 Inch (1,27 mm) betrug. In ähnlicher Weise ist in den US Patenten 3,730,383 (Dunn et al.), welches der Aluminium Company of America erteilt worden ist und 4,685,582 (Pulciani et al.), welches der National Can Corporation erteilt ist, eine Nase offenbart, deren Krümmungsradius 0,040 Inch (1,016 mm) beträgt.
Es ist ferner bisher allgemein angenommen worden, dass je kleiner der Krümmungsradius der Nase bemessen wird, dass umso größer die Druckwiderstandsfähigkeit des Dosenbodens ausfällt, so wie dies beispielsweise in dem vorstehend erwähnten US Patent Nr. 3,730,383 diskutiert worden ist. Dementsprechend werden in den US Patenten Nr. 4,885,924 (vorstehend bereits diskutiert), 5,069,052 (Porucznik et al.), welches der CMB Foodcan plc. erteilt worden ist, und 5,351,852 (Trageser et al.), welches der Aluminium Company of America erteilt worden ist, Verfahren zur Verminderung des Krümmungsradius der Nase offenbart, und zwar mit dem Ziel, die Festigkeit des Dosenbodens zu erhöhen. In dem US Patent 5,351,852 wird ein Nacharbeiten der Nase mit der Maßgabe vorgeschlagen, dass ihr Krümmungsradius auf 0,015 Inch (0,381 mm) vermindert wird, wohingegen in dem US Patent 5,069,052 ein Nacharbeiten der Nase mit der Maßgabe vorgeschlagen wird, dass der Krümmungsradius der inneren Oberfläche auf Null reduziert und auf der äußeren Oberfläche auf 0,040 Inch (1,016 mm) oder weniger reduziert wird.
Zusätzlich zu der Geometrie können die Herstellvorrichtung und die benutzten Techniken zur Formgebung des Dosenbodens dessen Festigkeit beeinflussen. So können sich beispielsweise kleine Oberflächenrisse im Bereich des Domes des Dosenbodens ergeben, falls das Metall während der Formgebung der Nase übermäßig gestreckt wird. Falls sich, wie dies oft passiert, diese Risse anfänglich nicht vollständig durch die metallische Wandung hindurcherstrecken können sie während eines Inspizierens durch den Dosenhersteller unentdeckt bleiben. Dies kann zu einem Versagen der Dose führen, nachdem sie befüllt und geschlossen worden ist, welches vom Standpunkt des Getränkeverkäufers oder des Endverbrauchers sehr unerwünscht ist. Je kleiner der Krümmungsradius der Nase ist, umso wahrscheinlicher wird ein Auftreten solcher Risse sein. Nachdem man annimmt, dass der Krümmungsradius der Nase in der Nähe der inneren Wandung einen größeren Einfluss auf die Beulfestigkeit als der Radius in der Nähe der äußeren Wandung hat, haben einige Dosenhersteller eine Nasengestalt verwendet, die komplexer ausfällt als ein einfacher Kreisausschnitt, in dem zwei Krümmungsradien benutzt worden sind: ein erster Krümmungsradius für die innere Oberfläche in der Nähe der äußeren Wandung, der ungefähr oberhalb von 0,060 Inch (1,524 mm) liegt und ein zweiter innerer Krümmungsradius in der Nähe der inneren Wandung, der unterhalb von 0,060 Inch (1,524 mm) liegt. Beispielsweise ist in dem US Patent Nr. 4,431,112 (Yamaguchi), welches der Daiwa Can Company erteilt worden ist, ein mit einem Dom versehener Dosenboden offenbart, obgleich es sich um einen solchen handelt, der keine konische, sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandung hat, der mit einer Nase versehen ist, die einen ersten Krümmungsradius in der Nähe der inneren Wandung von ungefähr 0,035 Inch (0,9 mm) und einen zweiten Krümmungsradius in der Nähe der äußeren Wandung von ungefähr 0,091 Inch (2,3 mm) aufweist. Ein anderer Dosenhersteller hat einen mit einem Dom versehenen, mit konischen Wandungen ausgerüsteten Boden bei einem 204 Dosenende verwendet, bei welchem die innere Oberfläche der Nase, deren äußere Wandung unter einem Winkel von ungefähr 26,5° bezüglich der Dosenachse geneigt angeordnet ist, einen ersten Krümmungsradius in der Nähe der inneren Wandung der Nase von ungefähr 0,054 Inch (1,37 mm) und einen zweiten Krümmungsradius in der Nähe der äußeren Wandung von ungefähr 0,064 Inch (1,626 mm) aufweist.
Unabhängig von den bisher erreichten Verbesserungen dieser Technik wäre es wünschenswert, einen Dosenboden bereitzustellen, der eine Geometrie mit einem optimierten Verhalten aufweist, insbesondere mit Hinblick auf die Beulfestigkeit, die Fallfestigkeit, die Stapelfähigkeit und die Herstellbarkeit.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Dosenboden bereitzustellen, der eine Geometrie mit einem optimierten Verhalten aufweist, insbesondere mit Hinblick auf die Beulfestigkeit, die Stapelfähigkeit und die Herstellbarkeit. Dieses und andere Ziele werden bei einer Dose entsprechend den Merkmalen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 erreicht.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung zur Formung eines Dosenbodens, an dem eine ringförmige Nase angeformt ist entsprechend dem Anspruch 13.
Die Erfindung umfasst auch eine Vorrichtung, bei welcher eine zentral angeordnete Matrize eine Formgebungsoberfläche aufweist, die einen Krümmungsradius hat, der nicht größer als ungefähr 1,475 Inch (37,465 mm) beträgt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird im Folgenden beispielhaft unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben werden. Es zeigen:
1 eine isometrische Ansicht einer einen erfindungsgemäßen Boden aufweisenden Dose;
2 einen Querschnitt entlang einer Linie II-II der 1, der den erfindungsgemäßen Dosenboden zeigt;
3 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Dosenboden, der in das Ende einer ähnlichen Dose eingesetzt ist;
4 eine graphische Darstellung, welche den Einfluss einer Variierung des Krümmungsradius der inneren Oberfläche der Nase auf die Beulfestigkeit eines Dosenbodens zeigt;
5 eine graphische Darstellung, welche den Einfluss eines Variierens des Krümmungsradius der inneren Oberfläche der Nase auf die Beulfestigkeit eines Dosenbodens zeigt, sobald der Nasendurchmesser verändert wird, und zwar mit der Maßgabe, dass eine konstante Durchdringungstiefe im Einsetzbereich ungefähr beibehalten wird;
6 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Bodenformungsstation;
7 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen in 6 gezeigten Nasenstempels.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Dose 1. Üblicherweise umfasst die Dose ein Ende 3, in welches eine Öffnung eingeformt ist und einen Dosenkörper. Der Dosenkörper wird durch eine zylindrische Seitenwand 4 und einen Boden 6 gebildet, der einstückig mit der Seitenwand ausgebildet ist. Die Seitenwand 4 weist einen Durchmesser D₁ auf. Üblicherweise ist der Dosenkörper aus einem Metall wie z.B. Stahl oder mehr bevorzugt Aluminium hergestellt, wie z.B. einem Aluminiumblech der Typen 3204, 3302 oder 3004 mit einer H-19 Vergütung.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Dosenboden 6 einen ungefähr kegelstumpfförmigen Teil 8, der sich ausgehend von der Seitenwand 4 nach unten und einwärts erstreckt. Der kegelstumpfförmige Teil 8 umfasst einen bogenförmigen Abschnitt 10 mit einem Krümmungsradius R₁, der einen sanften Übergang zu der Seitenwand 4 bildet. Der kegelstumpfförmige Teil 8 umfasst vorzugsweise auch einen geraden Abschnitt, der sich unter einem Winkel α hinsichtlich der Achse 7 der Seitenwand 4 erstreckt.
Wie ebenfalls in 2 gezeigt, erstreckt sich ausgehend von dem kegelstumpfförmigen Teil 8 eine Ringnase 16 nach unten. Die Nase 16 umfasst vorzugsweise innere und äußere, jeweils ungefähr kegelstumpfförmige Wandungen 12, 13. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass die innere Wandung 12 im Stand der Technik manchmal als der "Dom" bezeichnet wird.
Vorzugsweise weist die innere Wandung 12 einen geraden Abschnitt auf, der einen Winkel γ mit der Achse 7 der Seitenwand 4 bildet, wohingegen die äußere Wandung 13 einen geraden Abschnitt aufweist, der einen Winkel β mit dieser Achse bildet. Die inneren und äußeren Wandung 12, 13 stehen über einen, sich in Umfangsrichtung erstreckenden bogenförmigen Abschnitt 18 untereinander in Verbindung. Die innere Wandung 12 umfasst einen bogenförmigen Abschnitt 22 mit einem Krümmungsradius R₅, der einen sanften Übergang zu einem Mittelabschnitt 24 des Bodens 6 bildet. Die äußere Wandung 10 umfasst einen bogenförmigen Abschnitt 14 mit einem Krümmungsradius R₂, der einen sanften Übergang zu dem kegelstumpfförmigen Teil 8 bildet.
In einem Querschnitt gesehen weist der Teil der inneren Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase 16 in der Nähe der inneren Wandung 12 einen Krümmungsradius R₃ auf. In ähnlicher Weise weist der Abschnitt der inneren Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 in der Nähe der äußeren Wandung 13 einen Krümmungsradius R₄ auf. Die Krümmungsradien der äußeren Oberfläche 30 der Nase 16 entsprechen den Krümmungsradien der inneren Oberfläche 29 zuzüglich der Dicke des Metalls im Bereich des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase, die im Wesentlichen der anfänglichen Dicke des Metallblechs entspricht. Vorzugsweise entspricht R₃ R₄. Am meisten bevorzugt wird es, wenn die innere Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 vollständig aus einem Kreissektor besteht, so dass nur ein Krümmungsradius die Gesamtheit des gekrümmten Abschnitts 18 der inneren Oberfläche der Nase 16 bildet, wie in 2 gezeigt. Der Mittelpunkt 19 des Krümmungsradius R₃ bildet einen Kreis mit dem Durchmesser D₂ und erstreckt sich entlang des Umfangsbereichs des Bodens 6. Die Basis 27 der Nase 16, auf welcher die Dose 1 in aufrechter Orientierung aufsteht, ist entlang des Durchmessers D₂ gebildet. Der Mittelpunkt 21 des Krümmungsradius R₁ des gekrümmten Abschnitts 10 ist gegenüber dem Mittelpunkt 19 des Krümmungsradius R₃ in axialer Richtung um eine Distanz Y versetzt angeordnet. Vorzugsweise wird – nachdem der Wert des Radius R₃ wie vorstehend erörtert erhöht ist – der Wert von Y vermindert, so dass die Summe Y + R₃ konstant bleibt.
Ein angenähert domartiger Mittelabschnitt 24 erstreckt sich aufrecht und einwärts ausgehend der Nase 16. Der am meisten in der Mitte gelegene Abschnitt 26 des Mittelabschnitts 24 ist scheibenförmig ausgebildet, weist einen Durchmesser D₃ auf und ist im Wesentlichen flach ausgestaltet. Ein ringförmiger Abschnitt 25 des Mittelabschnitts 24 ist im Querschnitt gekrümmt ausgebildet, und zwar nach Maßgabe eines Krümmungsradius R₆ und verbindet den Abschnitt 26 mit der inneren Wandung 12 der Nase 16. Der Dosenboden 6 weist eine Domhöhe H auf, die sich ausgehend von der Basis 27 der Nase 16 bis zu dem Scheitel des Mittelabschnitts 24 erstreckt.
Wie in 3 gezeigt dringt der Boden 6 der oberen Dose in das Ende 3 der unteren Dose ein, sobald zwei ähnlich ausgebildete Dosen aufeinander gestapelt werden, so dass die Basis 27 der Nase 16 der oberen Dose sich um eine Distanz d unter der Lippe des Falzrandes 40 der unteren Dose erstreckt.
4 zeigt die Ergebnisse einer Finite-Elemente-Analyse, auch FEA genannt, welche darauf abzielt, zu zeigen, wie die Beulfestigkeit sich wie vorstehend definiert mit dem Krümmungsradius der Nase 16 im Boden einer Dose verändert, welche ein "202 Ende" aufweist und bei welcher die in Tabelle I definierte und in 2 gezeigte Geometrie verwendet wird.

Eine Dose mit einem 202 Ende weist einen Boden auf, der durch die in Tabelle I näher beschriebene Geometrie definiert ist, wobei eine Nase 16 eine innere Oberfläche 29 mit einem Krümmungsradius R₃ von 0,05 Inch (1,27 mm) aufweist, welche im Stand der Technik bekannt ist. Wie in 4 gezeigt, führt eine Erhöhung des Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche 29 der Nase auf 0,06 Inch (1,524 mm) zu einer dramatischen Zunahme der Beulfestigkeit. Insbesondere ist anhand der Finite-Elemente-Analyse vorhersehbar, dass entgegen allgemeiner Vorstellungen im Stand der Technik betreffend die Herstellung von Dosen eine Zunahme des Radius der inneren Oberfläche der Nase von 0,05 Inch (1,27 mm) auf 0,06 Inch (1,524 mm) bei einem solchen Dosenboden die Beulfestigkeit um nahezu 10%, nämlich von 95 psi auf 100 psi (655 kPa auf 717 kPa) erhöht. Tabelle I – Geometrische Dosenbodenparameter für FEA

Durchmesser D₁	2,608 Inch (66,24 mm)
Durchmesser D₂	1,904 Inch (48,36 mm)
Durchmesser D₃	0,100 Inch (2,54 mm)
Radius R₁	0,170 Inch (4,32 mm)
Radius R₂	0,080 Inch (2,03 mm)
Radius R₃	variabel
Radius R₄	entspricht R₃
Radius R₅	0,060 Inch (1,52 mm)
Radius R₆	1,550 Inch (39,37 mm)
Entfernung Y + R₃	0,361 Inch (9,17 mm)
Domhöhe H	0,405 Inch (10,29 mm)
Winkel α	60°
Winkel β	25°
Winkel γ	8°

Unglücklicherweise führte eine Zunahme des Krümmungsradius der inneren Oberfläche der Nase über 0,06 Inch (1,524) hinaus nicht zu einer fortgesetzten Zunahme der Beulfestigkeit, sondern tatsächlich zu einer verminderten Beulfestigkeit, obgleich der Wert der Beulfestigkeit oberhalb desjenigen liegt, der mit dem Krümmungsradius von 0,05 Inch (1,27 mm) erhalten wurde, der früher für einen solchen Dosenboden verwendet worden ist.
Um diese theoretischen Vorhersagen zu überprüfen wurden Zwölf-Unzen-Getränkedosen mit 202 Enden hergestellt, bei denen die in Tabelle I dargelegten Bodengeometrien benutzt wurden, die in 2 gezeigt sind, und zwar mit drei unterschiedlichen Krümmungsradien R₃ für die innere Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase, nämlich 0,05; 0,055 und 0,06 Inch (1,27; 1,34 und 1,524 mm). Die Dosen mit jeder Größe des Krümmungsradius wurden hergestellt unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Domhöhen H und aus zwei unterschiedlichen Typen eines 0,018 Inch (0,27 mm) dicken Aluminiumblechs, nämlich der Typen 3204 H-19 und 3304C5 H-19, so dass sich insge samt zwölf unterschiedliche Dosentypen ergaben. Die Dosen wurden mit Hinblick auf vier festigkeitsbezogene Parameter untersucht, nämlich (i) Beulfestigkeit, wie oben definiert, (ii) Bodenfestigkeit, erhalten durch Messung der minimalen axialen Belastung, die erforderlich ist, den Boden zusammenfallen zu lassen, wenn die Seitenwandung gestützt wird, (iii) Fallfestigkeit, erhalten durch Fallenlassen von mit Wasser gefüllten und unter einem Druck von 60 psi (413 kPa) gesetzten Dosen aus unterschiedlichen Höhen und (iv) axiale Belastung, erhalten durch Messen der minimalen axialen Belastung, die erforderlich ist, um die nicht gestützte Seitenwand zusammenfallen zu lassen. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen, welche anhand von wenigstens sechs Dosen einer jeden Art gemittelt worden sind, sind in Tabelle II gezeigt. Zusätzlich wurde die Eindringtiefe d bei der Stapelbildung gemessen und es ist diese in Tabelle III gezeigt.
Die in Tabelle II gezeigten Vergleichsuntersuchungen zur Festigkeit bestätigen die Tatsache, dass entgegen herkömmlicher Vorstellungen eine Erhöhung des Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase 16 bei Dosenböden der in Tabelle I dargelegten Art, die in 2 gezeigt sind, auf wenigstens 0,06 Inch (1,524 mm) eher zu einer Zunahme als zu einer Abnahme der Beulfestigkeit führt. Tabelle II – Ergebnisse von Vergleichsuntersuchungen Variierung des Krümmungsradius der Nase
Tabelle III – Ergebnisse von Vergleichsuntersuchungen – Nasenradius in Abhängigkeit von der Stapeltiefe

Krümmungsradius R₃ Stapeltiefe d

0,05 Inch (1,27 mm) 0,083 Inch (2,11 mm)

0,055 Inch (1,34 mm) 0,069 Inch (1,75 mm)

0,060 Inch (1,524 mm) 0,062 Inch (1,575 mm)
Unglücklicherweise wurde wie in Tabelle III festgestellt, dass obwohl eine Zunahme des Krümmungsradius R₃ der Nase 16 im Bereich ihrer inneren Oberfläche 29 von 0,05 Inch (1,27 mm) auf 0,06 Inch (1,524 mm) zu einer dramatischen Zunahme der Beulfestigkeit führte, wurde jedoch die Eindringtiefe bei der Stapelbildung von 0,083 Inch (2,108 mm) auf 0,062 Inch (1,575 mm) vermindert. Dieser unerwünschte Aspekt, welcher die Fähigkeit der Dose zur Stapelbildung beeinträchtigt, trat auf, weil eine Zunahme des Radius R₃ der inneren Oberfläche 29 der Nase die äußere Wandung 13 der Nase radial auswärts verschiebt.
5 zeigt die Ergebnisse einer Finite-Elemente-Analyse eines Dosenbodens, dessen Geometrie in Tabelle I dargestellt und in 2 gezeigt ist, außer dass der Durchmesser D₂ der Nase 16 vermindert wurde, während der Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche der Nase in der in Tabelle IV gezeigten Weise zunahm: Tabelle IV – Änderung des Nasendurchmessers mit dem Krümmungsradius der Nase

Nasenradius R₃(Inch) Nasendurchmesser D₂ (Inch)

0,050 (1,27 mm) 1,904 (48,36 mm)

0,060 (1,524 mm) 1,890 (48 mm)

0,065 (1,65 mm) 1,884 (47,85 mm)

0,070 (1,778 mm) 1,877 (46,68 mm)
Wie anhand der 5 erkennbar ist, führen Zunahmen des Krümmungsradius R₃ der Nase in Verbindung mit entsprechenden Abnahmen des Nasendurchmessers D₂ theoretisch zu konstant zunehmender Beulfestigkeit innerhalb des Bereichs von 0,05 Inch (1,27 mm) bis 0,07 Inch (1,778) des Nasenradius. Tatsächlich tritt die dramatischste Zunahme dann auf, wenn der Krümmungsradius der inneren Oberfläche der Nase von 0,065 Inch (1,65 mm) auf 0,07 Inch (1,778 mm) erhöht wird.
Um die theoretisrhen Vorhersagen der vorstehend diskutierten Finite-Elemente-Analyse zu überprüfen wurden Zwölf-Unzen-Dosen mit 202 Enden und Böden wie in 2 gezeigt, aus einem Alcoa 3004 H-19 Aluminiumblech hergestellt, welches eine anfängliche Dicke von 0,0108 Inch (0,27 mm) aufwies. Die Hälfte der Dosen wurde hergestellt unter Verwendung einer Bodengeometrie, die aus dem Stand der Technik bekannt ist, welche in Tabelle V mit A bezeichnet ist, wohingegen die andere Hälfte unter Verwendung der Geometrie der vorliegenden Erfindung hergestellt worden ist, welche mit B bezeichnet ist. In Übereinstimmung mit der vorstehend diskutierten theoretischen Analyse unterschieden sich die zwei Dosenbodengeometrien unter zwei Aspekten. Es wurde zunächst einmal entgegen der herkömmlichen Denkweise der Krümmungsradius R₃ der Nase 16 an ihrer inneren Oberfläche 29 auf 0,06 Inch (1,524 mm) erhöht. Es wurde zweitens der Durchmesser D₂ der Nase auf 1,89 Inch (48 mm) vermindert.
Tabelle V – Geometrische Parameter des Dosenbodens für Vergleichsuntersuchungen – Nasenabmessungen
Es wurden erneut Vergleichsuntersuchungen an den beiden Gruppen der Dosen ausgeführt, wobei die Ergebnisse, welche als Durchschnitt von wenigstens sechs Dosen gemittelt wurden, in Tabelle VI gezeigt sind.
Tabelle VI – Ergebnisse von Vergleichsuntersuchungen – Änderung des Nasenradius und des Nasendurchmessers
Wie erkennbar ist, fiel die Beulfestigkeit der erfindungsgemäß hergestellten Dosen nahezu 7% größer aus als diejenige der dem Stand der Technik zuzuordnenden Dosen z.B. 101,1 psi (690 kPa) gegenüber 93,7 psi (646 kPa). Eine solche Zunahme ist sehr beträchtlich. Es wird beispielsweise erwartet, dass diese Zunahme in der Beulfestigkeit es ermöglichen wird, das Erfordernis der 90 psi Beulfestigkeit, das üblicherweise durch die Abfüller kohlensäurehaltiger Getränke auferlegt wird, selbst dann zu erfüllen, wenn die Dicke des anfänglichen Metallbleches von 0,0108 Inch (0,274 mm) auf 0,0104 Inch (0,264 mm) reduziert wird – eine Verminderung von nahezu 4%. Eine solche Verminderung der Blechdicke wird zu beträchtlichen Kosteneinsparungen führen. Die leichte Verminderung hinsichtlich der Fallfestigkeit wird als statistisch nicht signifikant angesehen.
Die Dicke des Metalls im Bereich der inneren Wandung 12 des Domes wurde ebenfalls bei beiden Dosentypen gemessen. Diese Messungen zeigten, dass die Wandungsdicke des Domes für den erfindungsgemäßen Dosenboden (Typ B) 0,0003 Inch (0,0076 mm) größer war als diejenige des Dosenbodens des Standes der Technik (Typ A) – z.B. 0,0098 Inch (0,249 mm) gegenüber 0,0095 Inch (0,241 mm). Die Zunahme in der Domwandungsdicke ist gleichermaßen bedeutend, weil sie zeigt, dass die gegenwärtige Erfindung zu einer geringeren Dehnung des Metalls in dem kritischen Dombereich führt (je mehr das Metall gedehnt wird, umso dünner wird es). Herstellversuche haben gezeigt, dass diese Verminderung einer Metalldehnung das Auftreten eines Dosenversagens aufgrund von Rissbildung in der Domoberfläche vermindert.
Schließlich wurde durch Verminderung des Nasendurchmessers D₂, die Eindringtiefe d beibehalten, so dass sichergestellt war, dass die Zunahme des Krümmungsradius der Nase nicht die Stapelfähigkeit beeinträchtigte, und zwar selbst im Fall einer Dose, die ein relativ kleines Ende (z.B. Größe 202) aufweist. In dieser Hinsicht trägt der relativ kleine Winkel β der äußeren Wandung 13 der Nase (z.B. 25°) ebenfalls dazu bei, eine gute Durchdringung zu erreichen. Wenn auf diese Weise entsprechend der vorliegenden Erfindung die Anforderung einer guten Stapelfähigkeit besteht, sollte (i) der Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase 16 innerhalb des Bereichs von 0,06 Inch (1,524 mm) bis 0,070 Inch (1,778 mm) gehalten werden, (ii) der Winkel β der äußeren Wandung 13 der Nase nicht größer als ungefähr 25° bemessen werden und (iii) der Durchmesser D₂ der Nase nicht größer als 1,89 Inch (48 mm) bemessen werden, und zwar bei Dosen, welche Enden der Größe 202 oder kleiner aufweisen.
Unglücklicherweise führt eine Abnahme des Nasendurchmessers D₂ zu einer Verminderung der Umkippstabilität der aufrecht stehenden Dose. Die Umkippstabilität ist wichtig, weil eine wackelnde Dose während der Behandlung nicht korrekt gefüllt werden kann und darüber hinaus ein Ärgernis für den Endverbraucher bedeuten kann. Es kann deshalb unerwünscht sein, den Krümmungsradius der Nase auf Werte über 0,07 Inch (1,778 mm) bei Dosen zu erhöhen, welche 202 Enden aufweisen, da dies zu Nasendurchmessern von weniger als 1,877 Inch (47,68 mm) führen würde, falls die Stapeleindringfähigkeit konstant gehalten wird. Obgleich ferner die größte Zunahme in der Beulfestigkeit mit einem Wert von 0,070 Inch (1,778 mm) für den Radius R₃ der inneren Nasenoberfläche erreicht worden ist, führt dieser Wert zu dem kleinsten Nasendurchmesser D₂. In Abhängigkeit von der relativen Bedeutung der Anforderungen hinsichtlich der Stapelfähigkeit gegenüber der Umkippstabilität sollte deshalb der optimale Wert des Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche 29 des gekrümmten Abschnitts 18 der Nase 16 weniger als 0,07 Inch (1,778 mm) betragen, wie z.B. ungefähr 0,06 Inch (1,524 mm) oder ungefähr 0,065 Inch (1,65 mm).
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung kann die Festigkeit des Bodens 6 auch durch sorgfältige Einstellung des Radius R₆ des Mittelfeldes 24 erhöht werden. Es ist insbesondere festgestellt worden, dass eine überraschende Zunahme in der Fallfestigkeit erreicht werden kann, indem der Radius R₆ vermindert wird. Diese Verminderung des Radius R₆ tritt vorzugsweise zusammen mit einer Zunahme des Durchmessers D₃ des im Wesentlichen flachen Mittelabschnitts 26 und einer Zunahme der Domhöhe H auf.
Die Tabelle VII zeigt die Ergebnisse von Untersuchungen betreffend die Fallfestigkeit und die Beulfestigkeit, welche an Zwölf-Unzen-Dosen des Typs 202 durchgeführt worden sind, welche drei unterschiedliche Bodengeometrien aufwiesen. Die Bodengeometrien entsprachen denjenigen des Dosenbodens B der in Tabelle V gezeigt ist, soweit nicht anders dargestellt. Jeder Dosenboden wurde aus Aluminium/(Alcoa 3104) mit drei unterschiedlichen anfänglichen Dicken entlang einer Pilotlinie geformt. Zwölf Dosen wurden in jeder Geometrie bzw. Dicke untersucht. Die Untersuchungsergebnisse an diesen Dosen sind in den nachstehenden Tabellen VII und VIII gezeigt.
Tabelle VII – Ergebnisse von Vergleichsuntersuchungen – Änderungen der Domabmessungen – Pilotlinie
Tabelle VIII –% Änderung der Fallfestigkeit und der Beulfestigkeit gegenüber dem Boden B
Wie ohne weiteres ersichtlich ist, führt eine Verminderung des Domradius R₆ auf Werte von nicht größer als 1,475 Inch (37,465 mm) zu einer erhöhten Fallfestigkeit. Indem insbesondere der Domradius R₆ um 0,075 Inch (1,905 mm) ausgehend von 1,55 Inch (39,37 mm) auf 1,475 Inch (37,465 mm) vermindert wird, wobei gleichzeitig der Durchmesser D₃ des im Wesentlichen flachen mittleren Domabschnitts 26 um 0,040 Inch (35,56 mm) ausgehend von 0,1 Inch (2,54 mm) auf ungefähr 0,14 Inch (3,556 mm) (Boden C) erhöht wird, führt dies zu einer Zunahme der Fallfestigkeit um ungefähr 10% bis 20%, und zwar in Abhängigkeit von der Metalldicke und zu einer Verminderung der Beulfestigkeit um lediglich ungefähr 1% bis 2%. Eine Verminderung des Domradius R₆ um weitere 0,025 Inch (0,635 mm) auf ungefähr 1,45 Inch (36,83 mm), wobei D₃ bei ungefähr 0,14 Inch (3,56 mm) gehalten wird und wobei gleichzeitig die Domhöhe H um 0,005 Inch (0,127 mm) auf ungefähr 0,41 Inch (10,41 mm) (Boden D) erhöht werden, erhöht dies die Verbesserung hinsichtlich der Fallfestigkeit um mehr als 30% bei allen drei Metalldicken, ohne dass sich weitere Verminderungen in der Beulfestigkeit einstellen.
Um diese Ergebnisse zu bestätigen, wurden Zwölf-Unzen-Dosen des Typs 202 hergestellt, welche die gleiche, vorstehend diskutierte Bodengeometrie B und D aufwiesen und gleichermaßen die Geometrien E und F, welche allgemein in Tabelle IX nachstehend definiert werden, und zwar in zwei unterschiedlichen kommerziellen Dosenherstellungsanlagen ausgehend von einem 3004 Aluminium mit einer anfänglichen Dicke von 0,0106 Inch (0,269 mm).
Tabelle IX – Bodengeometrien – Änderungen der Domabmessungen – Herstellungsanlagen
Übrige Parameter entsprechen denjenigen der Tabelle I Unter Zugrundelegung einer jeden der vier Geometrien wurden zwölf Dosen hergestellt. Die Untersuchungsergebnisse an diesen Dosen sind in der folgenden Tabelle X gezeigt:
Tabelle X – Ergebnisse von Vergleichsuntersuchungen – Änderungen der Domabmessungen
Nachdem auf der Anlage 14 ein Metall mit einer Dicke von 0,018 Inch (0,274 mm) vor den Untersuchungen benutzt worden ist, bestand der Verdacht, dass die Verminderung in der axialen Belastung bei der Bodengeometrie D aufgrund einer unzureichenden Zeit zur Stabilisierung des Verfahrens eingetreten ist. Dementsprechend wurde eine zweite Charge von Dosen der Geometrie D benutzt und festgestellt, dass diese sämtlich ungefähr die gleiche Fallfähigkeit haben (6,8 Inch (172,7 mm), Durchschnitt) und Beulfestigkeit (95 psi (655 kPa), Durchschnitt) jedoch eine beträchtlich höhere axiale Belastung (244 lbs (110,6 kg), Durchschnitt) haben.
Wie anhand eines Vergleichs der Untersuchungsergebnisse für die Bodengeometrie D mit denjenigen der Bodengeometrie B ersichtlich ist, führt eine Verminderung des Domradius R₆ auf 1,45 Inch (36,83 mm) in Verbindung mit einer gleichzeitigen Erhöhung des Durchmessers D₃ des im Wesentlichen ebenen Mittelabschnitts auf 0,14 Inch (3,556 mm) und einer Erhöhung der Domhöhe H auf 0,410 Inch (10,414 mm) zu einer Zunahme der Fallfestigkeit bei der Anlage 1 um 25,5%, jedoch nur um 4,8% bei der Anlage 2, mit einer minimalen Auswirkung auf die Beulfestigkeit (weniger als 1%). Auch ein Vergleich der Ergebnisse der Bodengeometrie E mit der Bodengeometrie B zeigt, dass eine Erhöhung der Domhöhe H ohne eine Verminderung des Domradius R₆ tatsächlich zu einer Verminderung der Fallfestigkeit führt.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung, nämlich um die Festigkeit des Bodens einer Dose zu optimieren, und zwar einer Dose mit einem Seitenwanddurchmesser von ungefähr 2,6 Inch (66 mm) sollte deshalb der Radius R₆ des Domes nicht größer als ungefähr 1,475 Inch (37,47 mm) und weiter bevorzugt ungefähr 1,45 Inch (36,8 mm) betragen. Zusätzlich sollte der Durchmesser D₃ des im Wesentlichen flachen Mittelabschnitts wenigstens ungefähr 0,14 Inch (3,6 mm) betragen und weiter bevorzugt sollte dieser ungefähr 0,14 Inch (3,556 mm) betragen, wobei die Domhöhe H wenigstens ungefähr 0,41 Inch (10,4 mm) und vorzugsweise ungefähr 0,41 Inch (10,414 mm) betragen sollte.
Eine bevorzugte Vorrichtung und ein Verfahren zur Formung des vorstehend beschriebenen Dosenbodens 6 werden im Folgenden diskutiert werden.
Wie bei einem herkömmlichen Dosenherstellungsverfahren wird Metall in eine Presse eingebracht, in der es zu der Gestalt eines Bechers verformt wird. Der Becher wird anschließend einer Wandglättungsmaschine zugeführt und nach Maßgabe der allgemeinen Gestalt der Seitenwand und des Bodens der fertigen Dose nachgezogen. Anschließend wird der nachgezogene Becher durch Glättungsstationen geführt, in denen die Seitenwand eventuell nach Maßgabe der Endgestalt der fertigen Dose verformt wird. Zusätzlich kann eine Bodenformungsstation verwendet werden, um den Boden der Dose zu gestalten. Eine Dosenbodenformungsstation ist in dem vorstehend bereits zitierten US-Patent 4,685,582 (Pulciani et al.) und in dem US-Patent 4,065,951 (LYV) offenbart.
Wie in 6 gezeigt, besteht eine Vorrichtung 41 zur Herstellung des Dosenbodens 6 entsprechend der vorliegenden Erfindung (i) aus einem Stößel 42, (ii) einem Nasenstempel 52, wie im Folgenden noch weiter diskutiert werden wird, (iii) einer im Wesentlichen zylindrischen Stempelmuffe 44, die den Nasenstempelumgibt, (iv) einer zentral angeordneten, zur Dombildung bestimmten Matrize 50, welche eine nach oben orientierte konvexe Formgebungsoberfläche aufweist, (v) einer Stützfläche 48, (vi) einem Auswerfer 46 und (vii) einem mittleren Rückhaltebolzen 54.
Während des Betriebes wird das ungeformte, sich im Ausgangszustand befindliche Metall über die Stempelmuffe 44 und den Nasenstempel 52 gelegt. Die Bewegung des Stößels 42 verursacht anschließend eine Bewegung der Stempelmuffe 44 und des Nasenstempels 52 in Richtung auf die, der Dombildung dienende Matrize 50 hin, so dass das Metall gegen die Formgebungsfläche der Matrize gepresst und über die Gegenflächen der Stempelmuffe und des Nasenstempels gezogen wird, wie in 6 gezeigt, so dass auf diese Weise der Dosenboden 6 geformt wird.
Wie in 6 gezeigt weist die zur Dombildung bestimmte Matrize 50 einen Krümmungsradius R₆' auf, der ungefähr dem Radius R₆ der Krümmung des Domabschnitts 24 entspricht. Der Krümmungsradius R₆' ist gegenüber der axialen Mittellinie nach Maßgabe eines Abstands X versetzt angeordnet, der ungefähr einer Hälfte des Durchmessers D₃ des im Wesentlichen flachen Mittelabschnitts 26 entspricht. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sollte der Krümmungsradius R₆' der zur Dombildung bestimmten Matrize 50 nicht größer als ungefähr 1,475 Inch (37,47 mm) betragen und weiter bevorzugt ungefähr 1,45 Inch (36,8 mm). Zusätzlich sollte der Mittelpunkt des Radius R₆' gegenüber der axialen Mittellinie um wenigstens 0,07 Inch (1,8 mm) versetzt angeordnet sein, wobei die Domhöhe H wenigstens ungefähr 0,41 Inch (10,4 mm) betragen sollte.
Wie in 7 gezeigt, weist das gegenüberliegende Ende 60 des Nasenstempels 52 (i) einen Krümmungsradius R₃' in der Nähe dessen innerer Wandung 62, (ii) einen Krümmungsradius R₄' in der Nähe der äußeren Wandung 63 und (iii) einen Durchmesser D₂' auf. Entsprechend der vorliegenden Erfindung entsprechen (i) die Krümmungsradien R₃' und R₄' des Nasenstempels 52 den Krümmungsradien R₃ und R₄ der inneren Oberfläche 29 der Nase 16 des vorstehend diskutierten Dosenbodens, wobei (ii) der Durchmesser D₂' des Nasenstempels dem Durchmesser D₂ der Nase des vorstehend diskutierten Dosenbodens entspricht. Vorzugsweise ist deshalb der Krümmungsradius R₃' des gegenüberliegenden Endes 60 des Nasenstempels 52 in der Nähe dessen innerer Wandung 62 größer als 0,06 Inch (1,524 mm) bemessen. Am meisten bevorzugt ist wenn (i) das gegenüberliegende Ende 61 des Nasenstempels 52 durch einen Kreissektor gebildet ist, so dass der Krümmungsradius R₄' in der Nähe der äußeren Wandung 64 R₃' entspricht, wobei (ii) der Krümmungsradius R₃' ebenfalls weniger als 0,070 Inch (1,778 mm) beträgt und wenn (iii) der Durchmesser D₂' nicht mehr als 1,89 Inch (48 mm) beträgt, wenn eine Dose hergestellt wird, deren Ende die Größe 202 oder eine kleinere Größe aufweist.

Claims

Dose (1) mit einer Seitenwand (4) und einem mit dieser einstückig ausgebildeten Boden (6), wobei der Boden (6) aus: (i) einem im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt (8), der sich ausgehend von der Seitenwand (4) nach unten und einwärts erstreckt; (ii) einem ringförmigen Nasenabschnitt (16), der sich ausgehend von dem im Wesentlichen kegelstumpfförmigen Abschnitt (8) nach unten erstreckt, wobei sich an den, durch innere und äußere, sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandungen (12, 13) gebildeten Nasenabschnitt ein nach unten konvex gekrümmter Abschnitt (18) anschließt, wobei der gekrümmte Abschnitt (18) innere und äußere Oberflächen aufweist und (iii) einem Mittelabschnitt (24), der sich ausgehend von der inneren Wandung der genannten Nase nach oben und einwärts erstreckt, wobei der Mittelabschnitt im Wesentlichen domartig gestaltet und zur Außenseite hin konkav ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche des gekrümmten Abschnitts in der Nähe der inneren Wandung der genannten Nase wenigstens 0,06 Inch (1,524 mm) und nicht mehr als 0,07 Inch (1,778 mm) beträgt und dass, wenn die Dose durch einen Deckel verschlossen ist, der einen Durchmesser von ungefähr 2–2/16 Inch (54 mm) aufweist, der Durchmesser D₂ der Nase nicht mehr als ungefähr 1,89 Inch (48 mm) beträgt.
Dose nach Anspruch 1, wobei der genannte Krümmungsradius R₃ der inneren Oberfläche (12) ungefähr 0,065 Inch (1,651 mm) beträgt.
Dose nach Anspruch 1 oder 2, wobei der gekrümmte Abschnitt einen Krümmungsradius R₄ in der Nähe der äußeren Wandung (13) von wenigstens 0,06 Inch (1,524 mm) aufweist.
Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher der Krümmungsradius R₄ des gekrümmten Abschnitts in der Nähe der äußeren Wandung ungefähr dem Krümmungsradius R₃ des gekrümmten Abschnitts in der Nähe der inneren Wandung entspricht.
Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der gekrümmte Abschnitt (18) einen kreissektorförmigen Querschnitt aufweist.
Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die äußere Wandung (13) der Nase unter einem Winkel β von nicht mehr als 25° orientiert ist.
Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Nase (16) aus Aluminium besteht, welches eine Dicke von weniger als 0,011 Inch (0,28 mm) aufweist.
Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die inneren und äußeren, sich in Umfangsrichtung erstreckenden Wandungen zweite und dritte, ungefähr kegelstumpfförmige Wandungen (12, 13) aufweisen, wobei die zweite kegelstumpfförmige Wandung (12) unter einem Winkel von ungefähr 8° hinsichtlich der genannten Achse orientiert ist, wobei die dritte kegelstumpfförmige Wandung (13) unter einem Winkel von ungefähr 25° gegenüber der genannten Achse orientiert ist, wobei die genannten zweiten und dritten kegelstumpfförmigen Wandungen über den genannten, sich nach unten erstreckenden konvex gekrümmten Abschnitt (18) in Verbindung stehen.
Dose nach Anspruch 8, wobei die genannte zweite kegelstumpfförmige Wandung (12) ausgehend von der genannten dritten kegelstumpfförmigen Wandung (13) radial einwärts angeordnet ist.
Dose nach Anspruch 9, wobei der genannte domartige Abschnitt (24) einen Krümmungsradius R₆ von ungefähr 1,55 Inch (39,37 mm) aufweist.
Dose nach Anspruch 9 oder 10, wobei der genannte Krümmungsradius R₃ der genannten inneren Oberfläche des gekrümmten Abschnitts (18) der genannten Nase einen ersten Krümmungsradius und einen ersten Mittelpunkt aufweist und wobei die genannte erste kegelstumpfförmige Wandung (8) einen gekrümmten Abschnitt (10) und einen zweiten Krümmungsradius R₁ aufweist, der einen zweiten Mittelpunkt hat, wobei der genannte zweite Mittelpunkt von dem genannten ersten Mittelpunkt nach Maßgabe einer Entfernung Y entlang der genannten Achse versetzt angeordnet ist, wobei die Summe aus der genannten Entfernung und dem genannten ersten Krümmungsradius R₃ ungefähr 0,361 Inch (9,17 mm) beträgt.
Dose nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die genannte erste kegelstumpfförmige Wandung (8) unter einem Winkel von ungefähr 60° zu der Seitenwand orientiert ist.
Vorrichtung (14) zur Formung des Bodens einer Dose (1), wobei der genannte Dosenboden (6) eine ringförmige Nase (16) aufweist, die an diesem angeformt ist, mit (a) einer zentral angeordneten Matrize (50), welche eine Formgebungsoberfläche aufweist, die ungefähr domartig gestaltet und zur Oberseite hin konvex ausgebildet ist; (b) einem Nasenstempel (52), der relativ zu der genannten Matrize beweglich angeordnet ist, wobei der genannte Nasenstempel ein gegenüberliegendes Ende (61) aufweist, welches durch innere und äußere, sich in Umfangsrichtung erstreckende Wandungen (62, 63) gebildet ist, die über einen zur Außenseite hin konvex gekrümmten Abschnitt (60) in Verbindung stehen und (c) einem Stößel (42) zur Auslösung einer Relativbewegung zwischen dem genannten Nasenstempel und der genannten Matrize, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte gekrümmte Abschnitt (60) einen Krümmungsradius R₃' in der Nähe der inneren Wandung (62) von wenigstens 0,060 Inch (1,524 mm) aufweist und nicht mehr als 1,89 Inch (48 mm) beträgt und dass bei Anpassung zur Herstellung einer Dose mit einer Größe von 2–2/16 Inch (54 mm) oder kleiner der Durchmesser D₂' nicht mehr als 1,89 Inch (48 mm) beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, wobei die genannte Formgebungsoberfläche einen Krümmungsradius R₆' von nicht mehr als 1,475 Inch (37,465 mm) aufweist und wobei der gekrümmte Abschnitt zur Unterseite hin konvex ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die genannte Formgebungsoberfläche einen Krümmungsradius R₅ von nicht mehr als 1,45 Inch (36,83 mm) aufweist.