EP0412272A1 - Zwei- oder dreiteiliger Behälter, insb. aus Blech - Google Patents

Zwei- oder dreiteiliger Behälter, insb. aus Blech Download PDF

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EP0412272A1
EP0412272A1 EP90112017A EP90112017A EP0412272A1 EP 0412272 A1 EP0412272 A1 EP 0412272A1 EP 90112017 A EP90112017 A EP 90112017A EP 90112017 A EP90112017 A EP 90112017A EP 0412272 A1 EP0412272 A1 EP 0412272A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
conical
adhesive
sealant
edge
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP90112017A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Georg Dr. Dipl.-Chem. Bolte
Günter Dipl.-Ing. Hexel
Joachim Dipl.-Ing. Pietzsch
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ardagh Metal Packaging Germany GmbH
Original Assignee
Schmalback Lubeca AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schmalback Lubeca AG filed Critical Schmalback Lubeca AG
Publication of EP0412272A1 publication Critical patent/EP0412272A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D21/00—Nestable, stackable or joinable containers; Containers of variable capacity
    • B65D21/02—Containers specially shaped, or provided with fittings or attachments, to facilitate nesting, stacking, or joining together
    • B65D21/0209—Containers specially shaped, or provided with fittings or attachments, to facilitate nesting, stacking, or joining together stackable or joined together one-upon-the-other in the upright or upside-down position
    • B65D21/0217—Containers with a closure presenting stacking elements
    • B65D21/022—Containers with a closure presenting stacking elements the bottom presenting projecting peripheral elements receiving or surrounding the closure or peripheral elements projecting therefrom
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D7/00—Containers having bodies formed by interconnecting or uniting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of metal
    • B65D7/12—Containers having bodies formed by interconnecting or uniting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of metal characterised by wall construction or by connections between walls
    • B65D7/34—Containers having bodies formed by interconnecting or uniting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of metal characterised by wall construction or by connections between walls with permanent connections between walls
    • B65D7/38—Containers having bodies formed by interconnecting or uniting two or more rigid, or substantially rigid, components made wholly or mainly of metal characterised by wall construction or by connections between walls with permanent connections between walls formed by soldering, welding, or otherwise uniting opposed surfaces

Definitions

  • the invention relates to a two-part or three-part container, in particular made of sheet metal, in which the lid and / or base part can be firmly and tightly connected to one another along a seam region after the container has been filled.
  • connection of the container parts has been carried out for many decades and is widespread by means of a folding operation in which the correspondingly preformed edge flanges of the lid and body, which accommodate a sealing compound, are formed into a double seam.
  • relatively large sheet thicknesses e.g. 0.3 mm is required for beer and beverage cans.
  • noses form, which impair the quality of the sealing area.
  • Many sheet metal containers today require a nose strength up to an internal pressure of 6 to 7 bar and higher. Since such lids are produced in billions each year, the desire for a reduction in sheet thickness has been known for a long time to save material and costs, and an opportunity to develop techniques that ensure a pressure-tight, tight connection even with thinner sheets.
  • the body part and the lid part in the form of a bowl, the edge regions of which lie on cylindrical surfaces and the edge region of the body part is retracted radially, so that the lid part and body part can also be telescopically pushed into one another, with a tape made of an adhesive and Sealing material is placed around the retracted edge area of the fuselage part and is firmly connected to the fuselage part in such a way that the free edge on the inside of the fuselage part is protected and the telescopically pushed container parts are firmly and tightly connected to one another.
  • the lid part has a bottle neck-like separate filling opening, which is closed in one of the conventional ways after filling the assembled container (cf. European PS'n 0 075 427 and 0 076 634).
  • the invention relates to a two- or three-part container, in particular made of sheet metal, in which the lid part is only firmly and tightly connected along a seam region after the container has been filled with the container body.
  • the invention has for its object to develop such a container so that at least the lid part made of much thinner sheet than before and still one with cold or hot filling, with fillings that are to be sterilized, and with fillings that are depressurized or packed under an overpressure or underpressure to ensure a tight and tight seam without deformation.
  • the conical surface seam region adjoins a conical or dome-shaped drawn-in end section of the container body results in a greatly reduced circumferential length of the seam region in comparison to the maximum circumference of the container and on the other hand a high resistance to deformation of the upper end portion of the container body. Both effects contribute significantly to the stability and strength and thus also to the tightness of the seam area. It is also essential that the flat seam region lies in a conical surface to the axis of the container. This results in a combined load on the adhesive and sealant connecting the parts. In the case of cylindrical and telescoped sheet metal parts which are connected with an adhesive and sealant, this material is essentially only subjected to shear when loads occur. However, the shear strength of most materials suitable for this purpose is limited.
  • the adhesive and sealant used is essentially also subjected to tensile stress, so that the tensile strength inherent in the material comes into effect to a high degree. This ensures sufficient seam strength and tightness even at high internal pressures of at least 6 bar up to 20 bar. Since this means that a double seam seam can be dispensed with, a significantly reduced sheet thickness or cutout can be used at least for the lid.
  • the conical surface formation of the seam area and the gluing of the edge areas of the container parts forming the seam also create the prerequisite for the lid to be dome-shaped, particularly spherical, to the outside. If the end section of the container body is also conical or dome-shaped, the conical surface seam region thus comes into an approximately tangential position to the adjacent wall regions.
  • the conical surface edge area of the lid can lie below the edge area of the retracted end section of the body part.
  • the lid with its edge regions preferably lies above or outside the relevant edge regions of the fuselage part. This also results in very easy handling of the lids and the closing processes after filling the containers.
  • the lid part can be provided in the usual way with a tear open to open the container of conventional design.
  • the measures according to the invention are also suitable for other materials such as sheet metal, e.g. in the case of so-called layered material or composite material, in particular materials that have a metal layer.
  • sheet metal e.g. in the case of so-called layered material or composite material, in particular materials that have a metal layer.
  • glass, ceramic and plastic can also be used.
  • the invention is particularly suitable for pressurized fillings, e.g. Beverage cans or the like. It can also be used for other cans or containers. They are suitable for both cold and hot filling and also for goods packed without pressure.
  • the adhesive and sealant is expediently firmly adhered to the edge region of the cover part from the production. However, it can also be provided on the conical surface edge region of the fuselage part or on both edge regions with firm adhesion.
  • the container part carrying the adhesive and sealant can first be preheated to a predetermined temperature.
  • the adhesive and sealant is at least superficially heated to an elevated temperature, e.g. by hot air or by induction.
  • the container parts are put together and the adhesive and sealant, e.g. reactivated inductively, by pressure or by other chemical or physical treatment, the container parts expediently being pressed together under a predetermined pressure. This pressure is maintained until the adhesive and sealant has regained its internal structure required for sealing and strength.
  • a container which is preferably constructed in two parts, both parts preferably being made of sheet metal.
  • the container 1 has a cylindrical body and a one-piece molded base 2 with a pronounced annular standing rib 4, which merges into a central base region 3 that is curved inwards in a dome-shaped manner over a conical surface of a predetermined inclination.
  • the upper end section 5 of the container body is drawn in radially in the form of a dome.
  • the adjoining edge area 6 forms a flat conical Area of a predetermined length.
  • the lid 10 has an outwardly domed lid mirror 11 which merges via a bead-shaped annular shoulder 12 into a flat conical surface area 13, the free edge of which can be rolled outwards, as shown at 20 in FIG. 2.
  • the cover mirror can have the shape of a cutout of an ellipsoid or paraboloid. It is preferably at least approximately spherical.
  • the radius of curvature of this surface is indicated by “r”, the radius of curvature lying in the preferred embodiment on the container axis 15.
  • the container diameter is indicated with “d”. It can be seen that due to the retracted end section 5, the diameter of the lid is significantly smaller.
  • the radius of the spherical cap bottom 3 essentially corresponds to the radius "r" of the central cover section 11.
  • the two conical end regions 6 and 13 lie in surfaces 7, 14 which form the same angle ⁇ with a plane running perpendicular to the container axis 15.
  • the conical surface of the container bottom has a corresponding inclination equal to or slightly larger than the surfaces 7 and 14.
  • the conical end regions 6 and 13 overlap by a predetermined amount "1".
  • the radius of curvature "b" of the end region 5 drawn in in the form of a dome is smaller than the radius of curvature "r" of the lid mirror 11.
  • the center of curvature can lie outside or else on the container axis 15.
  • the section 5 can also have an essentially conical surface.
  • the pull-in factor of the end section 5 of the fuselage which results from the ratio between the diameter of the cover part and the maximum diameter of the fuselage part, is expediently between 0.5 and 0.9, preferably between 0.7 and 0.8.
  • the angle of inclination ⁇ of the planes 7 and 14 can vary. However, it is expediently between 30 and 60 °, preferably between 40 and 50 °.
  • the effective width of the conical surface seam area 16 depends on the overall dimensions, in particular the diameter of the container body and the pull-in factor F. However, the value for "1" is normally between 4 and 20 mm, preferably between 5 and 12 mm.
  • At least one of the conical surface regions 6, 13 of the container parts is provided with a layer of a plastic that is dry at ambient temperatures and adheres to the edge region and covers the entire surface of the edge region.
  • a plastic that is dry at ambient temperatures and adheres to the edge region and covers the entire surface of the edge region.
  • It is a food-grade plastic with high metal adhesive strength and high shear and tensile strengths, which also has a sufficient sealing effect for the respective purposes.
  • the plastic is selected so that it can be reactivated, i.e. can be brought into a molten state by application of heat and returns to its original internal structure and properties when cooled. Modified backbone polymers with ionomeric character are particularly suitable for this.
  • the adhesive and sealant can also be provided on the conical surface area 6 of the container part or on both conical surface areas 6 and 13 instead of on the cover according to FIG.
  • the choice is determined, among other things, by whether the contents are filled cold or warm, subjected to a sterilization process and / or filled without pressure or under increased pressure.
  • a sheet which is substantially reduced in thickness compared to the thicknesses customary for these purposes is used.
  • the sheet thickness for the lid can be reduced to a value between 0.04 and 0.24. Sheet thicknesses between 0.10 and 0.16 mm have proven successful.
  • the container parts are joined together in the axial direction according to FIG.
  • the adhesive and sealant 21 is heated at least on the surface, preferably to temperatures between 100 ° C. and 300 ° C., this heating temperature depending on the type of plastic used.
  • the container parts are then compressed in the overlapping position of their edge regions, as indicated by the arrows P in FIG. 2.
  • the adhesive and sealant 21 is caused, for example, by inductive heating reactivated, ie brought into the molten state, so that it completely fills the area between the conical surfaces 6 and 13 and the adjacent areas, as shown in Figure 3.
  • the exposed edge of the end region 6 is automatically enveloped by the plastic, which thus forms an edge protection.
  • the seam area 16 is cooled until the adhesive and sealant have again built up their internal structure and thus the desired properties.
  • the end region 32 of the body part 29 can also surround the end region 27 of the cover part 25 from the outside.
  • the end area 32 adjoins the drawn-in end section 30 of the fuselage part via a corresponding bead 31 which, when the seam is closed, receives the plastic and the free edge of the conical surface area area embedded therein.
  • the outer edge of the edge area 32 is protected by an outer curl 33.
  • the conical end region 27 merges into the dome-shaped lid mirror 26 without a bead. Even if the introduction of the cover part and thus the closing process in this embodiment are difficult, this version can also be used in certain applications.
  • the embodiment according to FIGS. 1 to 3 is preferred.
  • the prefabricated lids can be reliably stacked, transported and, with separation, removed from the stack for the closing process.
  • the covers 39a to 39c shown in FIG. 6 essentially lie on one another only with their edge curls 40. It is not difficult to stack the containers formed in this way, as shown in FIG. 5 for the containers 35 and 36 lying one above the other. It can be seen that the bottom of the container 36 only touches the retracted end section 37 of the underlying container 35 with its ring-shaped standing rib ( Figure 1) and the seam area remains largely relieved due to the described design of the bottom.
  • Figure 7 shows the container design in a schematic embodiment. It can be seen that, for example, if the lid 41 is acted upon by internal pressure, the separating forces acting on the seam area 43 between the lid 41 and the body 42 in the adhesive and sealant provided in the seam area are only partially effective as shear forces F2, while a large proportion is effective as traction F1. This significantly favors the strength of the seam area compared to high internal pressures.
  • FIG. 8 shows a conventional sealing area between two bowl-shaped container parts 44 and 45.
  • any load acts almost exclusively on the adhesive and sealant in the seam area 46 as a shear force, which limits the strength and tightness of the seam to a considerable extent.
  • the seam strength can also be increased by further measures, which are indicated in FIGS. 9 to 11. It is therefore expedient to provide an annular bead 38, which is filled with the adhesive and sealant, in at least one of the two conical end regions of the seam region 47. This bead prevents this material from shifting within the seam area.
  • FIG. 11 A similar effect is shown in FIG. 11 at the seam area 55.
  • the beads 56, 57 are nested. As shown, this can be done outwards or inwards.
  • Figures 9 to 11 also show different inclinations of the tapered seam areas.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rigid Containers With Two Or More Constituent Elements (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

Es ist ein zwei- oder dreiteiliger Behälter, insb. aus Blech, vorgesehen, bei dem zwei Teile (1, 10) unmittelbar nach Füllen des Behälters fest und dicht miteinander entlang eines Nahtbereiches (16) verbindbar sind. Die den Nahtbereich bildenden Blechrandbereiche liegen dabei auf zur Behälterachse (15) konischen Flächen (7, 14). Wenigstens eine dieser Flächen trägt einen bei Umgebungstempertur im wesentlichen trockenen, aber durch entsprechende Behandlung reaktivierbaren Kleb- und Dichtstoff.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen zwei- oder dreiteiligen Behälter, insb. aus Blech, bei dem Deckel- und/oder Bodenteil nach dem Füllen des Behälters fest und dicht miteinander entlang eines Nahtbereiches verbindbar sind.
  • Die Verbindung der Behälterteile erfolgt seit vielen Jahrzehnten und weit ver­breitet durch eine Falzoperation, bei der die entsprechend vorgeformten und ein Dichtungscompound aufnehmenden Randflansche von Deckel und Rumpf zu einer Doppelfalznaht umgeformt werden. Hierfür werden beim Deckel relativ große Blechdicken von z.B. 0,3 mm bei Bier- Getränkedosen benötigt. Ein Problem besteht dabei darin, daß sich bei Verwendung dünnerer Bleche und höherer Drücke im Nahtbereich sogenannte Nasen bilden, welche die Qualität des Dichtbereiches beeinträchtigen. Bei vielen Blechbhältern wird heute eine Nasenfestigkeit bis zu einem Innendruck von 6 bis 7 bar und höher verlangt. Da solche Deckel pro Jahr in Milliarden Stückzahlen hergestellt werden, ist zur Einsparung an Material und Kosten der Wunsch nach einer Blechdickenreduzierung seit langem bekannt und Anlaß, Techniken zu entwickeln, die eine druckfeste, dichte Verbindung auch bei dünneren Blechen gewährleisten.
  • So ist es einmal bekannt, bei Blechrümpfen mit Längsnaht die Längskanten der Bleche in überlappter Stellung und unter Zwischenschaltung eines Bandes fest und abdichtend zu verkleben, das aus einem Kleb- und Dichtwerkstoff besteht, wobei das Band zum Schutz der innenliegenden freien Blechkante um diese Blechkante herumgelegt ist (vgl. US-PS 38 98 945).
  • Es ist ferner bekannt, zwei dünnwandige zylindrische Rumpfteile teleskopartig ineinander zu schieben, bis ihre Stirnenden sich ausreichend überlappen, wobei auf der Innenseite des einen, äußeren Rumpfteiles eine Schicht aus einem Kleb- und Dichtwerkstoff aufgebracht ist, in die beim Ineinanderschieben der Endkantenbereich des anderen Rumpfteiles hineingeschoben und somit eingebettet ist (vgl. europ. OS 0 019 394).
  • Es ist ferner, z.B. zum Hertellen von Metallflaschen, bekannt, den Rumpfteil und den Deckelteil jeweils schalenförmig auszubilden, wobei deren Randbereiche auf Zylinderflächen liegen und der Randbereich des Rumpfteiles radial eingezogen ist, so daß Deckelteil und Rumpfteil ebenfalls teleskopartig ineinandergeschoben werden können, wobei ein Band aus einem Kleb- und Dichtwerkstoff so um den eingezogenen Randbereich des Rumpfteiles gelegt und mit dem Rumpfteil fest verbunden ist, daß die innenliegende freie Kante des Rumpfteils geschützt ist und die teleskopartig übereinandergeschobenen Behälterteile fest und dicht miteinander verbunden werden. Hierbei weist der Deckelteil eine flaschenhals­artige gesonderte Einfüllöffnung auf, die nach dem Füllen des zusammenge­setzten Behälters auf eine der herkömmlichen Arten verschlossen wird (vgl. europ. PS'n 0 075 427 und 0 076 634).
  • Es ist auch bei Doppelfalznähten bekannt, die übliche Dichtungscompoundmasse durch einen Metallkleber zu ersetzen, um so die Festigkeit und Dichtigkeit der Naht zu erhöhen.
  • Bei all diesen bekannten Maßnahmen geht es darum, bei der Herstellung eines Behälters vorgeformte Behälterteile miteinander zu verbinden, um so einen für das Einfüllen des Füllgutes geeigneten Behälter zu erhalten, der nach dem Abfüllen nach einer der herkömmlichen Arten abdichtend verschlossen werden muß.
  • Demgegenüber betrifft die Erfindung einen zwei- oder dreiteiligen Behälter, insb. aus Blech, bei dem der Deckelteil erst nach dem Füllen des Behälters mit dem Behälterrumpf fest und dicht entlang eines Nahtbereiches verbunden wird. Der Erfindung liegt dabei die Aufgabe zugrunde, einen solchen Behälter so weiterzu­bilden, daß zumindestens der Deckelteil aus wesentlich dünnerem Blech als bisher hergestellt und dennoch eine bei kalter oder heißer Abfüllung, bei Füll­gütern, die einer Sterilisation zu unterziehen sind, und bei Füllgütern, die druck­los oder unter einem Über- oder einem Unterdruck verpackt werden, eine feste und dichte Naht ohne Verformung zu gewährleisten.
  • Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch, daß der konischflächige Nahtbereich an einen konisch oder kalotten­förmig eingezogenen Endabschnitt des Behälterrumpfes angrenzt, ergibt sich einerseits eine stark reduzierte Umfangslänge des Nahtbereiches im Vergleich zum maximalen Umfang des Behälters und zum anderen eine hohe Verformungs­festigkeit des oberen Endabschnittes des Behälterrumpfes. Beide Wirkungen tragen wesentlich zur Stabilität und Festigkeit und damit auch zur Dichtigkeit des Nahtbereiches bei. Ferner ist wesentlich, daß der flächige Nahtbereich in einer zur Achse des Behälters konischen Fläche liegt. Dies ergibt eine kombinierte Beanspruchung des die Teile verbindenden Kleb- und Dichtstoffes. Bei zylindrischen und teleskopartig ineinandergeschobenen Blechteilen, die mit einem Kleb- und Dichtstoff verbunden sind, wird dieser Werkstoff bei Auftreten von Belastungen im wesentlichen nur auf Scherung beansprucht. Die Scherfestig­keit der meisten für diese Zwecke geeigneten Werkstoffe ist jedoch begrenzt. Aufgrund der konischflächigen Ausbildung des Nahtbereiches wird der verwendete Kleb- und Dichtstoff im wesentlichen Umfang auch auf Zug beansprucht, so daß die dem Werkstoff eigene Zugfestigkeit im hohen Maße zur Wirkung kommt. Dadurch werden ausreichende Nahtfestigkeiten und Dichtheit auch bei hohen Innendrücken von mindestens 6 bar bis hin zu 20 bar erzielt. Da damit auf eine Doppelfalznaht verzichtet werden kann, kann zumindestens für den Deckel eine entscheidend reduzierte Blechdicke bzw. Blechausschnitt verwendet werden. Die konischflächige Ausbildung des Nahtbereiches und die Verklebung der die Naht bildenden Randbereiche der Behälterteile schafft ferner die Voraussetzung dafür, daß der Deckel im übrigen nach außen kalottenförmig, insb. kugelförmig ausgebildet werden kann. Bei konischer oder kalottenförmiger Ausbildung auch des Endabschnittes des Behälterrumpfes kommt somit der konischflächige Nahtbereich in eine etwa tangentiale Lage zu den angrenzenden Wandbereichen.
  • Bei dieser Ausbildung ist auch bei hohen Drücken eine Nasenbildung nicht zu be­fürchten.
  • Diese Ausbildung der Naht ermöglicht auch einen sicheren Kantenschutz auf einfache Weise, wie dies aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht.
  • Der konischflächige Kantenbereich des Deckels kann im verschlossenen Zustand des Behälters unter dem Kantenbereich des eingezogenen Endabschnittes des Rumpfteiles liegen. Bevorzugt liegt jedoch der Deckel mit seinen Kantenberei­chen über oder außerhalb der betreffenden Kantenbereiche des Rumpfteiles. Dies ergibt auch eine sehr einfache Handhabung der Deckel und der Verschließvor­gänge nch dem Füllen der Behälter.
  • Der Deckelteil kann in üblicher Weise mit einem zum Öffnen des Behälters dienenden Aufreiß üblicher Ausbildung versehen sein.
  • Die Maßnahmen nach der Erfindung eignen sich auch die anderen Materialien wie Blech, z.B. bei sogenanntem Schichtwerkstoff oder Verbundmaterial, insb. Materialen, die eine Metallschicht aufweisen. Es ist aber auch der Einsatz von Glas, Keramik und Kunststoff möglich.
  • Die Erfindung ist besonders geeignet für unter Druck stehende Füllgüter, z.B. Getränkedosen oder dgl. Sie kann aber auch für andere Dosen oder Behälter verwendet werden. Sie eignen sich sowohl für Kalt- wie auch Hießabfüllung und auch für drucklos verpackte Güter.
  • Der Kleb- und Dichtstoff ist zweckmäßigerweise auf dem Kantenbereich des Deckelteils fest haftend von der Fertigung her angebracht. Er kann aber auch auf dem konischflächigen Kantenbereich des Rumpfteils oder auf beiden Kantenbereichen fest haftend vorgesehen sein.
  • Für das Verschließen des Behälters kann der den Kleb- und Dichtstoff tragende Behälterteil zunächst auf eine vorbestimmte Temperatur vorgewärmt werden. Unmittelbar vor dem Zusammenbringen der Behälterteile wird der Kleb- und Dichtstoff wenigstens oberflächlich auf eine erhöhte Temperatur erwärmt, z.B. durch Heißluft oder auf induktivem Wege. Danach werden die Behälterteile zu­sammengefügt und der Kleb- und Dichtstoff, z.B. auf induktivem Wege, durch Druck oder auf andere chemische oder physikalische Behandlung reaktiviert, wo­bei zweckmäßigerweise die Behälterteile unter einem vorbestimmten Druck zu­sammengepreßt werden. Dieser Druck wird so lange aufrechterhalten, bis der Kleb- und Dichtstoff seine für die Abdichtung und Festigkeit erforderliche innere Struktur wieder ausgebildet hat.
  • Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiter- und Ausbildungen der erfin­dungsgemäßen Lehre.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 einen zweiteiligen Behälter gemäß der Erfindung im senkrechten Schnitt;
    • Figur 2 im Ausschnitt und im größeren Maßstabe die Behälterteile unmittelbar vor dem Verschließen des Behälters;
    • Figur 3 in ähnlicher Darstellung wie Figur 2 den Nahtbereich des verschlossenen Behälters;
    • Figur 4 in ähnlicher Darstellung wie Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform des Nahtbereiches;
    • Figur 5 im Ausschnitt und schematisch im senkrechten Schnitt den Behälter nach Figur 1 und die zugehörige Ausbildung des Behälterbodens zum Zwecke der sicheren Stapelung;
    • Figur 6 im Ausschnitt einen Stapel von Deckeln gemäß der Erfindung;
    • Figur 7 die Erfindung in vereinfachter Ausführungsform zur Veranschaulichung der bei Innendruck im Behälter im Nahtbereich wirksamen Kräfte;
    • Figur 8 im Vergleich dazu den Nahtbereich eines bekannten Behälters und
    • Figur 9 bis 11 in ähnlicher Darstellung wie die Figuren 3 und 4 weitere Ausbil­dungen des Nahtbereiches zur Erhöhung der Nahtfestigkeit.
  • In der nachfolgenden Beschreibung wird von einem Behälter ausgegangen, der bevorzugt zweiteilig ausgebildet ist, wobei beide Teile bevorzugt aus Blech hergestellt sind.
  • Der Behälter 1 weist einen zylindrischen Rumpf und einen einstückig angeformten Boden 2 mit einer ausgeprägten ringförmigen Standrippe 4 auf, die über eine konische Fläche von vorbestimmter Neigung und über eine Ringsicke in einen nach innen kalottenförmig gewölbten, zentralen Bodenbereich 3 übergeht. Der obere Endabschnitt 5 des Behälterrumpfes ist kalottenförmig radial eingezogen. Der anschließende Randbereich 6 bildet eine ebene konische Fläche von vorbestimmter Länge.
  • Der Deckel 10 weist einen nach außen kalottenförmig gewölbten Deckelspiegel 11 auf, der über eine sickenförmige Ringschulter 12 in einen ebenen konisch­flächigen Randbereich 13 übergeht, dessen freie Kante nach außen eingerollt sein kann, wie dies bei 20 in Figur 2 gezeigt ist.
  • Der Deckelspiegel kann die Form eines Ausschnittes eines Ellipsoiden oder Para­boloiden aufweisen. Bevorzugt ist sie zumindest angenähert kugelförmig. Der Krümmungsradius dieser Fläche ist mit "r" angedeutet, wobei der Krümmungsra­dius in der bevorzugten Ausführungsform auf der Behälterachse 15 liegt. Der Behälterdurchmesser ist mit "d" angegeben. Es ist ersichtlich, daß aufgrund des eingezogenen Endabschnittes 5 der Durchmesser des Deckels wesentlich kleiner ist. Der Radius des Kalottenbodens 3 entspricht im wesentlichen dem Radius "r" des zentralen Deckelabschnittes 11.
  • Die beiden konischflächigen Endbereiche 6 und 13 liegen in Flächen 7, 14, welche gleiche Winkel α mit einer senkrecht zur Behälterachse 15 laufenden Ebene bilden. Die konische Fläche des Behälterbodens weist eine entsprechende Neigung gleich oder etwas größer als die Flächen 7 und 14 auf. Die konisch­flächigen Endbereiche 6 und 13 überlappen sich über ein vorbestimmtes Ausmaß "1".
  • Der Krümmungsradius "b" des kalottenförmig eingezogenen Endbereiches 5 ist kleiner als der Krümmungsradius "r" des Deckelspiegels 11. Der Krümmungs­mittelpunkt kann außerhalb oder aber auch auf der Behälterachse 15 liegen. Der Abschnitt 5 kann auch im wesentlichen konischflächig ausgebildet sein. Der Ein­zugsfaktor des Endabschnittes 5 des Rumpfes, der sich auf dem Verhältnis zwischen dem Durchmesser des Deckelteils und dem maximalen Durchmesser des Rumpfteils ergibt, liegt zweckmäßigerweise zwischen 0,5 und 0,9, vorzugsweise zwischen 0,7 und 0,8.
  • Der Neigungswinkel α der Ebenen 7 und 14 kann variieren. Er liegt jedoch zweckmäßigerweise zwischen 30 und 60°, bevorzugt zwischen 40 und 50°.
  • Die wirksame Breite des konischflächigen Nahtbereiches 16 richtet sich nach den Gesamtabmessungen, insb. dem Durchmesser des Behälterrumpfes und dem Ein­zugsfaktor F. Der Wert für "1" liegt jedoch normalerweise zwischen 4 und 20 mm, vorzugsweise zwischen 5 und 12 mm.
  • Wenigstens eine der konischflächigen Kantenbereiche 6, 13 der Behälterteile ist fertigungsmäßig mit einer Schicht aus einem bei Umgebungstemperaturen trockenen, an dem Kantenbereich festhaftenden und die ganze Fläche des Kantenbereiches bedeckenden Kunststoff versehen. Es handelt sich dabei um einen für Lebensmittel zulässigen Kunststoff mit hoher Metallhaftfestigkeit und hohen Scher- und Zugfestigkeiten, der auch eine für die jeweiligen Zwecke aus­reichende Dichtwirkung aufweist. Ferner ist der Kunststoff so gewählt, daß er reaktivierbar ist, d.h. durch Anwendung von Wärme in einen schmelzflüssigen Zustand verbringbar ist und bei Abkühlung wieder seine ursprüngliche innere Struktur und Eigenschaften annimmt. Hierfür eignen sich insbesondere modifi­zierte Rückgratpolymere mit ionomerem Charakter.
  • Der Kleb- und Dichstoff kann statt am Deckel gemäß Figur 2 auch am konischflächigen Randbereich 6 des Behälterteils oder auf beiden konisch­flächigen Randbereichen 6 und 13 vorgesehen sein. Die Wahl wird hierbei unter anderem dadurch bestimmt, ob das Füllgut kalt oder warm eingefüllt, einem Sterilisationsprozeß unterworfen und/oder drucklos bzw. unter erhöhtem Druck eingefüllt wird.
  • Wenigstens für den Deckelteil 10 wird ein gegenüber für diese Zwecke üblichen Dicken wesentlich dickenreduziertes Blech verwendet. Je nach Verwendungs­zweck kann die Blechdicke für den Deckel auf einen Wert zwischen 0,04 und 0,24 reduziert werden. Bewährt haben sich Blechdicken zwischen 0,10 und 0,16 mm.
  • Nach dem Füllen des Behälters werden gemäß Figur 2 die Behälterteile in axialer Richtung zusammengefügt. Dabei ist es soweit möglich zweckmäßig, den Deckelteil 10 auf eine Temperatur zwischen 50° C und 100° C, vorzugsweise von zwischen 60° C und 80° C vorzuwärmen. Wenn das Füllgut heiß abgefüllt wird ist auch der Behälterteil entsprechend erwärmt. Kurz vor dem Zusammenfügen der Behälterteile wird der Kleb- und Dichtstoff 21 wenigstens oberflächlich erhitzt, vorzugsweise auf Temperaturen zwischen 100° C und 300 °C, wobei sich diese Erhitzungstemperatur nach der Art des verwendeten Kunststoffes richtet. Die Behälterteile werden dann in der Überlappungsstellung ihrer Kantenbereiche zusammengedrückt, wie dies in Figur 2 durch die Pfeile P angedeutet ist. In diesem Zustand wird der Kleb- und Dichtstoff 21 z.B. durch induktive Erhitzung reaktiviert, d.h. in den schmelzflüssigen Zustand gebracht, so daß er den Bereich zwischen den konischen Flächen 6 und 13 und die angrenzenden Bereiche vollständig ausfüllt, wie dies Figur 3 zeigt. Dabei wird automatisch die frei­liegende Kante des Endbereiches 6 von dem Kunststoff eingehüllt, der so einen Kantenschutz bildet. Unter Aufrechterhaltung des Druckes wird der Nahtbereich 16 abgekühlt bis der Kleb- und Dichstoff weider seine innere Struktur und damit die gewünschten Eigenschaften aufgebaut hat.
  • Wie Figur 4 zeigt kann der Endbereich 32 des Rumpfteils 29 den Endbereich 27 des Deckelteils 25 auch von außen umgeben. In diesem Fall schließt der Endbereich 32 an den eingezogenen Endabschnitt 30 des Rumpfteils über eine entsprechende Sicke 31 an, welche bei geschlossener Naht den Kunststoff und die darin eingebettete freie Kante des konischflächigen Kantenbereiches aufnimmt. Die äußere Kante des Kantenbereiches 32 ist durch eine Außeneinrollung 33 ge­schützt. Bei dieser Ausführung geht der konischflächige Endbereich 27 ohne Sicke in den Kalottenförmig gewölbten Deckelspiegel 26 über. Auch wenn die Einbringung des Deckelteils und damit der Schließvorgang bei dieser Ausführung erschwert sind kann auch diese Ausfürung in bestimmten Anwendungsfällen ein­gesetzt werden. Bevorzugt wird jedoch die Ausführung nach den Figuren 1 bis 3.
  • Die vorgefertigten Deckel können, wie Figur 6 zeigt, zuverlässig gestapelt, transportiert und unter Vereinzelung vom Stapel für den Verschließvorgang abgenommen werden. Die in Figur 6 gezeigten Deckel 39a bis 39c liegen im we­sentlichen nur mit ihren Randeinrollungen 40 aufeinander. Die Stapelung der auf diese Weise ausgebildeten Behälter ist unschwer möglich, wie dies Figur 5 für die übereinanderliegenden Behälter 35 und 36 zeigt. Man erkennt, daß der Boden des Behälters 36 den eingezogenen Endabschnitt 37 des darunterliegenden Behälters 35 nur mit seiner ringförmigen Standrippe (Figure 1) berührt und aufgrund der beschriebenen Ausbildung des Bodens der Nahtbereich weitgehend entlastet bleibt.
  • Figur 7 zeigt die Behälterausbildung in schematischer Ausführung. Man erkennt, daß, wenn z.B. durch Innendruck der Deckel 41 beaufschlagt wird, die dabei auf dem Nahtbereich 43 zwischen Deckel 41 und Rumpf 42 wirkenden Trennkräfte in dem im Nahtbereich vorgesehenen Kleb- und Dichtstoff nur zu einem Teil als Scherkräfte F2 wirksam sind, während ein großer Anteil als Zugkraft F1 wirksam ist. Dies begünstigt wesentlich die Festigkeit des Nahtbereiches gegnüber auch hohen Innendrücken.
  • Im Vergleich dazu zeigt Figur 8 einen herkömmlichen Dichtbereich zwischen zwei schalenförmigen Behälterteilen 44 und 45. In diesem Fall wirkt auf den Kleb- und Dichtstoff im Nahtbereich 46 jede Belastung nahezu ausschließlich als Scherkraft, was die Festigkeit und Dichtigkeit der Naht in erheblichem Umfange begrenzt.
  • Die Nahtfestigkeit kann noch durch weitere Maßnahmen erhöht werden, die in den Figuren 9 bis 11 angedeutet sind. So ist es zweckmäßig wenigstens in einem der beiden konischflächigen Endbereichen des Nahtbereiches 47 eine ringförmige Sicke 38 vorzusehen, die von dem Kleb- und Dichtstoff ausgefüllt ist. Diese Sicke verhindert eine Verschiebung dieses Werkstoffes innerhalb des Nahtbe­reiches.
  • Besonders günstig ist diese Maßnahme, wenn in beiden konischflächigen Endbereichen entsprechende Sicken vorgesehen sind. Diese können, wie Fig. 10 an dem Nahtbereich 50 zeigt, aufeinanderzu offen sein und im Nahtbereich ein­ander gegenüberliegen, wie dies die Sicken 51, 52 zeigen. Dadurch wird die Kunststoffschicht zuverlässig verankert und es ergibt sich zusätzlich eine erhöhte Zugfestigkeit des Nahtbereiches.
  • Eine ähnliche Wirkung zeigt Figur 11 am Nahtbereich 55. Hier sind die Sicken 56, 57 ineinandergeschachtelt. Dies kann, wie gezeigt, nach außen oder nach innen gerichtet erfolgen.
  • Die Figuren 9 bis 11 zeigen darüberhinaus unterschiedliche Neigungen der konischflächigen Nahtbereiche.

Claims (20)

1. Zwei- oder dreiteiliger Behälter, insb. aus Blech, bei dem Deckel- und/oder Bodenteil nach dem Füllen des Behälters fest und dicht miteinander entlang eines Nahtbereiches verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterteile (1, 10) Randbereiche (6, 13) aufweisen, die im Nahtbereich (16) auf konischen Flächen (7, 14) von etwa gleicher Neigung liegen und wenigstens einer dieser Randbereiche mit einer Schicht (21) aus einem bei Umgebungstemperatur trockenen, durch thermische, chemische oder physikalische Behandlung reaktivierbarem Kleb- und Dichtstoff versehen ist, und daß sich die Mantellinien der konusflächigen Randbereiche (6, 13) - vorzugsweise auf der Behälterachse (15) - außerhalb des Behälters treffen.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Randbereich (6) des Rumpfteiles (1) von einem kalottenförmig eingezogenen Endabschnitt (5) des Rumpfteiles ausgeht.
3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der konische Randbereich (13) des Deckelteils (10) von einem kalottenförmig nach außen gewölbten Deckelspiegel (11) ausgeht.
4. Behälter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der kalottenförmige Bereich wenigstens des Deckel- oder Bodenteils einer Ellipsoid-, Paraboloid-, vorzugsweise einer Kugelfläche im wesentlichen angenähert ist.
5. Behälter nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius (r) des kalottenförmigen Bereiches (11) des Deckelteils gleich dem oder größer als der Krümmungsradius (b) des kalottenförmigen Bereiches (5) des Behälterrumpfes ist.
6. Behälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einzugsfaktor E (E = 2a d
Figure imgb0001
, worin d gleich Durchmesser des Rumpfteils, a gleich 1/2 des Deckeldurchmessers ist) des Rumpfteiles zwischen 0,5 und 1,0, vorzugweise zwischen 0,7 und 0,95 liegt.
7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich­net, daß der konischflächige Randbereich wenigstens einer der Behälterteile wenigstens eine, etwa mittig in dem Randbereich angeordnete Ringsicke (48 51, 52;) aufweist.
8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringsicken in beiden zusammenwirkenden konischflächigen Randbereichen in dem Nahtbereich (47, 50, 55) unmittelbar gegenüberliegen und entweder in der gleichen Richtung oder aufeinander zu offen sind.
9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich­net, daß der Behälterboden (2) einen zentralen, kalottenförmig eingezo­genen Bereich (3) mit einem Krümmungsradius etwa gleich dem des kalotten­förmigen Deckelspiegels (11) aufweist.
10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich­net, daß die konischen Flächen (7, 14) der Randbereiche (6, 13) mit einer senkrecht zur Drehachse (15) verlaufenden Ebene einen Winkel zwischen 30° und 85°, vorzugsweise zwischen 50° und 75° bildet.
11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich­net, daß in dem Nahtbereich (16) der konischflächige Randbereich (13) des Deckelteils (10) den konischflächigen Randbereich (6) des Rumpfteils von außen überdeckt.
12. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kante des konischen Randbereiches (13) des Deckelteils (10) nach außen eingerollt ist (20).
13. Behälter nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der konischflächige Randbereich (13) des Deckelteils über eine nach innen offene sickenförmige Ringschulter (12) in den Deckelspiegel (11) übergeht und die Ringschulter so ausgebildet und angeordnet ist, daß im Naht­bereich (16) von dem reaktivierten Kleb- und Dichtstoff (21) und der in diesem eingebetteten Kante des konischflächigen Randbereiches (6) des Rumpfes ausgefüllt ist.
14. Behälter nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeich­net, daß bei einen zweiteiligen Behälter der Behälterboden (2) so profiliert ist, daß beim Stapeln der Behälter der Boden eines Behälters (36) nur den ra­dial eingezogenen Endabschnitt (37) des darunter befindlichen Behälters (35) berührt.
15. Behälter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälterboden einen konischen Bodenbereich von etwa gleicher Neigung, wie der Nahtbereich (16) aufweist, und daß der konische Bodenbereich über eine Sicke in den zentralen kalottenförmig eingezogenen Bodenbereich (3) übergeht.
16. Verfahren zum Herstellen und Verschließen von zwei- oder dreiteiligen Be­hältern, insb. aus Blech, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Randbereiche der Behälterteile jeweils so verformt werden, daß sie konische Flächen von jeweils im wesentlichen gleicher Neigung gegenüber der Behälterachse bilden, daß wenigstens eine dieser Flächen mit einer auf dieser Fläche fest haftenden Schicht aus einem reaktivierbaren Kleb- und Dicht­stoff versehen wird und daß die Behälterteile erst nach dem Füllen des Behälterrumpfes mit ihren konischflächigen Randbereichen - ggf. unter Anwendung von Druck - in Überlappung gebracht werden, worauf der Kleb- und Dichtstoff reaktiviert wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß als Kleb- und Dichtstoff ein durch Anwendung von Wärme und/oder schmelzender Kunststoff, insb. ein modifiziertes Rückgratpolymer mit ionomerem Charakter verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens für den Deckelteil reduzierte Blechdicken zwischen 0,04 und 0,24 mm, insb. zwischen 0,10 und 0,16 mm verwendet werden.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeich­net, daß für das Verschließen des Behälters der den Kleb- und Dichtstoff tragende Behälterteil auf eine vorbestimmte Temperatur zon zwischen 20°C und 200°C, vorzugsweise von zwischen 60°C und 80°C vorgewärmt und der Kleb- und Dichtstoff unmittelbar vor dem Zusammenlegen der Behälterteile oberflächlich auf Temperaturen zwischen 100°C und 300°C erwärmt wird, und daß nach dem Zusammenbringen der Behälterteile die Bleche auf in­duktivem Wege auf Schmelztemperatur erhitzt werden.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeich­net, daß die konischflächigen Randbereiche der Behälterteile auf den Flä­chen, die Kontakt mit dem Kleb- und Dichtstoff erfahren, von Lacken oder dgl. Überzügen freigehalten werden.
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