EP0417436A1 - Zweiteilige Getränkedose aus Metall - Google Patents

Zweiteilige Getränkedose aus Metall Download PDF

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EP0417436A1
EP0417436A1 EP90114136A EP90114136A EP0417436A1 EP 0417436 A1 EP0417436 A1 EP 0417436A1 EP 90114136 A EP90114136 A EP 90114136A EP 90114136 A EP90114136 A EP 90114136A EP 0417436 A1 EP0417436 A1 EP 0417436A1
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EP
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section
beverage
frustoconical
inclination
radius
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EP90114136A
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Georg Dr. Dipl.-Chem. Bolte
Joachim Dipl.-Ing. Pietzsch
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Ardagh Metal Packaging Germany GmbH
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Schmalback Lubeca AG
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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
    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/12—Cans, casks, barrels, or drums
    • B65D1/14—Cans, casks, barrels, or drums characterised by shape
    • B65D1/16—Cans, casks, barrels, or drums characterised by shape of curved cross-section, e.g. cylindrical
    • B65D1/165—Cylindrical cans

Definitions

  • the invention relates to a two-part beverage can made of metal with the features of the preamble of claim 1.
  • Two-part beverage cans of this type are known in many embodiments, the focus in particular being on a pressure-stable base geometry during development (cf. US Pat. No. 3,998,174, US Pat. No. 4,147,271 or DE-OS No. 27 23 700).
  • a preferred embodiment is one in which the diameter of the circular edge region of the central base section is larger than the smallest diameter of the annular intermediate floor section, so that the intermediate floor section for connecting these two areas has a wall section from the intermediate floor section to the inside of the container but which is inclined outwards.
  • the geometry is expediently designed according to the features of claims 3 and / or 4.
  • the frustoconical wall region of the intermediate floor section runs approximately parallel and at a short distance from the inside of the container to the frustoconical outer bottom section, so that these two form the legs of a U-shaped bottom profile, the ends of which, on the one hand, with the tank body and, on the other hand, with the central base section are connected via corresponding curvatures.
  • the angle which the frustoconical wall region of the intermediate floor section encloses with a plane perpendicular to the container axis is expedient both as a function of the radius of curvature and of the radius of the spherical segment of the central floor area, especially depending on their ratio.
  • the floor geometry shown leads to an extraordinarily high internal pressure stability and enables the use of thinner sheets, so that the cans can also be produced with considerable material savings.
  • the usual beverage can shown in FIG. 1 is one with a conventional base profile.
  • the cylindrical body 1 of the can produced in one piece by deep drawing and ironing has an outer ring shaped bottom section 3, which has the shape of a truncated cone. Its smaller diameter points downwards and is connected to a central, dome-shaped base portion 4 via an intermediate base portion in the form of a radius of curvature.
  • the intermediate floor section is designated by 5.
  • the central section 4 of the base 2 takes up the greater part of the diameter of the base. Its radius is much larger than half the can diameter.
  • the box is rotationally symmetrical with respect to the container axis 6.
  • FIG. 2 shows the base geometry of the two-part beverage can according to the invention.
  • the cylindrical body 8 merges into an outer truncated cone-shaped base section 9 over a radius of curvature.
  • the area of the smallest diameter lying lower in the axial direction is connected to the central floor section 10 via an intermediate floor section 11, which in turn is dome-shaped and protrudes into the interior of the container.
  • Figure 2 also shows the can 7 in a stack with an underlying can 12, the outwardly domed lid 13 is connected to the body of the can 12 via a seam 14 forming a truncated cone surface.
  • the outer truncated cone-shaped base section 9 is inclined and dimensioned such that, as shown in FIG. 2, it engages in the truncated cone-shaped seam 14 when stacked and thus ensures a secure, wobble-free stand.
  • the bottom geometry of the new can also enables safe stacking in connection with other lid shapes and other connecting seams between the lid and the container part of the two-part beverage can.
  • FIG. 3 Details of the floor geometry can be better seen in FIG. 3, in which a floor half is shown on a larger scale.
  • the cylindrical body 8 merges over a small radius of curvature 16 into the frustoconical outer bottom section 9.
  • the edge of the dome-shaped, projecting central base section 10 is provided with an edge curvature 17 with which the central base section is continuously connected to the intermediate floor section 11.
  • the intermediate floor section 11 has a U-shaped cross section, the two legs being formed on the outside by the frustoconical outer bottom section 9 and on the inside by a frustoconical wall region 18 of the intermediate floor section 11.
  • the narrower diameter of both frustoconical wall areas lies axially further down and closer to the container axis than the further edges of these edge sections.
  • the two frustoconical wall areas 9 and 18 are connected to one another via a wall section 19 which is circular in cross section.
  • the outer truncated cone-shaped base section 9 forms an angle ⁇ with a plane perpendicular to the container axis.
  • This angle can be between 20 and 60 ° and is preferably approximately 40 °.
  • the frustoconical wall area 18 of the intermediate floor section 11 forms an angle ⁇ with the same plane.
  • This angle is preferably selected as a function of both the radius of curvature R 1 and the radius of the spherical segment R 2 of the central base region 10. The determination is expediently carried out according to the equation
  • the angle ⁇ can be the same size or smaller than the angle ⁇ . Both angles are preferably the same, so that the two frustoconical wall regions run parallel to one another and to the radius R 1R .
  • the lengths l1 of the outer truncated cone-shaped base section or l2 of the truncated-cone-shaped wall area 18 of the intermediate floor section 11 can be changed, with l2 in the preferred embodiment being significantly smaller than l1.
  • the length l2 can also be zero, so that the radius of curvature r2, which connects the two frusto-conical wall regions, comes closer to the container axis than the radius of curvature r3, which connects the intermediate floor section 11 to the central section 10 in FIG. 3 and 27 in FIG .
  • the radius r2 can be between about 0.5 and 4 mm and is preferably about 1 to 1.5 mm.
  • the bottom wall thickness can be significantly less than 0.28 mm without reducing the internal pressure stability of the bottom.
  • the known electro-dip coating is expediently used, since this is a problem-free and reliable painting of all areas of the floor ensures.
  • the production of the new floor geometry does not require any special measures except that a further deformation process is switched on after the deep-drawing and ironing process.

Abstract

Es ist eine zweiteilige Getränkedose vorgesehen, bei der der Bodenzwischenabschnitt, welcher einen kalottenförmig gewölbten zentralen Bodenbereich mit einem äußeren kegelstumpfförmigen Bodenbereich verbindet, eine zu dem äußeren kegelstumpfförmigen Bodenabschnitt etwa parallel geneigte Verbindungswand zu dem kalottenförmigen Bodenabschnitt aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine zweiteilge Getränkedose aus Metall mit den Merkmalen des überbegriffs des Anspruchs 1.
  • Zweiteilige Getränkedosen dieser Art sind in vielerlei Ausführungsformen bekannt, wobei bei der Entwicklung das Augenmerk insb. auf eine druckstabile Boden­geometrie gerichtet worden ist (vgl. US-PS 39 98 174, US-PS 41 47 271 oder DE-OS 27 23 700).
  • Bei der Herstellung solcher Dosen müssen verschiedene Faktoren beachtet werden. Hierzu gehören die Ausbildung der Werkzeuge, die Anforderungen an eine zuverläs­sige Innenlackierung, die Stapelbarkeit der verschlossenen Dosen und dergleichen.
  • Insbesondere muß auf eine ausreichende Druckstabilität der Getränkedose geachtet werden. Um eine Innendruckstabilität von größer als 6 bar zu gewährleisten, muß auf die Einhaltung entsprechender Materialdicken im Bodenbereich von z.B. 0,28 bis 0,32 mm geachtet werden, was den Einsatz von Ausgangsblechen entsprechender Blechdicke voraussetzt.
  • Da es sich bei den zweiteiligen Dosen um ausgesprochene Massenartikel handelt, wird bei der Herstellung auch auf möglichst geringen Materialeinsatz einerseits und auf eine möglichst geringe Gesamthöhe (bezogen auf ein konstantes Füll­volumen) Wert gelegt.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine zweiteilige Getränkedose mit den Merkmalen des überbegriffs des Anspruchs 1 so weiterzubilden, daß eine ausreichende Innen­druckstabilität auch bei dem Einsatz von geringeren Bodenwanddicken und damit Blechdicken ermöglichst wird.
  • Diese Aufgabe wird durch die Lehre des Anspruchs 1 gelöst.
  • Bevorzugt ist dabei eine Ausbildung, bei der der Durchmesser des kreisförmigen Randbereiches des zentralen Bodenabschnittes größer als der kleinste Durchmesser des ringförmigen Bodenzwischenabschnittes ist, so daß der Boden­zwischenabschnitt zur Verbindung dieser beiden Bereiche einen vom Bodenzwischenabschnitt zum Behälterinneren, aber nach außen geneigten Wand­abschnitt aufweist. Die Geometrie ist dabei zweckmäßigerweise nach den Merkmalen des Ansprüche 3 und/oder 4 ausgebildet. In der bevorzugten Ausführungsform läuft der kegelstumpfförmige Wandbereich des Bodenzwischen­abschnittes etwa parallel und im geringen Abstand zum Inneren des Behälters zu dem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt, so daß diese beiden die Schenkel eines im Querschnitt U-förmigen Bodenprofils bilden, deren Enden einerseits mit dem Behälterrumpf und andererseits mit dem zentralen Bodenab­schnitt über entsprechende Krümmungen verbunden sind.
  • Der Winkel, den der kegelstumpfförmige Wandbereich des Bodenzwischenab­schnittes mit einer zur Behälterachse senkrechten Ebene einschließt ist zweck­mäßigerweise sowohl in Abhängigkeit von dem Krümmungsradius als auch von dem Kugelabschnittsradius des zentralen Bodenbereiches, insb. in Abhängigkeit von deren Verhältnis gewählt.
  • Die aufgezeigte Bodengeometrie führt zu einer außerordentlich hohen Innen­druckstabilität und ermöglicht die Verwendung dünnerer Bleche, so daß die Dosen auch mit erheblicher Materialeinsparung hergestellt werden können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 im senkrechten Schnitt den unteren Abschnitt des Behälterteils einer zweiteiligen Getränkedose herkömmlicher Ausführung.
    • Figur 2 zeigt in ähnlicher Darstellung wie Figur 1 den Behälterteil der zweitei­ligen Getränkedose gemäß der Erfindung.
    • Figur 3 veranschaulicht im vergrößerten Maßstabe noch besser die Einzelheiten der Bodengeometrie, während
    • Figur 4 die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen, die Bodengeometrie be­stimmenden Größen veranschaulicht.
  • Bei der in Figur 1 gezeigten üblichen Getränkedose handelt es sich um eine sol­che mit herkömmlichem Bodenprofil. Der zylindrische Rumpf 1 der durch Tief­ziehen und Abstreckziehen einstückig hergestellten Dose weist einen äußeren ring­ förmigen Bodenabsschnitt 3 auf, der Kegelstumpfform aufweist. Sein kleinerer Durchmesser weist nach unten und ist über einen Bodenzwischenabschnitt in Form eines Krümmungsradius mit einem zentralen, kalottenförmig gewölbten Bodenabschnitt 4 verbunden. Der Bodenzwischenabschnitt ist mit 5 bezeichnet. Der zentrale Abschnitt 4 des Bodens 2 nimmt den größeren Teil des Durchmessers des Bodens ein. Sein Radius ist wesentlich größer als der halbe Dosendurchmesser. Die Dose ist rotationssymmetrisch bezogen auf die Behälterachse 6 ausgebildet.
  • In Figur 2 ist demgegenüber die Bodengeometrie der zweiteiligen Getränkedose nach der Erfindung gezeigt. Auch bei der Dose 7 geht der zylindrische Rumpf 8 über einen Krümmungsradius in einen äußeren kegelstumpfförmigen Bodenab­schnitt 9 über. Dessen in axialer Richtung tieferliegender Bereich von kleinstem Durchmesser ist über einen Bodenzwischenabschnitt 11 mit dem zentralen Boden­abschnitt 10 verbunden, der wiederum kalottenförmig gewölbt ausgebildet ist und in das Innere des Behälters vorspringt.
  • Figur 2 zeigt zugleich die Dose 7 in einem Stapel mit einer darunterliegenden Dose 12, deren nach außen kalottenförmig gewölbter Deckel 13 über eine eine Kegelstumpffläche bildende Naht 14 mit dem Rumpf der Dose 12 verbunden ist. Der äußere kegelstumpfförmige Bodenabschnitt 9 ist so geneigt und so bemessen, daß er, wie dies die Figur 2 zeigt, beim Stapeln in die kegelstumpfförmige Naht 14 eingreift und so einen sicheren wackelfreien Stand gewährleistet. Die Bodengeometrie der neuen Dose ermöglicht jedoch auch ein sicheres Stapeln in Verbindung mit anderen Deckelformen und anderen Verbindungsnähten zwischen Deckel und Behälterteil der zweiteiligen Getränke­dose.
  • Einzelheiten der Bodengeometrie ergeben sich besser noch aus der Figur 3, in der eine Bodenhälfte in größerem Maßstabe wiedergegeben ist. Der zylindrische Rumpf 8 geht über einen kleinen Krümmungsradius 16 in den kegelstumpfförmi­gen äußeren Bodenabschnitt 9 über. Desgleichen ist der Rand des kalottenförmig gewölbt vorspringenden zentralen Bodenabschnittes 10 mit einer Randkrümmung 17 versehen, mit der der zentrale Bodenabschnitt an den Bodenzwischenabschnitt 11 stetig angeschlossen ist. Der Bodenzwischenabschnitt 11 ist in der darge­stellten, bevorzugten Ausführungsform im Querschnitt von U-förmiger Gestalt, wobei die beiden Schenkel außen durch den kegelstumpfförmigen äußeren Boden­abschnitt 9 und innen durch einen kegelstumpfförmigen Wandbereich 18 des Bodenzwischenabschnittes 11 gebildet wird. Der schmalere Durchmesser beider kegelstumpfförmigen Wandbereiche liegt axial weiter unten und der Behälterachse näher als die weiteren Ränder dieser Randabschnitte.
  • Die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche 9 und 18 sind in der bevorzugten Ausführungsform über einen im Querschnitt kreisbogenförmigen Wandabschnitt 19 miteinander verbunden.
  • Wie aus Figur 4 hervorgeht, bildet der äußere kegelstumpfförmige Bodenab­schnitt 9 mit einer senkrecht zur Behälterachse verlaufenden Ebene einen Winkel α, Dieser kann zwischen 20 und 60° liegen und beträgt vorzugsweise etwa 40°. Der kegelstumpfförmige Wandbereich 18 des Bodenzwischenabschnittes 11 bildet mit der gleichen Ebene einen Winkel β. Dieser Winkel wird bevorzugt in Abhängigkeit sowohl von dem Krümmunsradius R₁ als auch von dem Kugelabschnittsradius R₂ des zentralen Bodenbereiches 10 gewählt. Die Bestimmung erfolgt zweckmäßigerweise nach der Gleichung
    Figure imgb0001
  • Es hat sich gezeigt, daß eine bevorzugte Neigung des kegelstumpfförmigen Wandbereiches 18 dann erreicht wird, wenn dieser Abschnitt parallel zu dem Krümmungsradius R1R verläuft, dessen Pfeilspitze auf die Pfeilspitze des Kugel­abschnittsradius R₂ trifft, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
  • Der Winkel β kann gleich groß oder kleiner als der Winkel α sein. Bevorzugt sind beide Winkel gleich, so daß die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche zueinander und zu dem Radius R1R parallel verlaufen.
  • Die Längen l₁ des äußeren kegelstumpfförmigen Bodenabschnittes bzw. l₂ des kegelstumpfförmigen Wandbereiches 18 des Bodenzwischenabschnittes 11 sind veränderbar, wobei l₂ bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel deutlich kleiner als l₁ ist. Die Länge l₂ kann auch Null sein, so daß der Krümmungsradius r₂, der die beiden kegelstumpfförmigen Wandbereiche miteinander verbindet näher an die Behälterachse heranreicht als der Krümmungsradius r₃, der den Bodenzwischen­abschnitt 11 mit dem zentralen Abschnitt 10 in Figur 3 bzw. 27 in Figur 4 ver­bindet. Der Radius r₂ kann zwischen etwa 0,5 und 4 mm liegen und beträgt vorzugsweise etwa 1 bis 1,5 mm.
  • Die Bodenwanddicke kann deutlich unter 0,28 mm liegen, ohne daß die Innen­druckstabilität des Bodens gemindert wird.
  • In Figur 3 sind unterschiedliche Neigungen des kegelstumpfförmigen Wandbe­reiches 18 bei 19a und 19b gestrichelt angedeutet.
  • Für die Innenlackierung der Dosen mit der besonderen Bodengeometrie wird zweckmäßigerweise die bekannte Elektrotauchlackierung eingesetzt, da diese eine problemlose und zuverlässige Lackierung aller Bereiche des Bodens ge­ währleistet.
  • Die Herstellung der neuen Bodengeometrie erfordert keine besonderen Maß­nahmen außer, daß nach dem Tiefzieh- und Abstreckvorgang ein weiterer Ver­formungsvorgang eingeschaltet wird.

Claims (10)

1. Zweiteilige Getränkedose aus Metall mit einem Unterteil aus einem Rumpfab­schnitt und einem einstückig mit diesem verbundenen, profilierten Boden, der einen zum Inneren der Dose kalottenförmig gewölbt vorspringenden zentralen Bodenabschnitt aufweist, dessen kreisförmiger Randbereich über einen ringförmigen Bodenzwischenabschnitt mit einem etwa kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt verbunden ist, dessen weiteres Ende in den Dosenrumpf übergeht, wobei der Durchmesser des kreisförmigen Randbereiches des zentralen Bodenabschnittes wesentlich größer ist als der halbe Dosendurchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser (21) des kreisförmigen Rand­bereiches (17) des zentralen Bodenabschnittes (10) gleich oder größer als der kleinste Durchmesser (20) des ringförmigen Bodenzwischenabschnittes (11) ist.
2. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Durchmesser (20) des ringförmigen Bodenzwischenabschnittes (11) an einem im Querschnitt etwa kreisbogenförmigen Bereich (19) vorgesehen ist, mit dem der Bodenzwischenabschnitt (11) an den kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt (9) anschließt.
3. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bodenzwischenabschnitt (11) einen kegelstumpfförmigen Wandbereich (18) aufweist, dessen weiteres Ende (17) in den zentralen Bodenabschnitt (10) über­geht.
4. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß der Neigungswinkel (α) des kegelstumpfförmigen äußeren Bodenab­schnittes (9) und der Neigungswinkel (β) des kegelstumpfförmigen Wand­bereiches (18) des Bodenzwischenabschnittes (11), jeweils bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Dosenachse - nach der Beziehung β≦α aufeinander ab­gestimmt sind.
5. Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­net, daß der Neigungswinkel (α) des kegelstumpfförmigen äußeren Bodenab­schnittes (9) und der Neigungswinkel (β) des kegelstumpfförmigen Wandbe­reiches (18) des Bodenzwischenabschnittes (11), jeweils bezogen auf eine Ebene senkrecht zur Drehachse, nach der Beziehung cos β = R2 R1
Figure imgb0002
 aufeinander abgestimmt sind, wobei (R₁) der Krümmungsradius des zentralen Bodenberei­ches (10) und (R₂) der Kugelabschnittsradius dieses zentralen Bodenbereiches (10) sind.
6. Zweiteilige Getränkedose nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­kennzeichnet, daß der kegelstumpfförmige äußere Bodenabschnitt (9) eine Neigung aufweist, die etwa gleich der Neigung desjenigen Krüm­mungsradius (R1 fi) des zentralen Bodenbereiches (10) ist, dessen Pfeilende auf dem Schnittpunkt mit dem Kugelabschnittsradius (R₂) dieses Bo­denbereiches (10) liegt.
7. Zweiteilige Getränkedose nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch ge­kennzeichnet, daß die engen Enden der beiden kegelstumpfförmigen Bodenbereiche (9,18) jeweils tangential in einem im Querschnitt kreisbogen­förmigen Verbindungsbogen (19) übergehen.
8. Zweiteilige Getränkedose nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittslänge (l₂) des gera­den kegelstumpfförmigen Wandbereiches (18) des Bodenzwischenabschnittes (11) wesentlich kleiner als die entsprechende Länge (l₂) des kegelförmigen Bodenabschnittes (26) ist.
9. Zweiteilige Getränkedose nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß der Abstand der beiden kegelstumpfförmigen Bo­denbereiche zwischen etwa 1 mm und 4 mm liegt und vorzugweise etwa 2 mm beträgt.
10. Zweiteilige Getränkedose nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanddicke in den Bereichen des Bodens unter 0,28 mm liegt.
EP90114136A 1989-09-15 1990-07-24 Zweiteilige Getränkedose aus Metall Expired - Lifetime EP0417436B1 (de)

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