EP0417436B1 - Zweiteilige Getränkedose aus Metall - Google Patents
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- B65D1/00—Rigid or semi-rigid 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 or by deep-drawing operations performed on sheet material
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- B65D1/16—Cans, casks, barrels, or drums characterised by shape of curved cross-section, e.g. cylindrical
- B65D1/165—Cylindrical cans
Definitions
- the technical field of the invention is the two-part metal beverage can.
- the invention relates to such a beverage can according to the preamble of claim 1. It is shown in Fig. 10 of WO-A-83/2577.
- the mentioned figure of the prior art shows a can body made of aluminum with a profiled base for drinks under pressure.
- the sheet thickness of the bottom area of this box is 0.295mm and larger.
- the subject of the discussion of the figure mentioned is the intermediate floor area. It is located between the dome-shaped central base section and the container body.
- the intermediate floor area has a V-shaped structure, the two legs of the intermediate floor area which is V-shaped in cross section being inclined outwards from the vertical of the can and having different lengths.
- the lowest point of the V-shape is slightly rounded.
- the - in cross-section V-shaped - bottom intermediate region has the result that two frustoconical bottom sections are created, an inner bottom section and an outer bottom section.
- the inner bottom section is the one that FIG.
- the invention is different.
- the invention achieves the aforementioned object in that the frusto-conical inner bottom section and the frustoconical outer bottom section have a U-shaped cross section, both frustoconical bottom sections being inclined from the horizontal, in such a way that the angle of inclination ⁇ of the frustoconical outer bottom section is greater or equal is the angle of inclination ⁇ of the frustoconical inner bottom portion. Both angles are related to the "horizontal", which is a reference plane that is perpendicular to the "vertical” (can axis).
- the angle ⁇ of the inner bottom section can be determined from the ratio of two radii (R2 / R1), where R1 is the radius of curvature of the central bottom area and R2 is the spherical section radius of the mentioned central bottom area (claim 2).
- the frustoconical bottom sections have approximately the same inclination and this inclination is the inclination of the radius of curvature of the central bottom region (R 1R ), the arrow end of which lies at the point of intersection with the sphere section radius of the central bottom region (claim 3) .
- a preferred wall thickness in the area of the floor is less than 0.28 mm (claim 5). Such a reduction in the sheet thickness is only possible through the aforementioned angular relationship of the intermediate floor section.
- An advantageous spacing of the two truncated cone-shaped bottom sections mentioned claim 4, it is 2mm.
- the sheet thickness can be reduced and the cost of materials can be reduced. This decisively determines and lowers the manufacturing costs. Especially The invention avoids the jumping over of the central floor area which still occurs in the prior art, even if significantly smaller sheet thicknesses are used than in the prior art.
- the high level of dimensional stability - even with internal pressures greater than 6 bar - can be guaranteed, although the cans manufactured in mass production can be manufactured with substantial savings in material and costs. This is based on the relationship between the inner conical wall section and the essentially beginning (starting) central floor section which adjoins it at right angles, which is thereby secured with a high degree of reliability against any tendency to jump around.
- the usual beverage can shown in FIG. 1 is one with a conventional base profile.
- the cylindrical body 1 of the can manufactured in one piece by deep drawing and ironing has an outer annular 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 can is rotationally symmetrical with respect to the container axis 6.
- the base geometry of the two-part beverage can according to the invention is shown in FIG.
- 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 deeper in the axial direction is connected via a bottom intermediate section 11 to the central bottom section 10, which in turn is dome-shaped and projects 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 conjunction 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 regions 9 and 18 are connected to one another via a wall section 19 which is circular in cross section.
- the outer frustoconical bottom section 9 forms an angle ⁇ with a plane running perpendicular to the container axis. This can be between 20 and 60 ° and is preferably about 40 °.
- the frustoconical wall region 18 of the intermediate floor section 11 forms an angle ⁇ with the same plane. This angle is preferably selected depending on both the radius of curvature R 1 and the radius of the spherical segment R 2 of the central base region 10.
- 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 frustoconical bottom section or l2 of the frustoconical wall area 18 of the intermediate floor section 11 are variable, 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 areas, 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 painting is expediently used, since this ensures problem-free and reliable painting of all areas of the floor.
- 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.
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Description
- Das technische Gebiet der Erfindung sind die zweiteiligen Getränkedosen aus Metall. Die Erfindung betrifft eine solche Getränkedose gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Sie ist in der Fig. 10 der WO-A-83/2577 dargestellt.
- Die erwähnte Figur des Standes der Technik zeigt einen Dosenrumpf aus Aluminium mit profiliertem Boden für - unter Überdruck stehende - Getränke. Die Blechdicke des Bodenbereiches dieser Dose liegt bei 0.295mm und größer. Gegenstand der Erörterung der erwähnten Figur ist der Bodenzwischenbereich. Er befindet sich zwischen dem kalottenförmig gewölbten zentralen Bodenabschnitt und dem Behälterrumpf. Der Boden-Zwischenbereich hat eine V-förmige Struktur, wobei die beiden Schenkel des im Querschnitt V-förmigen Boden-Zwischenbereiches aus der Vertikalen der Dose nach außen geneigt und verschieden lang sind. Außerdem ist der tiefste Punkt der V-Form leicht abgerundet. Der - im Querschnitt also V-förmige - Boden-Zwischenbereich hat zur Folge, daß zwei kegelstumpfförmige Bodenabschnitte entstehen, ein innerer Bodenabschnitt und ein äußerer Bodenabschnitt. Der innere Bodenabschnitt ist derjenige, um den sich die Fig. 10 des Standes der Technik bemüht, er soll sich im wesentlichen parallel zu der Längsachse des Rumpfes der zweiteiligen Getränkedose erstrecken. Im wesentlichen parallel zur Längsachse heißt, daß er gegenüber der Horizontalen einen Winkel von β=90° haben soll. Der Stand der Technik schlägt nun vor, daß dieser Wandabschnitt eine geringe Winkelneigung nach außen - aus der Vertikalen - erhält, so daß er bei Herausnehmen des diesbezüglichen Werkzeuges zurückspringt, um ihn in die erwähnte "im wesentlichen parallele" Lage zu bringen. Im Stand der Technik wird dazu ein Winkel von ± 5° vorgeschlagen, welcher Winkel sicherstellt, daß der kegelstumpfförmige Wandbereich zurückspringt und im wesentlichen parallel zur Längsachse zu liegen kommt.
- Anders die Erfindung.
- Sie sieht ihre Aufgabe darin, eine Dose zu schaffen, die bei ausreichender Innendruck-Stabilität aus wesentlich dünneren Blechen hergestellt werden kann, ohne daß sich an dem Verhältnis von Füllvolumen zur Gesamthöhe der Dose etwas ändert.
- Das wird mit der technischen Lehre der Erfindung erreicht, deren wesentliche Merkmale im Anspruch 1 angegeben sind.
- Die Erfindung erreicht das vorgenannte Ziel dadurch, daß der kegelstumpfförmige innere Bodenabschnitt und der kegelstumpfförmige äußere Bodenabschnitt einen U-förmigen Querschnitt erhalten, wobei beide kegelstumpfförmigen Bodenabschnitte aus der Horizontalen geneigt sind, und zwar so, daß der Neigungswinkel α des kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnittes größer oder gleich dem Neigungswinkel β des kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnittes ist. Beide Winkel werden auf die "Horizontale" bezogen, die eine Bezugsebene ist, die senkrecht zu der "Vertikalen" (Dosenachse) ist.
- Der Winkel β des inneren Bodenabschnittes kann sich aus dem Verhältnis zweier Radien bestimmen (R₂/R₁), wobei R₁ der Krümmungsradius des Zentral-Bodenbereiches und R₂ der Kugel-Abschnittsradius des erwähnten Zentral-Bodenbereiches ist (Anspruch 2).
- Besonders günstig ist es, wenn die kegelstumpfförmigen Bodenabschnitte in etwa gleiche Neigung haben und diese Neigung die Neigung des Krümmungsradius des Zentral-Bodenbereiches ist (R1R), dessen Pfeilende auf dem Schnittpunkt mit dem Kugel-Abschnittsradius des Zentral-Bodenbereiches liegt (Anspruch 3). Eine bevorzugte Wanddicke in dem Bereich des Bodens liegt unter 0.28mm (Anspruch 5). Eine solche Reduzierung der Blechdicke wird erst möglich durch die erwähnte Winkelbeziehung des Boden-Zwischenabschnittes. Eine vorteilhafte Beabstandung der beiden erwähnten kegelstumpfförmigen Bodenabschnitte nennt Anspruch 4, sie beträgt 2mm.
- Mit der Erfindung wird erreicht, daß die Blechdicke reduzierbar wird und Materialaufwand herabgesetzt werden kann. Das bestimmt und senkt entscheidend die Herstellungskosten. Besonders vermeidet die Erfindung das im Stand der Technik noch auftretende Umspringen des Zentral-Bodenbereiches, auch wenn deutlich geringere Blechdicken eingesetzt werden als im Stand der Technik. Die hohe Formstabilität - auch bei Innendrücken von größer als 6 bar - kann garantiert werden, obwohl die in Massenfertigung hergestellten Dosen unter wesentlicher Einsparung von Material und Kosten fertigbar werden. Das beruht auf dem Zusammenhang zwischen innerem kegelförmigen Wandabschnitt und sich daran im wesentlichen rechtwinklig anschließenden (beginnenden) Zentral-Bodenabschnitt, der dadurch mit hoher Zuverlässigkeit gegen jede Umspringtendenz gesichert ist.
- Weitere Varianten, den Dosenboden herzustellen, sind in US-A-3,942,677, EP-A2 337 500, GB-A-1,345,040 und US-A-3,998,174 sowie US-A-4,147,271 oder DE-A-27 23 700 dargestellt, die aber von der eingangs eingehend dargelegten WO-A-83/2577 weiter abliegen und deshalb hier nicht näher erörtert werden.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen deren Verständnis vertiefen.
- Es zeigen:
- Figur 1 im senkrechten Schnitt den unteren Abschnitt des Behälterteiles 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 vergößerten 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 ringförmigen 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 Behölterachse 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
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 gewährleistet.
- Die Herstellung der neuen Bodengeometrie erfordert keine besonderen Maßnahmen außer, daß nach dem Tiefzieh- und Abstreckvorgang ein weiterer Verformungsvorgang eingeschaltet wird.
Claims (5)
- Zweiteilige Getränkedose aus Metall- mit einem Unterteil (7) aus einem Rumpfabschnitt (8)- mit einem einstückig damit verbundenen profilierten Boden, der einen - zum Inneren der Dose kalottenförmig gewölbt vorspringenden - zentralen Bodenabschnitt (10) mit einem Durchmesser (2R₂) aufweist, der größer als der halbe Dosendurchmesser ist; und mit einem kreisförmigen Randbereich (17), der über einen kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnitt (18) mit einem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt (9) verbunden ist, der an seinem weiteren Ende in den Dosenrumpf (8) übergeht und mit einer senkrecht zur Behälterachse verlaufenden Bezugsebene einen Neigungswinkel (α) zwischen 20° und 60° bildet;- wobei der Durchmesser (21; 2R₂) des kreisförmigen Randbereiches (17) des zentralen Bodenabschnittes (10) größer als der kleinste Durchmesser (20) des durch die inneren und äußeren Bodenabschnitte (9, 18) gebildeten Boden-Zwischenabschnittes (11) ist;
dadurch gekennzeichnet,- daß der kegelstumpfförmige innere Bodenabschnitt (18) mit dem kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnitt (9) einen U-förmigen Querschnitt (9, 19, 18) des Boden-Zwischenabschnittes (11) bestimmt;- daß der Neigungswinkel (α) des kegelstumpfförmigen äußeren Bodenabschnittes (9) größer (19a) oder gleich (19b) dem Neigungswinkel (β) des kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnittes (18) - jeweils bezogen auf eine senkrecht zur Behälterachse verlaufende Bezugsebene - ist. - Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Neigungswinkel (β) des kegelstumpfförmigen inneren Bodenabschnittes (18) des Bodenzwischenabschnittes (11) auf die Querschnittsform des zentralen Bodenabschnittes (10; 27) nach der Beziehung abgestimmt ist, wobei R1 der Krümmungsradius des zentralen Bodenabschnittes (10; 27) und R2 sein Kugelabschnittsradius ist. - Zweiteilige Getränkedose nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der kegelstumpfförmige äußere Bodenabschnitt (9) eine Neigung gegenüber der Behälterachse aufweist, die etwa gleich der Neigung desjenigen Krümmungsradius (R1R) des zentralen Bodenbereiches (10; 27) ist, dessen Pfeilende auf dem Schnittpunkt des Bodenbereiches (10) mit dem Kugelabschnittsradius (R₂) liegt. - Zweiteilige Getränkedose nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstand der beiden kegelstumpfförmigen Bodenabschnitte (9, 18) zwischen etwa 1mm und 4mm, vorzugsweise etwa 2mm, beträgt. - Zweiteilige Getränkedose nach einem der voranstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wanddicke in den Bereichen des Bodens (9, 19, 18; 11; 10; 27) unter 0,28mm liegt.
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