EP1519802B1 - Verfahren zur herstellung eines dosenkörpers und eines deckelringes - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines dosenkörpers und eines deckelringes Download PDF

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EP1519802B1
EP1519802B1 EP03735576A EP03735576A EP1519802B1 EP 1519802 B1 EP1519802 B1 EP 1519802B1 EP 03735576 A EP03735576 A EP 03735576A EP 03735576 A EP03735576 A EP 03735576A EP 1519802 B1 EP1519802 B1 EP 1519802B1
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cylindrical
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preform
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Sven Bauer
Reinhart Geisler
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3A Composites International AG
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Alcan Technology and Management Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/38—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S72/00—Metal deforming
    • Y10S72/715—Method of making can bodies

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a cylindrical, seamless can body and a cover ring made of metal, wherein the connectable to the opening edge of a can body lid ring delimits a removal opening and on the cover ring to form a can lid a discharge opening covering the sealing membrane is attachable, in which method a cylindrical ring is formed into a lid ring.
  • the EP-A-1 029 613 discloses a method according to the preamble of claim 1.
  • a flat sheet metal part is first formed into a cylindrical tube.
  • the axially extending edges of the tube are pressed together and welded together, which is done by means of a laser beam and leads to the formation of a butt weld seam.
  • the tube is then divided into equal length tube sections or cylindrical rings.
  • Each cylindrical ring is formed into a lid ring having a crimp rim for attachment to a can body and to an annular support surface for later attachment of the closure membrane.
  • the two above-mentioned methods for producing a cover ring starting from a cylindrical ring have the advantage of a significantly reduced scrap fraction compared to the classic cover ring production, in which first a sheet metal disk formed and then punched to form the cover ring the removal opening.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned, with which the scrap content in the production of can bodies and cover rings can be further reduced.
  • the underlying idea of the method according to the invention to provide a cylindrical ring for the production of a lid ring in the manufacture of a can body leads to the desired minimization of the scrap portion, which is limited to the trimming of the opening edge of the can body preform thus produced and which is not greater than the proportion of scrap resulting from the production of seamless can bodies.
  • the inventive method can be integrated with little investment in an existing production line. In the simplest case, only the arrangement of a second knife or another cutting or separating device at a distance from the existing trimming device is required.
  • the separated from the can body preform cylindrical ring is preferably formed into a cover ring with a bead for fixing on the opening edge of a can body and with a lying in the top plane annular surface for fastening the closure membrane.
  • the cylindrical ring is already filled after an intermediate drawing step, i. before complete molding of the can body preform, separated from this.
  • the cylindrical ring in this case has a larger material thickness and a larger diameter than the end-molded can body.
  • Suitable metals for carrying out the process according to the invention are all metals known for can production, such as aluminum, steel or tinplate. These metals can also be painted or reshaped with a plastic coating of, for example, polypropylene.
  • the cover ring does not necessarily have to be used together with the can body produced by this method. It can be used in one- or two-piece can bodies made of different metals or also in can bodies made of materials other than metal, for example of plastic or of coated board materials.
  • cylindrical ring separated from a can body preform or the lid ring made therefrom does not necessarily have to be used together with the can body made from the same can body preform. Rather, in practice, a separate processing of the can body and the cylindrical rings and the subsequent disorderly merging of can bodies and made of the cylindrical rings lid rings may be a convenient method variant.
  • An in Fig. 1 shown can body preform 10 has a one-sided with a integral bottom 14 closed cylindrical can body 12 in the form of a cylindrical tube piece.
  • the can body preform 10 can be made in known manner from a metal disc or blank by single or multi-stage deep drawing, ironing, ironing, extrusion, and other massive forming processes. In these methods, the bottom 14 integrally formed on the can body 12 results as the remainder of the metal disk used as a blank after the forming thereof.
  • tinplate, chromed steel sheet or aluminum sheet can be used in a known manner.
  • a cylindrical ring 18 is separated from the can body preform 10.
  • the initial height of the can body preform 10 is selected so that after trimming and the separation of the cylindrical ring 18, the remaining remainder of the can body preform 10 after at least one further drawing step corresponds to the desired can body 20.
  • the cylindrical ring 18 is in a known manner by several successive Umformoperationen to the in Fig. 4 illustrated cover ring 22 formed.
  • the cover ring 22 has a conventional bead 24, the free end the edge formed by the first horizontal section a corresponds.
  • the beading 24 merges into a horizontal annular surface 26.
  • the inner edge 28 of the removal opening 30 delimiting annular surface 26 is to eliminate a risk of injury and to increase the rigidity of the cover ring 22 with radially outwardly directed cutting edge, which corresponds to the resulting by the second horizontal section b edge, rolled up.
  • Fig. 5 is the lid ring of Fig. 4 provided with a sealing membrane 32.
  • the sealing membrane 32 rests against the annular surface 26 and is connected thereto via an adhesive or sealing layer 34.
  • the material used for the sealing membrane 32 is, for example, a foil made of aluminum or of sheet steel, which may optionally have a heat-sealable coating.
  • the closure membrane 32 may be provided with a tear tab 36. In this case, the seal between the sealing membrane 32 and annular surface 26 is adjusted so that the sealing membrane from the annular surface or from the sealing edge by peeling (peeling) can be removed.
  • the closure membrane 32 is inseparably connected to the lid ring 22. In this case, the membrane is pierced to the opening and removed along the inner edge of the annular surface 26 from the cover ring 22.
  • the cover ring 22 provided with the closure membrane 32 is crimped onto the opening edge 21 of the can body 20 after the filling of a filling material as a can lid 38.

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Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen, nahtlosen Dosenkörpers (20) aus Metall mit zugehörigem Dosendeckel, wobei der Dosendeckel einen mit dem Öffnungsrand (21) des Dosenkörpers (20) verbindbaren, eine Entnahmeöffnung begrenzenden Deckelring und eine auf dem Deckelring angeordnete, die Entnahmeöffnung überdeckende Verschlussmembran umfasst, wird eine zylinderförmige, nahtlose Dosenkörpervorform (10) gefertigt und nach dem Besäumen des Öffnungsrandes (11) der Dosenkörpervorform (10) von dieser ein zylinderförmiger Ring (18) abgetrennt. Die Höhe der Dosenkörpervorform (10) wird so vorgegeben, dass beim Abtrennen des zylinderförmigen Ringes (18) der Dosenkörper (20) gebildet wird. Mit dem Verfahren kann der Schrottanteil bei der Herstellung von Dosenkörpern und Deckelringen weiter vermindert werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen, nahtlosen Dosenkörpers und eines Deckelringes aus Metall, wobei der mit dem Öffnungsrand eines Dosenkörpers verbindbare Deckelring eine Entnahmeöffnung begrenzt und auf dem Deckelring zur Bildung eines Dosendeckels eine die Entnahmeöffnung überdeckende Verschlussmembran anbringbar ist, bei welchem Verfahren ein zylinderförmiger Ring zum Deckelring umgeformt wird.
  • Bei bekannten Dosendeckeln der eingangs genannten Art mit einem Deckelring und auf diesem angeordneter Verschlussmembran erstreckt sich die Entnahmeöffnung bis in die Nähe des Bördelrandes, so dass nach dem Entfernen der Verschlussmembran nur einer schmale, vom Bördelrand radial nach innen angrenzende Ringfläche verbleibt. Nach dem Entfernen der Verschlussmembran, die in den meisten Fällen als Aufreissfolie ausgestaltet ist, wird nach dem Abziehen (Peelen) der Membran, ähnlich wie bei einem Vollaufreissdeckel, eine verhältnismässig grosse Behälteröffnung geschaffen, wodurch das Füllgut leicht zugänglich wird. Ein weiterer Vorteil dieses Deckelsystems liegt darin, dass das Füllgut sterilisiert werden kann.
  • Die EP-A-1 029 613 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei einem aus der EP-A-1 153 840 bekannten Verfahren zur Herstellung eines Deckelringes für einen Dosendeckel mit Verschlussmembran wird zunächst ein ebenes Blechteil zu einem zylindrischen Rohr umgeformt. Die axial verlaufenden Ränder des Rohres werden zusammengepresst und miteinander verschweisst, was mittels eines Laserstrahls erfolgt und zur Bildung einer Stumpfstossschweissnaht führt. Das Rohr wird sodann in gleich lange Rohrabschnitte bzw. zylinderförmige Ringe unterteilt. Jeder zylinderförmige Ring wird zu einem Deckelring mit einem Bördelrand zur Befestigung auf einem Dosenrumpf und zu einer ringförmigen Auflagefläche für die spätere Festlegung der Verschlussmembran umgeformt. Aus der DE-A-43 32 306 ist es zudem bekannt, an Stelle des zu einem zylindrischen Rohr umgeformten und geschweissten Blechteils durch mehrstufiges Tiefziehen eine möglichst hohe Dose mit zylindrischer Wandung zu formen und anschliessend die zylindrische Wandung in mehrere, zylinderförmige Ringe aufzuteilen. Der verbleibende Bodenteil der Dose wird als Schrott verworfen.
  • Die beiden vorstehend erwähnten Verfahren zur Herstellung eines Deckelringes ausgehend von einem zylinderförmigen Ring haben gegenüber der klassischen Deckelringherstellung, bei welcher zunächst eine Blechscheibe umgeformt und anschliessend zur Bildung des Deckelringes die Entnahmeöffnung ausgestanzt wird, den Vorteil eines erheblich verminderten Schrottanteils.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem der Schrottanteil bei der Herstellung von Dosenkörpern und Deckelringen weiter vermindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Die dem erfindungsgemässen Verfahren zugrundeliegende Idee, bei der Herstellung eines Dosenkörpers im gleichen Arbeitsgang einen zylinderförmigen Ring zur Herstellung eines Deckelringes bereitzustellen, führt zu der gewünschten Minimierung des Schrottanteils, der sich auf das Besäumen des Öffnungsrandes der so hergestellten Dosenkörpervorform beschränkt und der nicht grösser ist als der Schrottanteil, der sich bei der Herstellung nahtloser Dosenkörper ergibt. Das erfindungsgemässe Verfahren kann mit geringem Investitionsaufwand in eine bestehende Produktionslinie integriert werden. Im einfachsten Fall ist nur die Anordnung eines zweiten Messers oder einer anderen Schneid- bzw. Trennvorrichtung in Abstand zur bestehenden Besäumvorrichtung erforderlich.
  • Der von der Dosenkörpervorform abgetrennte zylinderförmige Ring wird bevorzugt zu einem Deckelring mit einem Bördelrand zur Festlegung auf dem Öffnungsrand eines Dosenkörpers und mit einer in der Deckelebene liegenden Ringfläche zur Befestigung der Verschlussmembran umgeformt.
  • Da die Herstellung der Dosenkörpervorform in mehreren Ziehschritten erfolgt, wird erfindungsgemäß der zylinderförmige Ring bereits nach einem Zwischenziehschritt, d.h. vor dem vollständigen Ausformen der Dosenkörpervorform, von dieser abgetrennt. Der zylinderförmige Ring hat in diesem Fall eine grössere Materialdicke und einen grösseren Durchmesser als der endgeformte Dosenkörper.
  • Als Metall zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahren eignen sich alle zur Dosenherstellung bekannten Metalle wie Aluminium, Stahl oder Weissblech. Diese Metalle können auch lackiert oder mit einer Kunststoffbeschichtung aus beispielsweise Polypropylen umgeformt werden.
  • Der Deckelring muss nicht notwendigerweise zusammen mit dem nach diesem Verfahren hergestellten Dosenkörper verwendet werden. Er kann bei ein- oder zweiteiligen Dosenkörpern aus unterschiedlichen Metallen oder auch bei Dosenkörpern aus anderen Werkstoffen als Metall, beispielsweise aus Kunststoff oder aus beschichteten Kartonmaterialien, eingesetzt werden.
  • Es versteht sich von selbst, dass der von einer Dosenkörpervorform abgetrennte zylinderförmige Ring bzw. der daraus hergestellte Deckelring nicht notwendigerweise mit dem aus derselben Dosenkörpervorform hergestellten Dosenkörper zusammen verwendet werden muss. Vielmehr dürfte in der Praxis eine getrennte Weiterverarbeitung der Dosenkörper und der zylinderförmigen Ringe und das spätere ungeordnete Zusammenführen von Dosenkörpern und aus den zylinderförmigen Ringen gefertigten Deckelringen eine zweckmässige Verfahrensvariante sein.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
    • Fig 1 die Seitenansicht einer Dosenkörpervorform mit Zipfelbildung;
    • Fig 2 die Seitenansicht der Dosenkörpervorform von Fig. 1 mit abgetrennten Zipfeln;
    • Fig. 3 die Seitenansicht der Dosenkörpervorform von Fig. 2 mit weiter abgetrenntem zylindrischen Ring;
    • Fig. 4 den teilweisen Schnitt durch einen aus dem zylinderförmigen Ring von Fig. 3 hergestellten Deckelring;
    • Fig. 5 den teilweisen Schnitt durch den Deckelring von Fig. 4 mit aufgesiegelter Verschlussmembran.
  • Eine in Fig. 1 dargestellte Dosenkörpervorform 10 weist einen einseitig mit einem integralen Boden 14 verschlossenen zylinderförmigen Dosenrumpf 12 in Form eines zylinderförmigen Rohrstückes auf. Die Dosenkörpervorform 10 kann in bekannter Weise aus einer Scheibe oder Ronde aus Metall durch ein- oder mehrstufiges Tiefziehen, Abstreckziehen, Abstreck-Gleitziehen, Fliesspressen sowie durch weitere Massivumformverfahren hergestellt werden. Bei diesen Verfahren ergibt sich der am Dosenrumpf 12 integral angeformte Boden 14 als Rest der als Rohling eingesetzten Metallscheibe nach deren Umformung. Zur Herstellung der Metallscheiben oder -ronden als Rohlinge zur Herstellung der Dosenkörpervorform 10 kann in bekannter Weise Weissblech, verchromtes Stahlblech oder Aluminiumblech verwendet werden.
  • Die oben beschriebenen Massivumformvorgänge führen als Folge der bekannten Zipfelbildung zu einem ungleichmässig ausgebildeten Öffnungsrand 11 der auf diese Weise hergestellten Hohlkörper. Dieser ungleichmässige Rand bzw. die Zipfel 16 werden durch einen ersten Horizontalschnitt a bezüglich der senkrecht verlaufenden Dosenachse z als Schrott entfernt.
  • Gemäss den Fig. 2 und 3 wird nach dem Besäumen des Randes mit einem zweiten Horizontalschnitt b ein zylinderförmiger Ring 18 von der Dosenkörpervorform 10 abgetrennt. Hierbei wird die Ausgangshöhe der Dosenkörpervorform 10 so gewählt, dass nach dem Besäumen und dem Abtrennen des zylinderförmigen Ringes 18 der verbleibende Rest der Dosenkörpervorform 10 nach wenigstens einem weiteren Ziehschritt dem gewünschten Dosenkörper 20 entspricht.
  • Der zylinderförmige Ring 18 wird in bekannter Weise durch mehrere aufeinanderfolgende Umformoperationen zu dem in Fig. 4 dargestellten Deckelring 22 umgeformt.
  • Der Deckelring 22 weist einen üblichen Bördelrand 24 auf, dessen freies Ende der durch ersten Horizontalschnitt a entstandenen Kante entspricht. Der Bördelrand 24 geht in eine horizontale Ringfläche 26 über. Der innere Rand 28 der eine Entnahmeöffnung 30 begrenzenden Ringfläche 26 ist zur Beseitigung einer Verletzungsgefahr sowie zur Erhöhung der Steifigkeit des Deckelringes 22 mit radial nach aussen gerichteter Schnittkante, welche der durch den zweiten Horizontalschnitt b entstandenen Kante entspricht, eingerollt.
  • In Fig. 5 ist der Deckelring von Fig. 4 mit einer Verschlussmembran 32 versehen. Die Verschlussmembran 32 liegt der Ringfläche 26 auf und ist mit dieser über eine Klebstoff- oder Siegelschicht 34 verbunden. Als Material für die Verschlussmembran 32 dient beispielsweise eine Folie aus Aluminium oder aus Stahlblech, die gegebenenfalls eine heisssiegelfähige Beschichtung aufweisen kann. Die Verschlussmembran 32 kann mit einer Aufreisslasche 36 versehen sein. In diesem Fall wird die Siegelung zwischen Verschlussmembran 32 und Ringfläche 26 so eingestellt, dass die Verschlussmembran von der Ringfläche bzw. vom Siegelrand durch Abziehen (Peelen) entfernt werden kann. Bei einer alternativen Ausführungsform ist die Verschlussmembran 32 untrennbar mit dem Deckelring 22 verbunden. In diesem Fall wird die Membran zur Öffnung durchstochen und entlang dem inneren Rand der Ringfläche 26 vom Deckelring 22 entfernt.
  • Der mit der Verschlussmembran 32 versehene Deckelring 22 wird nach dem Einfüllen eines Füllgutes als Dosendeckel 38 auf den Öffnungsrand 21 des Dosenkörpers 20 aufgebördelt.

Claims (2)

  1. Verfahren zur Herstellung eines zylinderförmigen, nahtlosen Dosenkörpers (20) mit einer vorgegebenen Höhe und eines Deckelringes (22) aus Metall, wobei der mit dem Öffnungsrand eines Dosenkörpers verbindbare Deckelring (22) eine Entnahmeöffnung (30) begrenzt und auf dem Deckelring (22) zur Bildung eines Dosendeckels (38) eine die Entnahmeöffnung (30) überdeckende Verschlussmembran (32) anbringbar ist, bei welchem Verfahren in mehreren Ziehschritten eine zylinderförmige, nahtlose Dosenkörpervorform (10) gefertigt, von dieser ein zylinderförmiger Ring (18) abgetrennt und zum Deckelring (22) umgeformt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Dosenkörpervorform (10) nach dem Abtrennen des zylinderförmigen Ringes (18) in wenigstens einem weiteren Ziehschritt zum Dosenkörper (20) mit der vorgegebenen Höhe weiter umgeformt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zylinderförmige Ring (18) zu einem Deckelring (22) mit einem Bördelrand (24) zur Festlegung auf dem Öffnungsrand eines Dosenkörpers und mit einer in der Deckelebene liegenden Ringfläche (26) zur Befestigung der Verschlussmembran (32) umgeformt wird.
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