NL1006436C2

NL1006436C2 - Method and device for connecting a metal can body to a metal cover by means of a standing seam.

Info

Publication number: NL1006436C2
Application number: NL1006436A
Authority: NL
Inventors: Johannes Wilhelmus Paulus
Original assignee: Impress Metal Packaging Bv
Priority date: 1997-07-01
Filing date: 1997-07-01
Publication date: 1999-01-05
Also published as: EP0888836A1

Description

Werkwijze en inrichting voor het door een felsverbinding verbinden van een metalen busromp met een metalen dekselMethod and device for connecting a metal can body to a metal cover by means of a standing seam

Algemeen bekend is een werkwijze voor het door een felsbewerking verbinden van een metalen busromp met een metalen deksel, omvattende de volgende, in geschikte volgorde uit te voeren stappen: 5 (a) het verschaffen van een van een bodem voorziene metalen busromp; (b) het met warme voedingswaar vullen van de romp; (c) het eventueel na een korte injectie van 10 stoom in de bovenzone van de romp boven de voedingswaar op de mondrand van de romp los plaatsen van een deksel met een verdiept centraal deel en een verhoogd omtreksdeel, waarin vooraf een ring van afdichtmassa is opgenomen; 15 (d) het in dat verdiepte deel met enige speling ten opzichte van het verhoogde omtreksdeel plaatsen van een felskop; en (e) het met kracht in een rondgaande beweging naar de felskop drukken van een drukrol voor het teweeg 20 brengen van een corresponderende plastische vervorming van althans het meest naSr buiten gelegen deel van de mondrand van de romp en/of het deksel.It is generally known a method of seaming a metal can body to a metal cover, comprising the following steps to be performed in an appropriate order: (a) providing a bottomed metal can body; (b) filling the hull with hot food; (c) optionally after a short injection of steam into the upper zone of the hull above the foodstuff on the mouth edge of the hull, loosely placing a lid with a recessed central part and a raised circumferential part, in which a ring of sealing compound is previously incorporated ; (D) placing a crimping head in that recessed portion with some clearance relative to the raised circumferential portion; and (e) pressing a pressure roller in force in a circular motion to cause a corresponding plastic deformation of at least the most outer part of the mouth edge of the trunk and / or the lid.

Het blijkt, dat de met deze bekende werkwijze verkregen felsrand een radiale dikte vertoont, die niet 25 altijd binnen een gestelde tolerantie overeenkomt met een nominale dikte. Het komt voor, dat lokaal een felsrand een aanzienlijk verhoogde radiale dikte bezit. Dit impliceert, dat de felsrand in zijn totaliteit lokaal onvoldoende gecomprimeerd is en dat de kans bestaat, dat 30 lokaal de hermetische afdichting niet gegarandeerd is.It has been found that the folded edge obtained with this known method has a radial thickness, which does not always correspond to a nominal thickness within a set tolerance. It sometimes happens that locally a seam has a considerably increased radial thickness. This implies that the seam in its entirety is locally insufficiently compressed and that there is a chance that locally the hermetic sealing is not guaranteed.

Het beschreven ongewenste verschijnsel, dat wel wordt aangeduid als een "bump seam" is in verband met een 100 6 4 3 6 2 mogelijke bijvoorbeeld bacteriële besmetting van buitenaf van de in de gesloten bus aanwezige voedingswaar ontoelaatbaar.The undesired phenomenon described, which is also referred to as a "bump seam", is inadmissible in connection with a possible external bacterial contamination of the food contained in the closed can, for example.

In de zone met relatief grote dikte is een 5 ophoping van afdichtmassa opgetreden.An accumulation of sealing compound has occurred in the zone of relatively great thickness.

Aan de hierna te beschrijven uitvinding ligt het inzicht ten grondslag, dat in het gebied, waar de gereden felsnaad een vergrote dikte vertoont, een effectieve opeenhoping van afdichtmassa is opgetreden. De 10 hieronder te beschrijven uitvinding gaat dan ook uit van het inzicht, dat het beschreven ongewenste verschijnsel kan worden verminderd of zelfs geheel geëlimineerd, als gebruik wordt gemaakt van de samenhang tussen bepaalde relevante parameters, die de uiteindelijke vorm van de 15 felsrand in essentie bepalen.The invention, which will be described below, is based on the insight that in the area where the rolled seam shows an increased thickness, an effective accumulation of sealing compound has occurred. The invention to be described below is therefore based on the insight that the described undesired phenomenon can be reduced or even completely eliminated, if use is made of the relationship between certain relevant parameters, which essentially determine the final shape of the seam edge. .

Volgens de uitvinding is het nu van essentieel belang, de effectieve temperatuur in het gebied van de felsbewerking een zodanige relatie moet bezitten met de plasticiteit-temperatuur-karakteristiek van de 20 afdichtmassa, dat het beschreven ongewenste verschijnsel zich niet voordoet.According to the invention it is now essential that the effective temperature in the region of the seaming operation must have such a relationship with the plasticity-temperature characteristic of the sealing compound that the undesired phenomenon described does not occur.

In het algemeen moet er van worden uitgegaan, dat de afdichtmassa tijdens de bewerking in kwestie, dat wil zeggen het effectief vormen en comprimeren van de 25 felsrand slechts een beperkte plasticiteit of vervormbaarheid mag bezitten.In general, it should be assumed that the sealing compound may have only limited plasticity or formability during the processing in question, that is to say the effective shaping and compression of the flange edge.

Op basis van overwegingen, die in het bovenstaande zeer summier zijn weergegeven, verschaft de uitvinding nu een werkwijze voor het door een 30 felsbewerking verbinden van een metalen busromp met een metalen deksel, omvattende de volgende, in geschikte volgorde uit te voeren stappen: (a) het verschaffen van een van een bodem voorziene metalen busromp; 35 (b) het met warme voedingswaar vullen van de romp ? (c) het eventueel na een korte injectie van stoom in de bovenzone van de romp boven de voedingswaar 100 6 4 3 6 3 op de mondrand van de romp losplaatsen van deksel met het verdiept centraal deel en een verhoogd omtreksdeel, waarin vooraf een ring van afdichtmassa is opgenomen? (d) het in dat verdiepte deel met enige speling 5 ten opzichte van het verhoogde omtreksdeel plaatsen van een felskop; (e) het met kracht in een rondgaande beweging naar de felskop drukken van een drukrol voor het teweeg brengen van een corresponderende plastische vervorming 10 van althans het meest naar buiten gelegen deel van de mondrand van de romp en/of het deksel; en (f) het uitvoeren van stap (e) bij een temperatuur van althans de felskop en de rol, waarbij de afdichtmassa een zodanige plasticiteit bezit, dat de 15 totale resulterende felsrand een radiale dikte verkrijgt die binnen de gestelde tolerantie overeenkomt met een nominale dikte.Based on considerations, which have been summarized very briefly above, the invention now provides a method of flaring a metal can body to a metal lid, comprising the following steps to be performed in appropriate order: (a providing a bottomed metal canister body; 35 (b) filling the hull with hot food? (c) possibly after a short injection of steam in the upper zone of the hull above the food 100 6 4 3 6 3 on the mouth edge of the hull, releasing the cover with the deepened central part and a raised peripheral part, in which a ring of sealing compound is included? (d) placing a seam in that recessed part with some clearance 5 relative to the raised circumferential part; (e) forcibly pushing a pressure roller in a circular motion to effect a corresponding plastic deformation of at least the most outwardly located part of the mouth edge of the trunk and / or the lid; and (f) performing step (e) at a temperature of at least the flaring head and the roller, the sealing compound having such plasticity that the total resulting flaring edge obtains a radial thickness corresponding to a nominal thickness within the tolerance set .

Een specifieke werkwijze volgens de uitvinding omvat stap 20 (g) het kiezen van een afdichtmassa die bij een ten opzichte van de omgeving aanzienlijk verhoogde bedrijfstemperatuur, bijvoorbeeld 90eC-130*C, de genoemde plasticiteit bezit.A specific method according to the invention comprises step 20 (g) selecting a sealing compound which has said plasticity at an operating temperature which is considerably increased relative to the environment, for example 90 ° C-130 * C.

Een alternatieve werkwijze vertoont stap 25 (h) het kiezen van een afdichtmassa die bij een ten opzichte van de omgeving in beperkte mate verhoogde bedrijfstemperatuur, bijvoorbeeld 40*C-60'C, de genoemde plasticiteit bezit.An alternative method shows step 25 (h) selecting a sealing compound which has said plasticity at an operating temperature which is limited to a limited extent relative to the environment, for example 40 ° C-60 ° C.

Het voordeel van de laatst omschreven werkwijze 30 is, dat hij wordt uitgevoerd met een bekende en gebruikelijke afdichtmassa. Een nadeel zou kunnen worden gezien in het feit, dat gebruik moet worden gemaakt van een koelbewerking.The advantage of the last-described method 30 is that it is carried out with a known and usual sealing compound. A drawback could be seen in the fact that a cooling operation has to be used.

De laatst-omschreven werkwijze kan met voordeel 35 omvatten stap (j) het uitvoeren van stap (i) door het langsvoeren van een relatief koude stroom medium, 100 6 436 4 bijvoorbeeld een vloeistof, zoals water, of een gas, zoals lucht.The last described method can advantageously comprise step (j) performing step (i) by passing a relatively cold flow of medium, for instance a liquid, such as water, or a gas, such as air.

Verder betreft de uitvinding een inrichting voor het door een felsbewerking verbinden van een metalen 5 busromp met een metalen deksel, voor toepassing van de werkwijze volgens een der voorgaande conclusies, welke inrichting omvat; een met enige speling ten opzichte van een verhoogd omtreksdeel van het deksel in het verdiepte 10 centrale deel daarvan te brengen felskop; middelen voor het op de mondrand van de romp losplaatsen van een deksel met een verdiept centraal deel; en een met kracht in een rondgaande beweging naar 15 de felskop te drukken drukrol voor het teweegbrengen van een corresponderende plastische vervorming van althans het meest naar buiten gelegen deel van de mondrand van de romp en/of het deksel welke inrichting is voorzien van koelmiddelen 20 voor het koelen van de felskop en/of de rol.The invention further relates to a device for joining a metal can body to a metal lid by flaring, for applying the method according to any one of the preceding claims, which device comprises; a flaring head to be introduced into the recessed central part thereof with some play relative to an elevated peripheral part of the lid; means for releasing a cover with a recessed central part on the mouth edge of the trunk; and a pressure roller to be forcefully pressed in a circular motion towards the seaming head to cause a corresponding plastic deformation of at least the most outwardly located part of the mouth edge of the trunk and / or the lid, which device is provided with cooling means 20 for cooling the seam and / or roller.

De koelmiddelen kunnen van elk geschikt type zijn. Bijvoorbeeld kan een relatief koude stroom medium, bijvoorbeeld een vloeistof, zoals water, of een gas, zoals lucht, worden langsgevoerd. Ook kan worden gezorgd 25 voor continue koeling van de betreffende oppervlakken van felskop en/of rol. Hoewel dit waarschijnlijk niet de meest praktische mogelijkheid is, wordt volledigheidshalve toch vermeld, dat hiertoe koelkanalen in de betreffende onderdelen kunnen zijn opgenomen. Het 30 nadeel van de toepassing van deze op zichzelf bekende techniek (bijvoorbeeld spuitgietmatrijzen) is, dat het koelmedium (bijvoorbeeld water) via roterende afdichtende koppelingen moet worden toegevoerd en afgevoerd.The coolants can be of any suitable type. For example, a relatively cold flow of medium, for example a liquid, such as water, or a gas, such as air, can be passed. Continuous cooling of the respective surfaces of the seam head and / or roller can also be provided. Although this is probably not the most practical possibility, for the sake of completeness it is nevertheless stated that cooling channels can be included in the relevant parts for this purpose. The drawback of the application of this per se known technique (eg injection molds) is that the cooling medium (eg water) must be supplied and discharged via rotary sealing couplings.

Een andere mogelijkheid is toepassing van 35 Peltier-elementen, die op elektrische wijze voor koeling van de onderdelen in kwestie kunnen zorgen.Another possibility is the use of 35 Peltier elements, which can electrically cool the parts in question.

Als gebruik wordt gemaakt van bijvoorbeeld een relatief koele luchtstroom voor het koelen van de 100 6 4 3 6 5 onderdelen in kwestie, kunnen deze voor het verhogen van de effectiviteit van de koeling van oppervlakte vergrotende voorzieningen zijn voorzien, bijvoorbeeld koelribben, koeldraden, of dergelijke.If use is made, for example, of a relatively cool air flow for cooling the 100 6 4 3 6 5 parts in question, these can be provided with surface-increasing facilities for increasing the effectiveness of the cooling, for example cooling fins, cooling wires, or the like .

5 De uitvinding zal nu kort worden toegelicht aan de hand van bijgaande tekeningen. In de tekeningen tonen: figuur 1 een detail-dwarsdoorsnede van het omtreksdeel van een deksel en de mondrand van een busromp bij het begin van een felsbewerking; 10 figuur 2 een met figuur 1 overeenkomend aanzicht aan het einde van de felsbewerking; figuur 3 een met figuur 2 corresponderend aanzicht, waarbij in een vervolgbewerking een andere felsrol is toegepast; 15 figuur 4 een met figuur 3 corresponderend aanzicht aan het einde van de felsbewerking; figuur 5 een met figuur 4 corresponderend aanzicht van een gerede felsrand, waarin afdichtmassa is opgenomen; en 20 figuur 6 een bovenaanzicht van de combinatie van een busromp die door een deksel via een felsrand verbonden is, waarbij de gebreken volgens de stand der techniek enigszins overdreven zijn weergegeven.The invention will now be briefly explained with reference to the accompanying drawings. In the drawings: Figure 1 shows a detail cross section of the peripheral part of a cover and the mouth edge of a can body at the start of a seaming operation; Figure 2 shows a view corresponding with figure 1 at the end of the seaming operation; figure 3 shows a view corresponding with figure 2, wherein a different seam roll is used in a subsequent operation; Figure 4 shows a view corresponding with figure 3 at the end of the seaming operation; figure 5 shows a view corresponding with figure 4 of a finished flange, in which sealing compound is included; and figure 6 shows a top view of the combination of a bus body connected by a lid via a seam, with the defects of the prior art being shown somewhat exaggerated.

Figuur 1 toont een busromp 1, die vooraf van 25 een zich verwijdende mondrand 2 is voorzien. Daaroverheen is een deksel 3 geplaatst met een verdiept centraal deel 4 en een verhoogde rand 5. In het verdiepte deel 4 is een felskop 6 geplaatst. Een felsrol 7 wordt met kracht radiaal naar binnen gedrukt in een rondgaande beweging, 30 zodanig dat in een aantal rondgangen de felsnaad wordt gevormd, zoals in figuur 2 getekend.Figure 1 shows a can body 1, which is previously provided with a widening mouth edge 2. A cover 3 with a deepened central part 4 and a raised edge 5 is placed over it. In the deepened part 4 a seamed head 6 is placed. A standing seam roll 7 is pressed radially inward in a circular movement, such that the seam is formed in a number of turns, as shown in Figure 2.

De uiteindelijke vorm van het deel 5 komt overeen met de vorm van het modelleervlak 8 van rol 7.The final shape of the part 5 corresponds to the shape of the modeling surface 8 of roller 7.

Figuur 3 toont een met figuur 2 overeenkomende 35 situatie. De rol 9 vertoont echter een ander modelleervlak 10. Hij dient voor het in een tweede operatie verder vervormen van de enigszins provisorisch gevormde felsnaad volgens figuur 2. De tweede felsrol 100 6 4 3 6 6 wordt op dezelfde wijze met kracht radiaal naar binnen gedrukt tijdens een aantal in een aantal rondgangen.Figure 3 shows a situation corresponding to figure 2. However, the roller 9 has a different modeling surface 10. It serves to further deform the somewhat provisionally formed seam of Figure 2 in a second operation. The second seam roll 100 6 4 3 6 6 is pressed in the same manner radially inwardly during a number in a number of tours.

Figuur 4 tenslotte toont de uiteindelijke felsnaad.Finally, Figure 4 shows the final standing seam.

5 De beschreven figuren betreffen algemeen bekende felstechnieken.The described figures concern generally known flaring techniques.

Figuur 5 toont dat een ringvormige afdichtmassa 11 in de felsnaad is opgesloten en aldus een hermetische afdichting verzekert.Figure 5 shows that an annular sealing compound 11 is enclosed in the standing seam and thus ensures a hermetic sealing.

10 Ook dit maakt deel uit van de stand der techniek. Het is gebruikelijk de in figuur 1 getoonde deksel in het gebied van zijn verhoogde omtreksdeel 5 vooraf te voorzien van een vooraf ingebrachte afdichtmassa, die schematisch met stippellijn 12 is 15 aangeduid.10 This is also part of the prior art. It is customary to provide the cover shown in Figure 1 in the region of its raised peripheral part 5 with a pre-inserted sealing compound, which is indicated schematically by dotted line 12.

Bij gebruik van de bekende techniek volgens de figuren 1-5 kan het ongewenste verschijnsel zich voordoen, dat bij de in de praktijk sterk verhoogde bedrijfstemperatuur van felskop 6 en tweede felsrol 9 dat 20 het afdichtmateriaal 11 zodanig wordt verwarmd, dat zijn plasticiteit aanzienlijk toeneemt, waardoor de in figuur 6 getoonde vorm ontstaat, waarbij de felsrand 12 lokaal een verdikking 13 vertoont, die de hermetische afdichting ernstig in gevaar brengt.When using the known technique according to Figures 1-5, the undesirable phenomenon may occur that at the greatly increased operating temperature of the seam head 6 and the second seam roll 9 in practice, that the sealing material 11 is heated in such a way that its plasticity increases considerably, whereby the shape shown in figure 6 is created, wherein the seam 12 locally has a thickening 13, which seriously endangers the hermetic sealing.

25 In het voorgaande is beschreven, op welke wijze de uitvinding het beschreven ongewenste verschijnsel elimineert, althans tot volstrekt onschadelijke proporties terugbrengt.It has been described above how the invention eliminates, or at least reduces to completely harmless proportions, the described undesired phenomenon.

Begrepen dient te worden, dat het voor de 30 uitvinding wezenlijk is, dat althans in de tweede felsbewerking volgens de figuren 3 en 4 de in de voorgaande beschreven samenhang tussen de effectieve lokale temperatuur en de plasticiteit van de afdichtmassa bestaat.It is to be understood that it is essential for the invention that at least in the second seaming operation according to Figures 3 and 4, the relationship described above between the effective local temperature and the plasticity of the sealing compound exists.

10 0 6 4 3 610 0 6 4 3 6

Claims

A method of seaming a metal can body to a metal lid, comprising the following steps to be performed in an appropriate order: (a) providing a bottomed metal can body; (b) filling the hull with hot food; (c) optionally after a short injection of steam into the upper zone of the hull above the foodstuff on the mouth edge of the hull, loosely placing a lid with a recessed central part and a raised circumferential part, in which a ring of sealing compound is previously incorporated ; (D) placing a crimping head in that recessed portion with some clearance relative to the raised circumferential portion; (e) forcibly pushing a pressure roller in a circular motion to cause a corresponding plastic deformation of at least the most outwardly located part of the mouth edge of the trunk and / or the lid; and (f) performing step (e) at a temperature of at least the flaring head and the roller, the sealing compound having such plasticity that the total resulting flaring edge obtains a radial thickness corresponding to a nominal thickness within the tolerance set .

2. A method according to claim 1, comprising step (g) selecting a sealing compound which has said plasticity at an operating temperature which is considerably increased relative to the environment, for instance 90 ° C-130 ° C. 100 6 4 3 9

3. A method according to claim 1, comprising step (h) selecting a sealing compound which has said plasticity at an operating temperature which is limited to a limited degree relative to the environment, for example 40 ° C-60 ° C; and (i) cooling at least a flare head and roll to a temperature in the vicinity of said temperature.

Method according to claim 3, comprising step (j) performing step (i) by passing a relatively cold flow of medium, for instance a liquid, such as water, or a gas, such as air.

Device for seaming a metal can body to a metal lid for applying the method according to any one of the preceding claims, which device comprises; A flaring head to be introduced into the recessed central part thereof with some play relative to an elevated peripheral part of the lid; means for releasing a lid with a recessed central part on the mouth edge of the trunk; and a pressure roller forcibly pressed in a circular motion towards the seaming head to effect a corresponding plastic deformation of at least the most outwardly located part of the mouth edge of the trunk and / or the lid, which device is provided with cooling means for cooling the seam and / or the roller. 106 6 43 6