WO1999048630A2 - Blechverschlussdeckel mit sanft abgesenktem spiegelbereich und werkzeug zum herstellung desselben - Google Patents

Blechverschlussdeckel mit sanft abgesenktem spiegelbereich und werkzeug zum herstellung desselben Download PDF

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WO1999048630A2
WO1999048630A2 PCT/DE1999/000826 DE9900826W WO9948630A2 WO 1999048630 A2 WO1999048630 A2 WO 1999048630A2 DE 9900826 W DE9900826 W DE 9900826W WO 9948630 A2 WO9948630 A2 WO 9948630A2
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Lutz Strube
Dieter Heinecke
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Schmalbach-Lubeca Ag
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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
    • B21D51/383—Making inlet or outlet arrangements of cans, tins, baths, bottles, or other vessels; Making can ends; Making closures scoring lines, tear strips or pulling tabs
    • 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
    • B65D17/00—Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions
    • B65D17/28—Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness
    • B65D17/401—Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness characterised by having the line of weakness provided in an end wall
    • B65D17/4012—Rigid or semi-rigid containers specially constructed to be opened by cutting or piercing, or by tearing of frangible members or portions at lines or points of weakness characterised by having the line of weakness provided in an end wall for opening partially by means of a tearing tab

Definitions

  • the technical field of the invention is the sheet metal lid for beverage cans, as can be expected from WO-A 95/10373 (Schmalbach-Lubeca) to the state of the art.
  • the invention relates to a lid area, which is not addressed in detail in the prior art mentioned, but is only mentioned in passing, namely a lowered flat area in the lid mirror, on which the handle tab for prying and the opening area pivoted inward when prying open and previously separated on score lines are arranged are.
  • These two elements form the opening aids of a beverage can lid and are arranged according to the invention in the lowered flat area, which is often referred to in technical terminology as a "depressed panel".
  • the lowered flat area has an approximately rectangular shape, with a clear tendency to a long oval shape, wider on one narrow side, so that there are two opposite long sides and two short sides, which short sides closer to the edge of the lid or the - the lid mirror bordering to the fold edge - circumferential bead or damping bead (often also referred to as an "anti-peaking bead" with an external "chuck wall” for contact with the container wall).
  • the problem is to allow the opening area to be lowered and to provide a higher compressive strength, so that mechanical kink deformations of the lowered area when exposed to flat pressure from below are not to be feared at higher pressures.
  • the compressive strength should be improved.
  • the elastic flexibility of the narrow transition to the lowered flat area can create a compensation option that still when pressing about 6 bar can avoid permanent deformation of the lowered flat area and yields resiliently in this area.
  • the elastic transition regions which are limited in width to this region, are resistant to a higher surface pressure.
  • the tool for forming this cover is emphasized (claim 10, 11), wherein it is not sharply stepped in said edge regions, but is set back, in particular with a slope.
  • the tool In the rest of the area, the long edge areas, the tool, on the other hand, is designed in stages so that it is able to lower the flat area of the sheet metal cover flat, thereby creating a parallel double crease line, each with a radius (directed towards one another and slightly spaced apart circumferentially).
  • the tool is preferably designed in such a way that it has a course on both stamp areas that form the short edge area of the lowering surface in the cover mirror, which is set back with respect to the long edge area, with respect to the counter surface of the lower stamp tool.
  • the double crease line consists of two elongated and parallel spaced lines, on each of which the cover plate runs sharply curved in a direction perpendicular to the extension of the line, the curvature being directed along a radius which is concave in the first line of curvature and convex in the second line of curvature runs.
  • the web area formed between the two lines of curvature connects the remaining rest of the cover mirror, which is located further up, to the lowered flat area, in which the opening aids of the cover are arranged.
  • the connecting web or the connecting wall between the two lines of curvature runs approximately between 40 ° and 60 °, in particular approximately 45 °, and forms a stiffening in the elongated areas.
  • transition zone between the step area in the longer edge areas and the elastic ramp area (claim 8, claim 9) runs over a radius in which the above-mentioned inclined web between the two curvature or fold lines steadily loses its inclined position and between the initial strong angle of inclination an angle of approximately zero degrees with respect to the lid mirror changes.
  • this web not only runs with a changed angle of inclination, but can also have an additional curvature for running into the elastic ramp area, with a hypothetical full curvature course of about 90 ° being omitted and half being the rest of the area the constant change from the steep connecting web to the flat ramp area takes place (claim 9).
  • An alternative is a wall wall which is constantly changing in height and which does not change significantly in angle (claim 9, first alternative).
  • the upper first plunger which is arranged radially within an annular holding plunger, has a shortened or recessed end face in the regions which are close to the damping bead, which, when the plunger is closed, in the lower end position, leave a more than parasitic gap between the lower counter surface of a z. B. required for embossing or scratching support stamp, and the short edge area of the upper stamp.
  • the closed position is the lower working position, in which the elongated end faces form the longer edge areas of the lowered area so that a step is created here.
  • the end face on both shorter edge areas of the upper first stamp is preferably set back, which in particular can be designed as a web which only touches the cover mirror in the outer area.
  • Radially outside of the annular lower support stamp which is assigned the positioning function and the holding function, is an annular centering stamp which engages in the damping bead in order to enable the cover mirror to be fixed on both sides of the mentioned annular support stamp.
  • the set back short edge region of the upper first stamp or the end face of this stamp can run obliquely at an angle relative to an imaginary extended contact surface of the outer lower ring stamp or the lower counter surface of the lower first stamp.
  • the angle is greater than zero, but only small, in particular in the range between 3 ° and 10 ° (claim 15). If the upper first punch is equipped with an inner receiving space in which the opening tools can be accommodated, the web in the short edge area near the peripheral bead is provided with an oblique end face.
  • the outer end of the inclined surface then has the same height in the working position (lower lowering position) of the upper first stamp as the upward-facing end face of the support and holding stamp as the second lower stamp, the sheet metal thickness of the cover still having to be added and the height accordingly would be higher by the sheet thickness, but here the tool is to be described and claimed without the lid inserted.
  • the entire cover mirror does not form a completely flat plane, but rather forms a surface that is slightly curved outwards (above), which has a corresponding effect on the overall design of the cover and the lowered flat area.
  • FIG. 1 is an example of a cover with a circumferential stepped edge region 41 as a limitation of a lower one from the cover mirror 10 (panel)
  • FIG. 1 is a section along the plane A-A of Figure 1 with the forming tools G, T, S used for forming and clamping holding, while the punches R, H are advantageous but not absolutely necessary.
  • Figure 3 is an example of a lid with elastic transition areas 45, 46 on the narrow sides of the boundary of the flat area 40.
  • Figure 4a is a section along A-A of Figure 3.
  • FIG. 5 is a cross section of the elastic edge area 45 between a cold-formed embossing strip 30 and the lowered flat area 40 (depressed panel).
  • FIG. 1 shows a view of a sheet metal closure cover with a flat area 40 which is lowered over a circumferential step 41 and has a long oval shape.
  • the lowered flat region extends very closely to a circumferential groove 20, which can be seen more clearly in the cross section from FIG. 2, in which the sheet metal closure cover consists of an edge 21 which is to be folded onto a fuselage is determined, an "anti-peaking bead" 20 (also called core groove or circumferential groove) and the
  • Cover mirror 10 which is represented in the sectional drawing of FIG. 2 only by the short strip area 10a between the stamps S and R and then merges via a sharp step 41a into the lowered flat area 40, in which the opening aids are arranged.
  • the aids are a pull-open tab 9 for pivoting and an opening area 8, which is provided by score lines and stiffening lines in the lowered area 40 and extends to the other short end of the elongated flat area 40, which is sealed on the other side of the circumferential groove 20 reaches them.
  • the two longer edge areas run slightly diverging and have a clearer distance from the circumferential groove 20.
  • the outer shape of the tear-open tab 9 and the opening area 8 partially overlapped by it are adapted to the lowered flat area.
  • FIG. 3 The same sheet metal closure cover from FIG. 1 is shown with a modified design in the short edge areas in FIG. 3.
  • the continuous edge 41 shown in FIG. 1, consisting of a double fold line 41 ', 41 " is interrupted in favor of a continuously extending ramp area 45 or 46 at both ends of the lowered flat area 40, that of FIG. 4a, which shows the cut
  • the section BB in FIG. 4b illustrates the step shape that is still retained on two closely adjacent and parallel crease lines 43 ', 43 ", each with a strongly curved, oppositely directed radius on the edges of the associated tool stamps G and S in the long edge region 43 or the opposite long edge region 42.
  • the lowered flat area 40 which has the two elongated kink lines 43 ′, 43 ′′ shown in FIG. 4b on two long edges 43, 42 in FIG. 3, has a ramp-like area 45 which elastically connects the lowered area to the rest of the cover mirror 10 4a, which can be seen between the tools R and S.
  • the short edge area reaches very close to the circumferential groove 20, any kinks and shoulders are avoided in order to allow this ramp area to bulge elastically under pressure that this elasticity is higher in this area
  • the tool with the forming stamps and holding stamps can be inferred from FIGS. 4a and 4b, only those areas of a conventional tool being shown which have been changed compared to the prior art in the sense of the proposed idea.
  • the rest of the tool can be of a conventional nature and will not be described separately here.
  • a ring stamp S the outer shape of which adapts to the shape of the inward-facing vertical wall of the peripheral bead 20 and, corresponding to the two cuts in FIGS is for the full support of the cover mirror 10.
  • a wedge-shaped downwardly extending ring stamp T Radially outside of the support tool S is a wedge-shaped downwardly extending ring stamp T provided, which engages in the circumferential groove 20 with its end face 71a. In the closed position, ie in the lower stroke position or working position of the tool, the end face 71a is located lower than the upward-facing end face 61a (long side) and 61b (narrow side) of the supporting ring punch S.
  • a lowering punch which in the example is elongated and oval, works as a forming punch G, which, with its geometry, determines the geometry of the lowered flat region 40.
  • This stamp is represented with two of its edge regions, the long edge region 51 and the short edge region 50, which have respective end faces 50a, 51a, for contacting the sheet metal of the cover mirror 10 to be formed.
  • a stamp H is shown which does not Has been assigned a forming task here, rather only serves as a relative object with its counter surface 60 for defining a horizontal plane. It can serve as a support stamp for the insertion of score lines in the lowered region 40 or even before it is lowered into the cover mirror 10.
  • Another ring stamp R is shown. It lies opposite the lower ring punch S described and has a holding function, but does not necessarily have to hold the metal cover on the support punch S in a contacting and forceful manner if both the centering ring punch T and the forming punch G forming the depression are arranged on both sides of the support punch S.
  • the reshaping punch G which can be subjected to force in the direction F along an axis that runs approximately perpendicular to the cover mirror 10 or the counter surface 60 of the tool H, defines the shape of the edge areas of the lowered flat area 40 with its end face geometry.
  • the elastic areas 45, 46 from FIG. 3 can be seen from FIG. 4a, they are not formed in steps, but remain as a ramp shape and thus run elastically between the bottom of the depression 40 (shown on the right in FIG. 4b) and the edge of the cover mirror. In FIG.
  • An inner receptacle 52 of the upper forming die G can serve to hold a grip tab 9 or it can have a protective function in order to leave the notch lines and bead geometries already introduced in the lid mirror 10 without contact before it becomes the lowered area 40, only in the edge area of the lowering area to have 40 sheet metal contact.
  • the end face 50a as a web-shaped edge region 50 which, as the end face of the upper punch G, does not cause a lowering here, runs at a narrow angle of preferably 5 °, which can vary in areas up to 3 ° and up to 10 °, with respect to the lower counter surface 60 of the lower stamp H.
  • This angle ⁇ can also be seen from FIG. 5, with the ramp-shaped transition 45 of a section from a cover shown in section, similar to FIG. 3.
  • FIG. 5 is the geometry of the ramp-shaped transition area 45 with an adjoining, circumferential embossing area 30, which is shown asymmetrically in cross section.
  • the annular embossing 30 is shown exaggerated to make it clear.
  • the damping bead 20 is recognizably deep and narrow in order to do its job.
  • the described metal closure lid is mainly used for closing beverage cans in which high pressures of up to 6 or 7 bar can arise in the interior. Other uses are therefore not excluded.

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Abstract

Ein Problem liegt bei Verschlußdeckeln darin, eine Absenkung eines Öffnungsbereiches zu erlauben und eine höhere Druckfestigkeit zur Verfügung zu stellen, so daß mechanische Knick-Verformungen des abgesenkten Bereiches bei Einwirken von flächigem Druck von unten bei höheren Drücken nicht zu befürchten sind. Vorgeschlagen wird dazu ein Verschlußdeckel aus Blech für Getränkedosen mit - von innen nach außen - einem Deckelspiegel (10), einer umlaufenden Dämpfungssicke (20) und einem Falzrand (21), bei welchem Blechverschlußdeckel im Deckelspiegel (10) ein an die Form einer Grifflasche (9) und eines Öffnungsbereiches (8) angepaßter Flachbereich (40) gegenüber der Ebene des Deckelspiegels (10) abgesenkt ist. Der Flachbereich (40) weist längere (42, 43) und kürzere (45, 46) Randbereiche auf, die ihn zum nicht abgesenkten Rest des Deckelspiegels (10) hin begrenzen. Zumindest einer der kürzeren Randbereiche (45) verläuft sanft von der Ebene des abgesenkten Flachbereiches (40) zu der höher liegenden Ebene des Deckelspiegels (10) ansteigend (α), zur Schaffung eines elastisch nachgiebigen Übergangs bei Einwirken von flächigem Druck von der Unterseite des Deckels. Auch ein Werkzeug aus Einzelstempeln (G, R, H, S) zum Ausformen dieses Deckels wird vorgeschlagen.

Description

Sanft abgesenkter Spiegelbereich in einem Blechverschlußdeckel
Das technische Gebiet der Erfindung sind die Blechverschlußdeckel für Getränkedosen, wie sie aus WO-A 95/10373 (Schmalbach-Lubeca) zum Stand der Technik zu rechnen sind. Die Erfindung befaßt sich mit einem Deckelbereich, der im genannten Stand der Technik nicht ausführlicher, sondern nur beiläufig angesprochen ist, namentlich einem abgesenkten Flachbereich im Deckelspiegel, an dem die Grifflasche zum Aufhebeln und der beim Aufhebeln nach innen eingeschwenkte und zuvor an Kerblinien abgetrennte Öffnungsbereich angeordnet sind. Diese beiden Elemente bilden die Öffnungshilfen eines Getränkedosendeckels und sind gemäß der Erfindung in dem abgesenkten Flachbereich angeordnet, der in der Fachsprache oft auch als "depressed panel" bezeichnet wird. Der abgesenkte Flachbereich hat in etwa rechteckige Gestalt, mit einer deutlichen Neigung zu einer langovalen, an der einen Schmalseite breiteren Form, so daß zwei gegenüberliegende lange Seiten und zwei kurze Seiten sich ergeben, welche kurzen Seiten näher an dem Deckelrand bzw. der - den Deckelspiegel zum Falzrand hin begrenzenden - Umfangssicke oder Dämpfungssicke (oft auch als "anti-peaking bead" mit äusserer "chuck wall" zur Anlage an die Behälterwand bezeichnet) liegen.
Das Problem liegt darin, die Absenkung des Öffnungsbereiches zu erlauben und eine höhere Druckfestigkeit zur Verfügung zu stellen, so daß mechanische Knick- Verformungen des abgesenkten Bereiches bei Einwirken von flächigem Druck von unten bei höheren Drücken nicht zu befürchten sind. Die Druckfestigkeit soll verbessert werden.
Erfindungsgemäß wird das erreicht, wenn zumindest einer der kürzeren Randbereiche des abgesenkten Fiachbereichs nicht stufig, sondern elastisch in Form eines sanft von der Ebene des Flachbereichs ansteigenden Übergangs ausgebildet wird (Anspruch 1). Mit diesem elastischen Bereich, der näher an der Dämpfungssicke liegt, kann eine bleibende Verformung bei ansteigendem Druck länger verhindert werden, als wenn eine stufige Ausbildung hier gewählt wird, die aber in den längeren Randbereichen des abgesenkten Flachbereichs weiterhin vorgesehen werden (Anspruch 6).
Besonders dann, wenn nahe des inneren Endes der Dämpfungssicke eine durch Kaltverfestigung hervorgerufene mechanische Sperrzone in Form einer im Querschnitt unsymmetrischen Einprägung verläuft (Anspruch 5), die vollumfänglich angeordnet ist, kann die elastische Nachgiebigkeit des schmalen Übergangs zum abgesenkten Flachbereich eine Ausgleichsmöglichkeit schaffen, die noch bei Drücken von etwa 6 bar eine bleibende Verformung des abgesenkten Flachbereichs vermeiden kann und in diesem Bereich federnd nachgibt. Knickungen entlang der Längsmittelebene des Deckels, längs durch den abgesenkten, insbesondere langovalen Flachbereich, entstehen nicht.
Im Gegensatz zu den eigentlich zu erwartenden, die Steifigkeit und Festigkeit erhöhenden stufenförmigen Randbereichen auch an den kurzen Randbereichen des abgesenkten Flachbereichs, sind die elastischen Übergangsbereiche, die in ihrer Breite auf diesen Bereich beschränkt sind, gegen einen höheren Flächendruck widerstandsfähig.
Das Werkzeug zur Ausbildung dieses Deckels wird betont angesprochen (Anspruch 10,11), wobei es in den besagten Randbereichen nicht scharf stufig ausgebildet ist, sondern zurückversetzt, insbesondere mit einer Schräge verläuft. Im übrigen Bereich, den langen Randbereichen, ist das Werkzeug dagegen weiterhin stufig so ausgebildet, daß es flächig den abgesenkten Flachbereich des Blechverschlußdeckels abzusenken vermag und dadurch eine parallele doppelte Knicklinie mit jeweils einem (gegeneinander gerichteten und umfänglich leicht beabstandeten) Radius entsteht. Bevorzugt ist das Werkzeug so ausgebildet, daß es an beiden Stempelbereichen, die den kurzen Randbereich der Absenkungsfläche im Deckelspiegel ausformen, einen Verlauf hat, der gegenüber dem langen Randbereich zurückversetzt ist, bezogen auf die Gegenfläche des unteren Stempelwerkzeuges.
Die doppelte Knicklinie besteht aus zwei langgestreckten und parallel beabstandeten Linien, an denen jeweils das Deckelblech scharf gekrümmt verläuft in eine Richtung senkrecht zur Erstreckung der Linie, wobei die Krümmung entlang eines Radius gerichtet ist, der bei der ersten Krümmungslinie konkav und bei der zweiten Krümmungslinie konvex verläuft. Der zwischen den beiden Krümmungslinien gebildete Stegbereich verbindet den verbleibenden, weiter oben liegenden Rest des Deckelspiegels mit dem abgesenkten Flachbereich, in dem die Öffnungshilfen des Deckels angeordnet sind. Der Verbindungssteg oder die Verbindungswand zwischen den beiden Krümmungslinien verläuft in etwa zwischen 40° und 60°, insbesondere etwa um 45°, und bildet eine Versteifung in den langgestreckten Bereichen. In den kurzen Randbereichen des abgesenkten Bereiches ist keine Krümmungslinie und kein wesentlicher Knick vorhanden, vielmehr eine elastische, in Rampenform ansteigende Fläche, die eine Breite zwischen etwa 30% und 80% des Abstandes der beiden Krümmungslinien auf der einen Seite zu den beiden Krümmungslinien auf der anderen Seite des abgesenkten Bereiches hat, wobei der Abstand gemeint ist, der jeweils nahe des kurzen Randbereiches liegt (Anspruch 7).
Die Übergangszone zwischen dem Stufenbereich in den längeren Randbereichen und dem elastischen Rampenbereich (Anspruch 8, Anspruch 9) verläuft über einen Radius, in dem der erwähnte schräggestellte Steg zwischen den beiden Krümmungs- oder Knicklinien seine Schrägstellung stetig verliert und zwischen dem anfänglichen starken Neigungswinkel hin zu einem Winkel von etwa Null Grad gegenüber dem Deckelspiegel sich verändert.
In einem Endabschnitt des längeren Randbereiches verläuft dieser Steg nicht nur mit einem veränderten Neigungswinkel, sondern kann auch eine zusätzliche Krümmung aufweisen, zum Einlaufen in den elastischen Rampenbereich, wobei bevorzugt ein hypothetisch gedachter voller Krümmungsverlauf von etwa 90° zur Hälfte entfällt und im übrigen halben Bereich der stetige Wechsel von dem steilen Verbindungssteg zu dem flachen Rampenbereich erfolgt (Anspruch 9).
Eine Alternative ist eine sich stetig in der Höhe verändernde Stegwand, die im Winkel sich nicht wesentlich verändert (Anspruch 9, erste Alternative).
Mit dem Werkzeug zum Ausformen des Deckels wird gleichzeitig ein Verfahren dem Fachmann erläutert, mit dem er einen Deckel so weiter verformen kann oder überhaupt so ausformen kann, daß der abgesenkte Bereich in zumindest einer derjenigen Randbereiche, die nahe der Dämpfungssicke liegen, einen elastischen Übergang statt eines stufigen, versteiften Überganges erhält, den der abgesenkte Bereich in den übrigen, den längeren Randbereichen entsprechenden Streckenabschnitten besitzt.
Der obere erste Stempel, der radial innerhalb eines ringförmigen Haltestempels angeordnet ist, hat in den Bereichen , die nahe an der Dämpfungssicke liegen, eine verkürzte oder zurückversetzte Stirnfläche, die beim Schließen des Stempels, in der unteren Endstellung, einen mehr als parasitären Spalt belassen zwischen der unteren Gegenfläche eines z. B. für Prägen oder Ritzen benötigten Auflagestempels, und dem kurzen Randbereich des oberen Stempels. Die geschlossene Stellung ist die untere Arbeitsstellung, in der die langgestreckten Stirnflächen die längeren Randbereiche des abgesenkten Bereiches so einformen, daß hier eine Stufe entsteht. Bevorzugt ist an beiden kürzeren Randbereichen des oberen ersten Stempels die Stirnfläche zurückversetzt, die insbesondere als ein Steg ausgebildet sein kann, der nur im äußeren Bereich berührend an dem Deckelspiegel anliegt. Radial außerhalb von dem ringförmigen unteren Auflagestempel, der Positionierfunktion und Haltefunktion zugewiesen bekommt, ist ein ringförmiger Zentrierstempel, der in die Dämpfungssicke eingreift, um mit dem ersten oberen Stempel beidseits des erwähnten ringförmigen Auflagestempels eine Fixierung des Deckelspiegels zu ermöglichen.
Der zurückversetzte kurze Randbereich des oberen ersten Stempels bzw. die Stirnseite dieses Stempels kann schräg verlaufen in einem Winkel relativ zu einer gedachten verlängerten Auflagefläche des äußeren unteren Ringstempels oder der unteren Gegenfläche des unteren ersten Stempels. Der Winkel ist größer Null, aber nur klein, insbesondere im Bereich zwischen 3° und 10° (Anspruch 15). Ist der obere erste Stempel mit einem inneren Aufnahmeraum ausgestattet, in dem die Öffnungswerkzeuge aufgenommen werden können, so ist der Steg in dem umfangssicken-nahen kurzen Randbereich mit einer schräg verlaufenden Stirnfläche versehen. Das äußere Ende der Schrägfläche hat dann in Arbeitsstellung (unterer Absenkstellung) des oberen ersten Stempels in etwa dieselbe Höhe, wie die nach oben weisende Stirnfläche des Auflage- und Haltestempels als zweitem unteren Stempel, wobei die Blechstärke des Deckels noch hinzuzunehmen wäre und die Höhe demgemäß um die Blechstärke höher läge, hier aber das Werkzeug ohne eingelegten Deckel beschrieben und beansprucht werden soll.
Es versteht sich, daß der gesamte Deckelspiegel keine vollständig plane Ebene bildet, sondern eine leicht nach außen (oben) gewölbte Fläche bildet, was sich auf die Gesamtgestaltung des Deckels und des abgesenkten Flachbereiches entsprechend auswirkt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.
Figur 1 ist ein Deckelbeispiel mit umlaufendem stufigen Randbereich 41 als Begrenzung eines aus dem Deckelspiegel 10 (panel) abgesenkten
Flachbereiches 40 (depressed panel). Figur 2 ist ein Schnitt entlang der Ebene A-A von Figur 1 mit den zum Umformen und klemmenden Halten verwendeten Umformwerkzeugen G,T,S, während die Stempel R,H vorteilhaft aber nicht unbedingt nötig sind. Figur 3 ist ein Beispiel eines Deckels mit elastischen Übergangsbereichen 45,46 an den Schmalseiten der Begrenzung des Flachbereiches 40. Figur 4a ist ein Schnitt entlang A-A von Figur 3.
Figur 4b ist ein Schnitt entlang B-B von Figur 3, jeweils mit den zum Umformen und klemmenden Halten verwendeten Umformwerkzeugen G,T,S und R,H. Figur 5 ist ein Querschnitt des elastischen Randbereiches 45 zwischen einem kaltverfestigten Prägestreifen 30 und dem abgesenkten Flachbereich 40 (depressed panel).
Aus Figur 1 ist eine Ansicht eines Blechverschlußdeckels mit einem über eine umlaufende Stufe 41 abgesenkten Flachbereich 40 zu ersehen, der langovale Form hat. An den kurzen Randbereichen 41a, die stark gekrümmt verlaufen, reicht der abgesenkte Flachbereich sehr eng an eine umfängliche Nut 20 heran, die im Querschnitt aus Figur 2 deutlicher ersichtlich ist, in welcher der Blechverschlußdeckel besteht aus einem Rand 21 , der zum Falzen an einen Rumpf bestimmt ist, einer "anti- peaking bead" 20 (auch Kernnut oder Umfangsnut genannt) und dem
Deckelspiegel 10, der in der Schnittzeichnung von Figur 2 nur durch den kurzen Streifenbereich 10a zwischen den Stempeln S und R repräsentiert ist und dann über eine scharfe Stufe 41a in den abgesenkten Flachbereich 40 übergeht, in dem die Öffnungshilfen angeordnet sind. Die Hilfen sind eine Aufreißlasche 9 zum durch Schwenken veranlaßten Aufhebeln und ein Öffnungsbereich 8, der durch Kerblinien und Versteifungslinien in dem abgesenkten Bereich 40 vorgesehen ist und sich bis zum anderen kurzen Ende des langovalen Flachbereiches 40 erstreckt, der auf der anderen Seite der Umfangsnut 20 dicht an sie heranreicht. Die beiden längeren Randbereiche verlaufen leicht divergierend und haben einen deutlicheren Abstand von der Umfangsnut 20. Die äußere Form der Aufreißlasche 9 und des von ihm teilüberlappten Öffnungsbereichs 8 sind an den abgesenkten Flachbereich angepaßt. Derselbe Blechverschlußdeckel von Figur 1 ist mit einer veränderten Gestaltung in den kurzen Randbereichen in Figur 3 gezeigt. Hier ist der in Figur 1 noch durchgehend gezeigte, aus einer doppelten Knicklinie 41 ',41" bestehende stufige Rand 41 unterbrochen, zugunsten eines stetig verlaufenden Rampenbereiches 45 bzw. 46 an beiden Enden des abgesenkten Flachbereiches 40, der aus Figur 4a, die den Schnitt A-A darstellt, deutlicher ersichtlich ist. Der Schnitt B-B in Figur 4b veranschaulicht die weiterhin beibehaltene Stufenform an zwei eng benachbarten und parallel verlaufenden Knicklinien 43',43" mit jeweils stark gekrümmtem, gegensinnig gerichtetem Radius an den Kanten der zugehörig formenden Werkzeugstempel G und S in dem langen Randbereich 43 bzw. dem gegenüberliegenden langen Randbereich 42.
Der abgesenkte Flachbereich 40, der an zwei langen Rändern 43,42 in Figur 3 die in Figur 4b ersichtlichen zwei langgestreckten Knickungslinien 43',43" aufweist, hat einen rampenförmig ansteigenden Bereich 45, der elastisch den abgesenkten Bereich mit dem Rest des Deckelspiegels 10 verbindet, der zwischen den Werkzeugen R und S in Figur 4a ersichtlich ist. Hier, wo der kurze Randbereich sehr nahe an die Umfangsnut 20 heranreicht, werden jedwede Knickungen und Absätze vermieden, um ein elastisches Aufwölben dieses Rampenbereiches bei Druckbelastung zu ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß diese Elastizität in diesem Bereich höheren
Drücken zu widerstehen vermag, als wenn Knickungen vorgesehen werden, die zwar in den übrigen, langgestreckten Randbereichen 42,43 des abgesenkten Flachbereiches 40 weiterhin beibehalten werden, aber sowohl jeweils auf einer der beiden Seiten, als auch auf beiden Seiten des umfangssicken-nahen Absenkbereiches 40 vermieden werden.
Das Werkzeug mit den Umformungsstempeln und Haltestempeln erschließt sich aus der Figur 4a und Figur 4b, wobei insoweit nur diejenigen Bereiche eines üblichen Werkzeugs gezeigt werden, die gegenüber dem Stand der Technik im Sinne der vorgeschlagenen Idee verändert sind. Das übrige Werkzeug kann üblicher Natur sein und soll hier nicht gesondert beschrieben werden.
Der eingelegte Deckel liegt auf einem Ringstempel S auf, der sich in seiner äußeren Form an die Gestalt der nach innen weisenden vertikalen Wand der Umfangssicke 20 anpaßt und entsprechend den beiden Schnitten in den Figuren 4a und 4b erkennbar in den längeren Randbereichen des abgesenkten Bereiches 40 breiter ist, zur vollumfänglichen Abstützung des Deckelspiegels 10. Radial außerhalb von dem Stützwerkzeug S wird ein keilförmig nach unten sich erstreckender Ringstempel T vorgesehen, der in die Umfangsnut 20 mit seiner Stirnfläche 71a eingreift. Die Stirnfläche 71a ist in der geschlossenen Stellung, d. h. in der unteren Hubstellung bzw. Arbeitsstellung des Werkzeuges, gegenüber der nach oben weisenden Stirnfläche 61a (Längsseite) und 61 b (Schmalseite) des stützenden Ringstempels S tiefer gelegen. Radial innerhalb von dem Ringstempel S arbeitet ein im Beispiel langgestreckt oval ausgebildeter Absenkstempel als Umformstempel G, der mit seiner Geometrie die Geometrie des abgesenkten Flachbereiches 40 bestimmt. Dieser Stempel ist mit zwei seiner Randbereiche repräsentiert, dem langen Randbereich 51 und dem kurzen Randbereich 50, die jeweilige Stirnflächen 50a, 51a haben, zum Anlegen an das umzuformende Blech des Deckelspiegels 10. Unterhalb des oberen Umformstempels G ist ein Stempel H gezeigt, der keine Umformaufgabe hier zugewiesen bekommen hat, vielmehr nur als Relativobjekt mit seiner Gegenfläche 60 zur Definition einer horizontalen Ebene dient. Er kann als Stützstempel dienen für das Einbringen von Kerblinien in den abgesenkten Bereich 40 oder vor dessen Absenkung noch in den Deckelspiegel 10.
Ein weiterer Ringstempel R ist gezeigt. Er liegt gegenüber dem beschriebenen unteren Ringstempel S und hat Haltefunktion, muß aber nicht zwingend berührend und kräftemäßig den Blechdeckel auf dem Stützstempel S halten, wenn beidseits des Stützstempels S sowohl der zentrierende Ringstempel T als auch der die Absenkung einformende Umformstempel G angeordnet sind.
Der Umformstempel G, der längs einer Achse, die etwa senkrecht zum Deckelspiegel 10 oder der Gegenfläche 60 des Werkzeugs H verläuft, in Richtung F kräftemäßig beaufschlagt werden kann, definiert mit seiner Stirnflächengeometrie die Form der Randbereiche des abgesenkten Flachbereiches 40. Die elastischen Bereiche 45,46 aus Figur 3 werden aus der Figur 4a ersichtlich, sie werden nicht stufig eingeformt, sondern verbleiben als Rampenform stetig verlaufend und damit elastisch zwischen dem (rechts in Figur 4b) eingezeichneten Boden der Absenkung 40 und dem Rand des Deckelspiegels. In Figur 4b wird dagegen deutlich, daß zwei eng benachbarte Knicklinien 43',43" scharfe Krümmungen des Bleches hervorrufen mit einem Verbindungssteg zwischen diesen beiden Knicklinien, der den langen Randbereich 42,43 der Absenkungsfläche 40 definiert. Der Verbindungssteg zwischen den beiden in Figur 3 ersichtlichen Knicklinien verläuft unter etwa 45° und verändert sich in seinem Winkel in dem Bereich, der zu dem Rampenbereich 45 hin verläuft, zu einem Winkel von etwa 0°. Hier sind die langen Randbereiche 42,43 deutlich gekrümmt und haben jeweils etwa die Hälfte eines um 90° verlaufenden Krümmungsumfangs, die anderen 45° werden von der jeweiligen Hälfte 45a,45b der Rampe 45 eingenommen. Es verbleibt dann als der Verbindungssteg nur der Abschnitt 43a bzw. 42a als jeweils gekrümmter Endabschnitt des jeweiligen langen Randbereiches 43 bzw. 42. Entsprechendes gilt für die andere Rampe 46 mit beiden Hälften 46a,46b. Der jeweils kurze stufige Rand 41a von Figur 1 ist somit ersetzt durch die oben Bereiche 43a,45a, 45b,42a, die zur Längsmittelebene A-A des Deckels symmetrisch sind.
Eine innere Aufnahme 52 des oberen Umformstempels G kann zur Aufnahme von einer Grifflasche 9 dienen oder er kann Schutzfunktion haben, um die schon eingebrachten Kerblinien und Sickengeometrien in dem Deckelspiegel 10, bevor er zum abgesenkten Bereich 40 wird, berührungslos zu belassen, um nur im Randbereich des Absenkungsbereiches 40 Blechberührung zu haben.
Die Stirnfläche 50a als stegförmiger Randbereich 50, die als Stirn des oberen Stempels G keine Absenkung hier bewirkt, verläuft in einem schmalen Winkel von bevorzugt 5°, was sich in Bereichen bis zu 3° und bis zu 10° verändern kann, gegenüber der unteren Gegenfläche 60 des unteren Stempels H. Dieser Winkel α ist auch aus Figur 5 ersichtlich, mit dem rampenförmigen Übergang 45 eines im Schnitt dargestellten Ausschnitts aus einem Deckel ähnlich der Figur 3.
Figur 5 ist die Geometrie des rampenförmigen Übergangsbereichs 45 mit einem sich zusätzlich daran anschließenden, umlaufenden Prägungsbereich 30, der unsymmetrisch im Querschnitt dargestellt ist. Die Kaltverfestigungszone durch die Prägung 30, die Material praktisch nur nach radial außen verdrängt, wie es durch einen keilförmigen Ringstempel verdrängt werden kann, sorgt für einen mechanisch steifen Streifen, an den sich der elastische Rampenbereich 45 zum abgesenkten Bereich 40 hin anschließt. Die ringförmige Prägung 30 ist übersteigert eingezeichnet, um sie deutlich zu machen. Die Dämpfungssicke 20 ist erkennbar tief und schmal, um ihrer Aufgabe gerecht zu werden.
Der beschriebene Blechverschlußdeckel wird vorwiegend für das Verschließen von Getränkedosen, bei denen hoher Druck bis zu 6 oder 7 bar im Innenraum entstehen kann, verwendet. Andere Verwendungen sind deshalb nicht ausgeschlossen.

Claims

Ansprüche:
1. Verschlußdeckel aus Blech für Getränkedosen mit - von innen nach außen - einem Deckelspiegel (10), einer umlaufenden Dämpfungssicke (20) und einem Falzrand (21), bei welchem Verschlußdeckel im Deckelspiegel (10) ein an die
Form einer Grifflasche (9) und eines Öffnungsbereiches (8) angepaßter Flachbereich (40) gegenüber der Ebene des Deckelspiegels (10) abgesenkt ist, wobei
(a) der Flachbereich (40) längere (42,43) und kürzere (45,46) Randbereiche aufweist, die ihn zum nicht abgesenkten Rest des Deckelspiegels (10) hin begrenzen;
(b) zumindest einer der kürzeren Randbereiche (45) sanft von der Ebene des abgesenkten Flachbereiches (40) zu der höher liegenden Ebene des Deckelspiegels (10) ansteigend ( ) verläuft, zur Schaffung eines elastisch nachgiebigen Übergangs bei Einwirken von flächigem Druck von der
Unterseite des Deckels.
2. Blechverschlußdeckel nach Anspruch 1 , bei dem beide kurzen Randbereiche (45,46) sanft ansteigend verlaufen.
3. Blechverschlußdeckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem die zwei kürzeren Randbereiche näher an der Dämpfungssicke (20) liegen.
4. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem die längeren Randbereiche (42,43) eng an die Form des Randes der Grifflasche und des
Öffnungsbereiches (8,9), die sich teilweise überlappen, an der jeweiligen Seite angepaßt sind.
5. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem zwischen dem sanften Randbereich (45,46) und der Dämpfungssicke (20) eine Zone unsymmetrischer
Prägung (30) verläuft, die eine starke Verfestigung des Werkstoffes im Übergangsbereich zur Dämpfungssicke (20) schafft, so daß - ausgehend vom radial inneren Ende dieser Sicke (20) und radial nach innen verlaufend - zuerst eine starke, durch Kaltverfestigung erzeugte Sperrzone (30) und daran anschließend ein in seiner Breite begrenzter elastisch nachgiebiger
Übergang (45,46) zum abgesenkten Flachbereich (40) bestehen.
6. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem die langen Randbereiche (42,43) im wesentlichen stufig von dem abgesenkten Flachbereich (40) zur Ebene des verbleibenden Deckelspiegels (10) verlaufen, insbesondere über zwei in Umfangsrichtung beabstandete Krümmungslinien (43',43"), an denen sich das Deckelblech stark gegeneinander gerichtet krümmt.
7. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem der sanft ansteigende Bereich (45,46) rampenförmig ist, insbesondere mit einer Breite zwischen 30% und 80% des jeweiligen Abstandes der beiden längeren Randbereiche (43,42).
8. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem der längere Randbereich (43,42) in seinem Endabschnitt (43a,42a) zum kurzen Randbereich (45,46) mit einer Krümmung über einen Radius verläuft und von der Krümmungslänge (Umfangssegment) etwa die Hälfte als wenig bis überhaupt nicht elastisch nachgiebige Übergangsstufe zwischen abgesenktem Flachbereich (40) und verbleibendem Deckelspiegel (10) und die verbleibende Krümmungslänge (45a,46a) den kurzen Randbereich (45,46) auf der einen Deckelhälfte bildet, der sanft ansteigend zwischen abgesenktem Flachbereich (40) und dem Rest des Deckelspiegels (10) verläuft.
9. Deckel nach einem voriger Ansprüche, bei dem in einer jeweiligen Grenzzone des Endes (43a,42a) des langen stufigen Randbereiches zum elastisch nachgiebigen kurzen Randbereich (45,46) - die Stufe stetig an Höhe verliert, zwischen einer maximalen Höhe, die die
Absenkung des Flachbereiches (40) etwa in der Deckelmitte festlegt und dem Fehlen jedweder Stufe im kurzen Randbereich (45,46); oder ein die Stufe bildender Verbindungssteg stetig neigungsverändert verläuft, um sich von einem steilen Ausgangs-Neigungswinkel im Bereich zwischen 40° und 50° zu einem Neigungswinkel von etwa 0° zu verändern.
0. Werkzeug zur Ausformung eines Deckels nach einem voriger Ansprüche, bei dem
(a) ein oberer erster Stempel (G) und ein unterer erster Stempel (H) vorgesehen sind, der obere Stempel zwei lange und zwei kurze Randbereiche (50,51) mit jeweiligen Stirnflächen (51a, 50a) und der untere
Stempel eine im wesentlichen horizontal verlaufende Gegenfläche (60) aufweist, die zum ersten Stempel (G) zeigt, wobei der obere, erste Stempel gegenüber dem unteren ersten Stempel entlang einer Verschiebeachse relativ verschiebbar ist (F), um einen flächigen Bereich (40) aus dem Deckelspiegel (10) des Deckels abzusenken;
(b) um den oberen Stempel (G) ein oberer (R) und um den unteren Stempel (H) ein unterer (S) zweiter Haltestempel angeordnet sind, zum Aufnehmen, insbesondere klemmenden Halten, des Deckelspiegelbereichs außerhalb des abgesenkten Flachbereiches (40);
(c) die Stirnfläche (51a) des äußeren langen Randbereichs (51) des ersten oberen Stempels (G) etwa parallel zu der Gegenfläche (60) des ersten unteren Stempels (H) verläuft und die Stirnfläche (51a) zumindest eines der beiden kurzen Randbereiche (50) des oberen ersten Stempels (G) zurückversetzt so verläuft, daß in geschlossener Stellung zwischen oberem und unterem ersten Stempel (G,H) zu der Gegenfläche (60) ein deutlicher - im Querschnitt insbesondere keilförmig gestalteter - Spalt (54) verbleibt.
1. Werkzeug zur Ausformung eines Deckels mit einem Deckelspiegel (10) und einer umlaufenden, tiefen Umfangssicke (20) sowie einem sich daran radial außerhalb anschließenden Randbereich (21), bei welchem Werkzeug
(a) ein erster oberer Stempel (G), ein zweiter unterer Stempel (S) sowie ein von oben einwirkender Zentrierringstempel (T) mit jeweiligen
Stirnflächen (50a,51a;61a,61b;71a) in radialer Richtung von innen nach außen relativ zueinander angeordnet sind;
(b) die Stirnflächen des ersten oberen Stempels (G) und des Zentrierringstempels (T) in unterer Endstellung (geschlossener Stellung) unterhalb der Stirnfläche (61a, 61b) des zweiten unteren Stempels (S) zu liegen kommen, um den Deckel zu positionieren und einen inneren flächigen Bereich (40) des Deckelspiegels (10) relativ zu dem Rest des Deckelspiegels abzusenken; aber
(c) die Stirnfläche (50a) des ersten oberen Stempels (G) in zumindest einem (50) von zwei nahe oder näher an dem Zentrierringstempel (T) gelegenen Randbereichen zurückversetzt ist gegenüber der übrigen Stirnfläche (51a) des oberen ersten Stempels (G), die von dem Zentrierringstempel (T) weiter entfernt ist, um in den umfangssicken- nahen Bereich des Deckelspiegels einen sanften Übergang (45,46) ohne wesentliche Knickstelle vom Rand des Deckelspiegels zum flächigen abgesenkten Bereich (40) zu belassen und im umfangssicken-entfernten Randbereich des abgesenkten Bereichs (40) mit der Stirnfläche (51a) des oberen ersten Stempels eine Stufenform (42,43) zum abgesenkten Bereich (40) einzuformen.
12. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem die kurzen und langen Randbereiche (50,51) bzw. die Stirnflächen (50a, 51a) des oberen ersten Stempels (G) als Stege ausgebildet sind und zwischen sich einen zurückversetzten Aufnahmeraum (52) begrenzen.
13. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem die Stirnfläche (50a) des zurückversetzten kurzen Randbereichs (50) in einem kleinen Winkel (α) größer Null gegenüber der Gegenfläche (60) verläuft, insbesondere etwa beginnend auf der Höhe der Stirnfläche (61b) des zweiten, unteren Stempels (S), in geschlossener Stellung entsprechend der unteren Endstellung des
Stempelhubes.
14. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem beide kurzen Randbereiche bzw. beide Stirnflächen des oberen ersten Stempels (G) zurückversetzt sind.
15. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem die Stirnflächen (50a) der beiden kurzen Randbereiche (50) des ersten oberen Stempel (G) schräg, insbesondere in einem Winkel von zwischen 3° und 10° gegenüber einer Gegenfläche (60) des unteren ersten Stempels (H) verlaufen.
16. Werkzeug nach Anspruch 10, bei dem um den zweiten, unteren Haltestempel (S) ein von oben einwirkender Zentrierring (T) vorgesehen ist, zum Eingriff in eine um den Deckelspiegel (10) umlaufende Sicke (20) des Deckels und zum Fixieren des Deckels relativ zum zweiten, unteren Haltestempel (S), wenn der erste, obere Stempel (G) den flächigen Bereich (40) aus dem Deckelspiegel (10) absenkt.
17. Werkzeug nach Anspruch 11 oder 10, bei dem die zumindest eine Stirnfläche (50a) des ersten oberen Stempels (G) in dem Randbereich, der näher an dem in die Umfangssicke (20) eingreifenden Zentrierringstempel (T) angeordnet ist, etwa auf derselben Höhenlage in geschlossener Stellung des Werkzeuges verbleibt, in der auch die nach aufwärts weisende
Stirnfläche (61 ) des zweiten, unteren Stempels (S) steht.
18. Werkzeug nach Anspruch 10 oder 11 , bei dem der erste, obere Stempel (G) im wesentlichen langoval ist, insbesondere mit zwei leicht divergierenden Längsseiten und zwei verschieden langen Schmalseiten.
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