EP3837063B1 - Dosenverpackung, sowie vorrichtung und verfahren zur herstellung dessen rohlings - Google Patents

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EP3837063B1
EP3837063B1 EP19752178.4A EP19752178A EP3837063B1 EP 3837063 B1 EP3837063 B1 EP 3837063B1 EP 19752178 A EP19752178 A EP 19752178A EP 3837063 B1 EP3837063 B1 EP 3837063B1
Authority
EP
European Patent Office
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die
wall
blank
height
packaging
Prior art date
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Active
Application number
EP19752178.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3837063A1 (de
EP3837063C0 (de
Inventor
Stephan Ebner
Gustav-Konstantin GROSS
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Linhardt GmbH and Co KG
Original Assignee
Linhardt GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Linhardt GmbH and Co KG filed Critical Linhardt GmbH and Co KG
Publication of EP3837063A1 publication Critical patent/EP3837063A1/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP3837063C0 publication Critical patent/EP3837063C0/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00—Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02—Making uncoated products
    • B21C23/20—Making uncoated products by backward extrusion
    • B21C23/205—Making products of generally elongated shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/12—Cans, casks, barrels, or drums
    • B65D1/14—Cans, casks, barrels, or drums characterised by shape
    • B65D1/16—Cans, casks, barrels, or drums characterised by shape of curved cross-section, e.g. cylindrical
    • B65D1/165—Cylindrical cans
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D1/00—Containers having bodies formed in one piece, e.g. by casting metallic material, by moulding plastics, by blowing vitreous material, by throwing ceramic material, by moulding pulped fibrous material, by deep-drawing operations performed on sheet material
    • B65D1/40—Details of walls
    • B65D1/42—Reinforcing or strengthening parts or members
    • B65D1/46—Local reinforcements, e.g. adjacent closures

Definitions

  • the invention relates to a can packaging, a can packaging blank and a device and a method for their production.
  • Can packaging is often formed from blanks that have been produced using an extrusion process.
  • An extrusion process is a forming process in which a workpiece is formed using compressive stress.
  • the direction of flow of the material relative to the direction of punch movement provides the basis for the distinction between forward extrusion (material flow and direction of punch movement are the same), backward extrusion (material flow and direction of punch movement are opposite) and transverse extrusion (material flow transverse to the direction of punch movement).
  • the production of a thin-walled metal tube by backward extrusion is in the DE 29 32 016 C2 described.
  • the DE 197 08 826 A1 describes a can made of thin-walled sheet metal, consisting of a bottom part made in one piece by extrusion, an adjoining, tubular middle part and a lid located on the side of the middle part opposite the bottom part and connected to the middle part by flanging.
  • the base part has ribs, beads or the like, which are introduced into the base part in the course of the extrusion process when producing the base part with a central part.
  • the DE 41 33 340 A1 describes the production of a capacitor cup housing with alternating thinner and thicker wall thicknesses by backward extrusion, with the thinner wall thicknesses forming triangular weakenings as predetermined breaking areas.
  • the preamble of patent claim 1 is based on this publication.
  • US 6,126,034 A discloses the production of a can packaging blank with alternately thinner and thicker wall thicknesses by ironing the wall of a can blank made of sheet metal.
  • a circumferential waist of the can for example, means that the interior of the can initially tapers and then widens again towards the bottom of the can.
  • problems arise when filling the can packaging, which can only be done with lower pressures and therefore more time.
  • Problems also arise when emptying the can packaging, as any shape that deviates from a smooth, continuous inner surface promotes the retention of content residues and makes it more likely.
  • the present invention is based on the object of providing a can packaging which has a haptically distinguishable outer surface and at the same time can be filled easily and quickly and emptied with as little residue as possible.
  • This object is achieved according to the invention by the device for producing a can packaging blank according to independent claim 1, by the method for producing a can packaging blank according to independent claim 9, and by the can packaging according to independent claim 12. Further advantageous aspects, details and refinements of the invention result from the dependent claims, the description and the drawings.
  • the present invention provides an apparatus for producing a can packaging blank by reverse extrusion.
  • the device has a die and a press punch, the die having a die base and a die wall with a die wall height.
  • the die wall In its area adjacent to the die base, the die wall has at least one projection with a predetermined width, a predetermined height, a predetermined depth and a predetermined cross section, the height of the projection being a maximum of 95% of the die wall height.
  • a haptically perceptible design can be achieved the outside of the wall of a can packaging blank or the can packaging made from this blank, without there being any change to the inner surface of the wall of the can packaging blank or the can packaging.
  • the structuring of the outer surface, i.e. the outside of the wall of the can packaging blank does not take place by subsequent deformation, as is known from the prior art, but rather during the manufacturing process when the can packaging is created. During all subsequent deformation steps, the wall of the can packaging is dented, notched, bulged or otherwise changed while maintaining the previously formed wall thickness.
  • the structuring of the outside of the wall caused by the device according to the invention for producing a can packaging blank takes place directly during the manufacturing process by backward extrusion by varying the wall thickness of the can packaging blank.
  • the projection provided in the area of the die wall adjacent to the die base causes the backward-flowing metal in the area of the projection to create a recess shaped in accordance with the shape of the projection in the wall of the can packaging blank that is being formed.
  • the simplest example is a point-shaped tip with a height of 0.1 mm as a projection on the die wall. This tip leaves a groove 0.1 mm deep in the metal flowing past and forming the wall.
  • this depression that is visible on the outside has no counterpart in the form of an increase on the inside of the can wall. This remains smooth and continuous like can packaging without any structuring on the outside.
  • the number of projections and their distribution over the circumference of the die wall can be varied.
  • the outside of the wall can be designed, for example, in the form of two grooves arranged closely next to one another, but can also be designed as a large number of grooves distributed in relief over the circumference of the can packaging.
  • the shape of the projection as well as its width, height, depth and cross section can also be varied. In this way, relief-like depressions that are visible on the outside can be created in the wall of the can packaging in practically any variety.
  • a projection with a semicircular cross-section with a circle radius of 1 mm creates a semicircular depression with a maximum depth of 0.5 mm in the wall of the can packaging.
  • a recess in the wall of the can packaging is formed only over the partial area of the can packaging, which is formed from the section of the blank that comes into contact with the respective projection.
  • the projection measured from the die base along the die wall has a height of 1 mm and a blank with a thickness of 2 mm is used to form the can packaging blank
  • the groove formed by the projection extends over 50% of the can packaging blank starting at the bottom vertical extent of the can packaging blank.
  • the blank has a thickness of 4 mm
  • the groove only extends over 25% of the vertical extent of the can packaging blank. The reason for this is that the material with a thickness of 3 mm does not come into contact with the projection at all, so it cannot form a corresponding depression.
  • a can packaging blank is provided with a tapered shoulder and a rolled edge at its open end during its further processing into a can packaging.
  • the rolled edge is used for the subsequent attachment of a closure cap, a dosing device or another applicator of any design.
  • a tight connection between the cap and the cap is absolutely necessary Can packaging, as it must be prevented that the contents escape unintentionally. Such a tight connection can only be ensured if the outside of the wall of the can packaging blank is smooth in the area intended to form the shoulder and rolled edge.
  • the predetermined height of a projection corresponds to the maximum extent of the projection in a direction parallel to the die wall.
  • the height of a projection can of course vary over the width and also over the depth of the projection.
  • the height of the projection provided in the area of the die wall adjacent to the die base or the height of the projections provided is a maximum of 95% of the die wall height.
  • a score is a surface imperfection that is a linear depression with a rounded or flat base.
  • a crack has a sharp base and grooves are created by the ideal geometric shape of the tool cutting edge.
  • the different shape of the projection or projections provided on the die wall can produce an extremely large variety of depressions on the outside of the can packaging blank, which are referred to as the “relief-like design” of this outside. All structuring of the wall of the can packaging blank that is visible on the outside as a depression is referred to as “striations” in the context of the present text, regardless of their specific design and regardless of the definitions cited above.
  • the die wall preferably has several projections in its area adjacent to the die base.
  • this embodiment significantly increases the possible variations in the design of the structure of the outside of the can packaging blank and a can packaging made from it. It should be made clear that over the circumference of the die wall a number of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27 , 28, 29, 30, .... projections can be provided.
  • any number of projections can have the same width, height, depth and cross-section, while another group of projections can also have the same width, height, depth and cross-section, but which differ from those of the first group. It is also possible for all of the projections to have different widths and/or different heights and/or different depths and/or different cross-sections. In principle, any combination of projections can be selected, each of which has a specific width, height, depth and cross section. However, the height of each of the projections provided in the area of the die wall adjacent to the die base may be a maximum of 95% of the die wall height.
  • the width of a particular projection in all embodiments of the present invention corresponds to the maximum extent of the projection in a direction parallel to the die bottom. Since the die wall usually has a curvature in a plane parallel to the die base and it can be advantageous to equip the projection with the same curvature, the width of the projection in these cases corresponds to the length of a line curved according to the curvature of the die wall. It is clear to the person skilled in the art that in principle there are an infinite number of directions parallel to the die base, and also that a specific projection can be described by a large number of the curved lines mentioned, by the statement that the width of a specific projection corresponds to the maximum extent of the projection, However, this width is clearly defined. Even if the projection has any shape and varies in width over its height, its maximum width can be specified.
  • the height of a particular projection corresponds to the maximum extent of the projection in a direction parallel to the die wall.
  • the height of a projection can of course vary over the width and also over the depth of the projection.
  • the depth of a particular projection in all embodiments of the present invention corresponds to the maximum extent of the projection in a direction perpendicular to the die wall.
  • the depth of a projection can of course vary over the width and also over the height of the projection.
  • the projections or a single projection can have any width, which is only limited by the circumference of the can packaging blank produced with the help of the die.
  • the width of a projection can therefore be, for example, a quarter, a third or even half of the circumference of the can packaging blank.
  • the projections preferably have a width of 0.1 mm to 10 mm, particularly preferably 0.5 mm to 5 mm and particularly preferably 1 mm to 2.5 mm. If several projections are provided, any number of projections can have an identical first width, which is for example in the range between 1.5 mm and 2 mm, while another group of projections can have an identical second width, but which differs from that first width and is, for example, in the range between 2 mm and 2.5 mm.
  • the two groups of projections and thus also the two groups of grooves in the wall of the can packaging can be designed opposite one another as sections with grooves of the same width.
  • grooves of different widths can also alternate one after the other.
  • all of the projections can have different widths.
  • any combination of projections can be selected, each of which has a specific width. It is obvious to the person skilled in the art that simply because of the variation in the width of the projections, an almost infinite variety opens up for a relief-like design of the outside of the can packaging blank and the can packaging made from it.
  • the number of groups of grooves of the same width is only limited by the size of the can packaging.
  • the projections preferably have a height of 0.1 mm to 30 mm, particularly preferably 0.5 mm to 10 mm and particularly preferably 1 mm to 5 mm. If several projections are provided, any number of projections can have an identical first height, for example in the range between 2 mm and 3.5 mm, while another group of projections can have an identical second height, but which differs from that first height and is, for example, in the range between 3.5 mm and 4.5 mm. Since a specific can packaging blank is made from a specific blank which has a specific thickness, projections of different heights in the wall of the can packaging blank create grooves of different lengths in the longitudinal direction of the can packaging blank.
  • the two groups of projections mentioned and thus the two groups of grooves in the wall of the can packaging can be opposite one another as sections with grooves of each be of the same length.
  • grooves of different lengths can also alternate one after the other.
  • all of the projections can have different heights.
  • any combination of projections can be selected, each of which has a specific height. It is obvious to the person skilled in the art that simply because of the variation in the height of the projections, an almost infinite variety opens up for a relief-like design of the can packaging blank and the can packaging made from it.
  • the number of groups of grooves of the same height is only limited by the size of the can packaging.
  • the height of the projections can also be varied continuously according to a specific pattern, whereby, for example, grooves of different lengths are created around the entire circumference of the can packaging blank or the can packaging, which, in their sequence, reproduce a wave pattern, for example.
  • the projections preferably have a depth of 0.01 mm to 1 mm, particularly preferably 0.05 mm to 0.5 mm and particularly preferably 0.1 mm to 0.25 mm. If several projections are provided, any number of projections can have an identical first depth, which is for example in the range between 0.15 mm and 0.2 mm, while another group of projections can have an identical second depth, which however differs from the first depth and is, for example, in the range between 0.2 mm and 0.25 mm.
  • the two groups of projections and thus also the two groups of grooves in the wall of the can packaging can be designed opposite one another as sections with grooves of the same depth.
  • grooves of different depths can also alternate one after the other.
  • all of the projections can have different depths.
  • any combination of projections can be selected, each of which has a specific depth. It is obvious to the person skilled in the art that simply because of the variation in the depth of the projections, an almost infinite variety opens up for a relief-like design of the can packaging blank and the can packaging made from it.
  • the number of groups of grooves of the same depth is only limited by the size of the can packaging.
  • the projections provided in the area of the die wall adjacent to the die base have a cross section parallel to the die base, the cross section being designed in the shape of a segment of a circle, in particular semicircular.
  • the circular segment-shaped cross section of the projections can be chosen practically arbitrarily within technical limits that are obvious to those skilled in the art.
  • the cross sections mentioned result in grooves that have a particularly demanding tactile and optical appearance and are therefore preferred in the context of the present invention.
  • the projections are preferably arranged circumferentially over the entire circumference of the die wall.
  • the can packaging blank produced with the help of the die and the can packaging produced from it have a haptically and visually similar or even identical impression over the entire circumference.
  • the press ram preferably has a circumferential bead in its edge region adjacent to the die base in the state of use.
  • the thickness of the wall of the can packaging blank is defined by the gap remaining between the bead and the die wall. In the area of a projection of the die wall, the gap remaining between the bead and the projection defines the thickness of the wall of the can packaging blank in the area of a groove.
  • the can packaging blank and also the can packaging produced from it can in principle have a horizontal cross-section that is chosen practically arbitrarily within technical limitations that are obvious to the person skilled in the art.
  • This cross section corresponds to the cross section of the die wall parallel to the die base.
  • Can packaging blanks very often have the shape of a hollow, vertical circular cylinder.
  • the die bottom forms a hollow, vertical circular cylinder with the die wall.
  • the diameter of this circular cylinder parallel to the die base is preferably between 10 mm and 120 mm.
  • An oval cross section of the can packaging blank parallel to the die base is also easy to implement and visually appealing. The same applies to a rectangular, square, triangular or generally polygonal cross section. However, it should be emphasized again that basically any conceivable cross-sectional shape is possible.
  • the diameter of the blank is preferably chosen so that the blank rests in its edge area on the projections after being inserted into the die before the press punch is inserted.
  • the press stamp is then inserted into the die and exerts pressure on the blank.
  • the blank material is then first pressed down to the die base and is then in contact with these projections via the height H of the projections.
  • the projections provided in the area of the die wall adjacent to the die base have a predetermined height, the predetermined height being a maximum of 95% of the thickness of the blank.
  • the projections provided in the area of the die wall adjacent to the die base have a predetermined height, the predetermined height being a maximum of 75%, particularly preferably a maximum of 50%, of the thickness of the blank.
  • the projections provided in the area of the die wall adjacent to the die base have a predetermined height, the predetermined height being at least 5%, preferably at least 15%, particularly preferably at least 25% of the thickness of the blank.
  • the preferred embodiments described here relate to advantageous variants of a method for producing a can packaging blank by reverse extrusion, which is carried out using an apparatus for producing a can packaging blank by reverse extrusion with a die and press punch as described above.
  • the limitation provided for in the invention according to which the height of the projection provided in the area of the die wall adjacent to the die base or the height of the projections provided is a maximum of 95% of the die wall height, is therefore also met in any case when carrying out the method for producing a can packaging blank by backward extrusion .
  • this limitation ensures that the area of the can packaging blank, which is intended to form the shoulder and the rolled edge of the can packaging, has no depression or relief-like structure on the outside of its wall.
  • the shape of the grooves in the can packaging blank by matching the height of the projection or projections and the thickness of the blank used to produce the can packaging.
  • the relief-like structure in the wall of the can packaging blank is formed only over the partial area of the can packaging blank, which is formed from the section of the blank that comes into contact with the projections.
  • the projection measured from the die base along the die wall has a height of 2 mm and a blank with a thickness of 3 mm is used to form the can packaging blank
  • the groove formed by the projection extends over 66% of the can packaging starting at the bottom vertical extent of the can packaging.
  • the blank is 4 mm thick, the groove only extends over 50% of the vertical extent of the can packaging. The reason for this is that the material with a thickness of 2 mm does not come into contact with the projections at all, and therefore cannot form a corresponding depression.
  • the blank used in the method according to the invention or the blank used together with the device according to the invention consists of metal, in particular aluminum, an aluminum alloy or copper.
  • Reverse extrusion processes can be carried out particularly well and advantageously with suitable metals known to those skilled in the art.
  • Aluminum and copper are particularly suitable and aluminum is particularly preferred.
  • any type of suitable metal alloy known to those skilled in the art, in particular aluminum alloy can also be used.
  • the person skilled in the art usually selects the material of the blank depending on the properties desired for the finished can packaging.
  • the present disclosure also includes a can packaging blank having a major axis defining a longitudinal direction and a wall having an outside and an inside.
  • the wall of the can packaging blank has a variable wall thickness at least over a portion of the can packaging blank that extends in the longitudinal direction.
  • the portion of the can packaging blank with variable wall thickness extends from the bottom of the can packaging blank over a maximum of 95% of the height in the longitudinal direction of the can packaging blank.
  • the variable wall thickness is caused by the fact that only the outside of the wall is designed in relief.
  • the partial area of the can packaging blank therefore extends with a variable wall thickness starting from the bottom of the can packaging blank over a maximum of 95% of the height in the longitudinal direction of the can packaging blank.
  • this limitation ensures that the area of the can packaging blank, which is intended for the subsequent formation of the shoulder and the rolled edge of the can packaging, does not have any recess or relief-like structure on the Has the outside of its wall.
  • the smooth, continuous outside in this area ensures a tight connection between the cap and the can packaging.
  • the very fundamental advantage of the method according to the invention and the device according to the invention is that, in contrast to the can packaging known from the prior art with a structured outer surface, the structuring of the outer surface caused by the device according to the invention for producing a can packaging blank occurs directly during the manufacturing process by backward extrusion by varying the wall thickness of the can packaging blank.
  • the projection provided in the area of the die wall adjacent to the die base causes the metal flowing backwards in the area of the projection to create a recess in the wall of the can packaging blank that is being formed, which is shaped in accordance with the shape of the projection.
  • such a depression that is visible on the outside of the can packaging blank has no equivalent in the form of an elevation on the inside of the wall of the can packaging blank.
  • Can packaging blanks and subsequently can packaging are therefore formed which have a discontinuous or variable wall thickness in their cross-sectional area at least over a partial area extending in the longitudinal direction, the variable wall thickness being caused by the fact that only the outside of the wall is designed in a relief-like manner.
  • Such Can packaging or can packaging blanks are not known from the prior art, regardless of the process used to produce them.
  • variable wall thickness is caused by the fact that only the outside of the wall is designed in relief.
  • the inside of the wall of the can packaging blank remains unchanged, i.e. it is smooth and continuous, like a can packaging without structuring on the outside.
  • the die base can be circular, oval, rectangular, square, triangular or polygonal, with the die wall being arranged vertically on the die base.
  • the cross section of the die parallel to the die base can also have a circular, oval, rectangular, square, triangular or polygonal shape. It is clear to the person skilled in the art that can packaging blanks can be produced in an analogous variety of shapes with the help of such devices.
  • a cross-sectional area of the can packaging blank arranged perpendicular to the main axis HA of the can packaging blank can accordingly have not only a circular shape, but also an oval, rectangular, square, triangular or polygonal shape. What all embodiments have in common is the fact that the variable wall thickness is caused exclusively by a relief-like design on the outside of the wall.
  • the statement that the inside of the wall of the can packaging blank is smooth and continuous therefore means, for example in the case of a circular cross section, that the inside of the wall has a constant curvature.
  • continuous does not refer to the entire inside, since there can be no question of a "continuous" transition at the edges of the square.
  • smooth and continuous or “steady” refers to each of the four interior surfaces of the square.
  • the feature that “only the outside of the wall is designed in relief” also includes the statement that such a relief-like design does not exist on the inside of the wall. There are no depressions, elevations or other structures on the inside.
  • the portion of the can packaging blank with variable wall thickness extends, starting from the bottom of the can packaging blank, over a maximum of 90%, preferably a maximum of 85%, particularly preferably a maximum of 80%, particularly preferably a maximum of 75% and most preferably a maximum of 50% of the height in the longitudinal direction of the can packaging blank .
  • the portion of the can packaging blank with variable wall thickness extends from the bottom of the can packaging blank over at least 5%, preferably at least 15%, particularly preferably at least 25% of the height in the longitudinal direction of the can packaging blank.
  • the groove-like depressions extending from the outer surface into the wall of the can packaging blank run parallel to the main axis (HA) of the can packaging blank.
  • the present disclosure also includes a can packaging blank made using any of the above-described apparatus for producing a can packaging blank by reverse extrusion.
  • the present disclosure also includes a can packaging blank made by one of the methods described above for producing a can packaging blank by reverse extrusion.
  • the present invention also includes a can packaging manufactured using one of the can packaging blanks described above.
  • a can packaging blank produced according to an embodiment of the present disclosure in order to produce the finished can packaging, only the steps known to those skilled in the art, such as the formation of the shoulder and crimping the opening of the can packaging blank facing away from the can packaging base, need to be carried out to form a rolled edge. Further developments, advantages and possible applications of the invention also emerge from the following description of exemplary embodiments and from the figures.
  • the Figure 1 shows a schematic representation of a vertical section through a die 2 known from the prior art. Shown are the press ram 3, the die 2 with the die bottom 2.1 and the die wall 2.2.
  • the press stamp 3 has a circumferential bead 5.
  • the press ram 3 is shown at a distance from the die 2, i.e. the situation before the can packaging blank is formed.
  • the blank 6 is inserted into the die 2.
  • the press stamp 3 is inserted into the die 2 and exerts pressure on the blank 6. This pressure stress results in a deformation of the blank 6, which flows upwards in the opposite direction to the direction of stamp movement.
  • the gap remaining between the circumferential bead 5 of the press ram 3 and the die wall 2.2 defines the wall thickness of the can packaging blank formed by backward extrusion.
  • the Figure 2 shows a schematic representation of a vertical section through a device according to the invention for producing a can packaging blank by backward extrusion.
  • the representation is similar to that in the left part of the Figure 1 shown, known from the prior art device.
  • Shown are the press ram 3, the die 2 with the die base 2.1 and the die wall 2.2.
  • the press stamp 3 has a circumferential bead 5.
  • the die wall 2.2 has, in its area adjacent to the die base 2.1, several projections 4 with a width of 1 mm, a height H of 1.5 mm, a depth of 0.15 mm and a trapezoidal cross-section parallel to the die base 2.2.
  • the blank 6 is inserted into the die 2.
  • the blank 6 is made of aluminum and has a thickness HR of 4.5 mm.
  • the height of the die wall HG is 6 mm.
  • the height of the projections 4 is therefore 25% of the height of the die wall.
  • the blank 6 rests on the projections 4 before the press punch 3 is inserted.
  • the press stamp 3 is then inserted into the die 2 and exerts pressure on the blank 6.
  • the blank material is then first pressed down to the die base 2.2 and is then in contact with the projections 4 over a height H of 1.5 mm.
  • the thickness HR of the blank is a factor of 3 greater than the height H of the projections 4, the groove-like depressions in the wall of the can packaging blank formed in this way by backward extrusion extend over a third of the extent of the can packaging blank in the longitudinal direction LR (see Figure 4A ).
  • the Figure 3A shows a schematic representation in a side plan view in detail of a die 2 according to the present invention.
  • the die 2 is shown with the die base 2.1 and the die wall 2.2.
  • the die wall 2.2 has a large number of projections 4 in its area adjacent to the die bottom 2.1.
  • the projections 4 have a width B of 5 mm, a height H of 10 mm, a depth of 0.15 mm and a trapezoidal cross-section parallel to the die base 2.2 (the trapezoidal cross-section is not part of the present invention, but the cross-section in the shape of a segment of a circle).
  • the edges of the projections 4 adjacent to the die base 2.1 are chamfered, so they do not project vertically from the die wall 2.1, but rather run at an angle of around 45 ° relative to the die wall 2.1.
  • All projections 4 in the Figures 3A and 3B shown embodiment of the die according to the invention have the same height, width, depth and the same cross section and are arranged equidistantly spaced from one another and evenly distributed around the entire circumference of the die wall.
  • the Figure 4A shows a schematic representation in a side plan view of a can packaging blank 10 produced by the invention.
  • Figure 4B is a schematic representation of an enlarged section of the section along plane AA Figure 4A shown.
  • the can packaging blank 10 has a main axis HA defining a longitudinal direction LR and a cross-sectional area arranged perpendicular to the main axis HA, the wall 12 of the can packaging blank 10 having an outside 12.1 and an inside 12.2.
  • the wall 12 in the cross-sectional area of the can packaging blank 10 has a variable wall thickness WD, which is caused by groove-like depressions 11 in the outer surface 12.1, the inner surface 12.2 over the area of the groove-like depressions 11 runs continuously.
  • the depth T of the groove-like depressions 11 corresponds to the depth T of the projections 4 of 0.15 mm (see Figure 3B ).
  • the grooves 11 of the can packaging blank 10 formed by the projections 4 of the die 2 have the same height, width, depth and the same cross section and are arranged equidistantly from one another and evenly distributed around the entire circumference of the can packaging blank 10.
  • the Figure 5 shows a schematic representation in a side plan view of a can packaging 20 according to the invention made from the can packaging blank 10 according to Figure 4A .
  • Starting from the can packaging blank 10 according to Figure 4A In order to produce the finished can packaging 20, only the post-processing of the opening of the can packaging blank 10 facing away from the can packaging base, which is known to those skilled in the art, was carried out. This includes, for example, the formation of the can shoulder and the crimping of the can packaging wall at its opening to form the rolled edge 21.

Landscapes

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Description

    Technisches Gebiet
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosenverpackung, einen Dosenverpackungsrohling sowie eine Vorrichtung und ein Verfahren zu deren Herstellung.
    • Stand der Technik
  • Dosenverpackungen werden häufig aus Rohlingen geformt, welche durch ein Fließpressverfahren hergestellt wurden. Bei einem Fließpressenverfahren handelt es sich um ein Umformverfahren, bei dem die Umformung eines Werkstücks durch eine Druckbeanspruchung erfolgt. Die Fließrichtung des Werkstoffs relativ zur Stempelbewegungsrichtung liefert die Basis für die Unterscheidung von Vorwärtsfließpressen (Werkstofffluss und Stempelbewegungsrichtung sind gleich), Rückwärtsfließpressen (Werkstofffluss und Stempelbewegungsrichtung sind entgegengesetzt) und Querfließpressen (Werkstofffluss quer zur Stempelbewegungsrichtung).
  • Die Herstellung einer dünnwandigen Metalltube durch Rückwärtsfließpressen ist in der DE 29 32 016 C2 beschrieben. Die DE 197 08 826 A1 beschreibt eine Dose aus dünnwandigem Blech, bestehend aus einem einteilig durch Fließpressen hergestellten Bodenteil, einem daran anschließenden, rohrförmig aufragenden Mittelteil und einem auf der dem Bodenteil gegenüberliegenden Seite des Mittelteils befindlichen, mit dem Mittelteil durch Bördeln verbundenen Deckel. Das Bodenteil weist Rippen, Sicken oder dgl. auf, die im Zuge des Fließpressvorgangs beim Herstellen des Bodenteils mit Mittelteil in das Bodenteil eingebracht werden. Die DE 41 33 340 A1 beschreibt die Herstellung eines Kondensatorbechergehäuses mit abwechselnd dünneren und dickeren Wandstärken durch Rückwärtsfließpressen, wobei die dünneren Wandstärken dreieckförmige Schwächungen als Sollbruchbereiche ausbilden. Der Oberbegriff von Patentanspruch 1 beruht auf dieser Offenlegungsschrift. US 6 126 034 A offenbart die Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings mit abwechselnd dünneren und dickeren Wandstärken durch Abstreckgleitziehen der Wand eines Dosenrohlings aus Blech.
  • Im Zusammenhang mit Dosenverpackungen besteht häufig der Wunsch diese nicht nur optisch sondern auch haptisch charakteristisch und voneinander unterscheidbar zu gestalten. Üblicherweise wird dies durch eine Verformung bzw. formgebende Behandlung des Dosenverpackungsrohlings bzw. der Dosenverpackung erreicht. Dabei tritt allerdings das Problem auf, dass mit jeder Verformung der äußeren Oberfläche eine entsprechende Verformung der inneren Oberfläche und damit des Dosenbehälterinnenraums einhergeht.
  • Eine umlaufende Taillierung der Dose hat zum Beispiel zur Folge, dass sich der Doseninnenraum zunächst verjüngt und nachfolgend zum Dosenboden hin wieder aufweitet. Als Folge steht zum einen ein im Vergleich zur untaillierten zylinderförmigen Dose verringerter Innenraum zur Verfügungen. Zum anderen treten Probleme bei der Befüllung der Dosenverpackung auf, welche nur mit geringeren Drucken und damit höherem Zeitaufwand erfolgen kann. Auch bei der Entleerung der Dosenverpackung ergeben sich Probleme, da jede von einer glatten, kontinuierlichen Innenoberfläche abweichende Formgebung den Verbleib von Füllgutresten fördert und wahrscheinlicher macht.
  • Es besteht daher weiterhin ein Bedarf an Dosenverpackungen, die eine haptisch unterscheidbare äußere Oberfläche aufweisen und gleichzeitig leicht und schnell zu befüllen sowie möglichst rückstandsfrei zu entleeren sind.
    • Darstellung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Dosenverpackung zur Verfügung zu stellen, die eine haptisch unterscheidbare äußere Oberfläche aufweist und gleichzeitig leicht und schnell zu befüllen sowie möglichst rückstandsfrei zu entleeren ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings gemäß unabhängigem Anspruch 1, durch das Verfahren zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings gemäß unabhängigem Anspruch 9, sowie durch die Dosenverpackung gemäß unabhängigem Anspruch 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Aspekte, Details und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung sowie den Zeichnungen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt eine Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen zur Verfügung. Die Vorrichtung weist ein Gesenk und einen Pressstempel auf, wobei das Gesenk einen Gesenkboden und eine Gesenkwandung mit einer Gesenkwandungshöhe aufweist. Die Gesenkwandung weist in ihrem, dem Gesenkboden benachbarten Bereich zumindest einen Vorsprung mit vorbestimmter Breite, vorbestimmter Höhe, vorbestimmter Tiefe und vorbestimmtem Querschnitt auf, wobei die Höhe des Vorsprungs maximal 95% der Gesenkwandungshöhe beträgt.
  • Durch den erfindungsgemäß in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprung kann eine haptisch wahrnehmbare Gestaltung der Außenseite der Wandung eines Dosenverpackungsrohlings bzw. der aus diesem Rohling hergestellten Dosenverpackung vorgenommen werden, ohne dass es zu einer Veränderung der inneren Oberfläche der Wandung des Dosenverpackungsrohlings bzw. der Dosenverpackung kommt. Die Strukturierung der äußeren Oberfläche, also der Außenseite der Wandung des Dosenverpackungsrohlings erfolgt nämlich nicht, wie aus dem Stand der Technik bekannt, durch eine nachträgliche Verformung, sondern während des Herstellungsvorgangs beim Entstehen der Dosenverpackung. Bei sämtlichen nachträglichen Verformungsschritten wird die Wandung der Dosenverpackung unter Beibehaltung der zuvor gebildeten Wandungsdicke eingedellt, eingekerbt, ausgebeult oder sonst wie verändert. Allen Verformungsschritten gemeinsam ist die Tatsache, dass die an der Außenseite sichtbare Verformung als Negativ an der Innenseite sichtbar wird. Wird nämlich die Dosenwandung eingedellt, so erscheint der entsprechende Bereich an der Außenoberfläche als Senke und an der Innenoberfläche als Erhebung. Umgekehrt gilt das Gleiche: Wird die Dosenwand ausgedellt, so erscheint an der Außenseite eine Erhebung, welche an der Innenseite der Wandung der Dosenverpackung ihre Entsprechung in einer Senke findet.
  • Im Gegensatz dazu erfolgt die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings bewirkte Strukturierung der Außenseite der Wandung direkt während des Herstellungsprozesses durch Rückwärtsfließpressen durch eine Variation der Wandungsdicke des Dosenverpackungsrohlings. Der in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehene Vorsprung bewirkt, dass in dem Bereich des Vorsprungs das rückwärtsfließende Metall eine entsprechend der Form des Vorsprungs geformte Aussparung in der Wandung des sich bildenden Dosenverpackungsrohlings entstehen lässt. Als einfachstes Beispiel sei eine punktförmige Spitze mit 0,1 mm Höhe als Vorsprung an der Gesenkwandung genannt. Diese Spitze hinterlässt in dem vorbeifließenden, die Wandung bildenden Metall eine Riefe mit 0,1 mm Tiefe. Diese an der Außenseite sichtbare Vertiefung findet aber keine Entsprechung in Form einer Erhöhung an der Innenseite der Dosenwandung. Diese bleibt glatt und kontinuierlich wie bei einer Dosenverpackung ohne Strukturierung der Außenseite.
  • Basierend auf dieser grundsätzlichen Idee eines Vorsprungs in Form einer Spitze ergibt sich eine nahezu beliebige Vielzahl an Variationsmöglichkeiten. Zunächst kann die Anzahl an Vorsprüngen und deren Verteilung über den Umfang der Gesenkwandung variiert werden. So kann die Gestaltung der Außenseite der Wandung beispielsweise in Form zweier eng nebeneinander angeordneten Riefen erfolgen, kann aber auch als eine Vielzahl von beliebig über den Umfang der Dosenverpackung reliefartig verteilte Riefen ausgebildet sein.
  • Variiert werden kann auch die Form des Vorsprungs wie auch dessen Breite, Höhe, Tiefe und Querschnitt. So können praktisch in beliebiger Vielfalt reliefartig gestaltete, an der Außenseite sichtbare Vertiefungen in der Wandung der Dosenverpackung erzeugt werden. So entsteht beispielsweise aus einem Vorsprung mit halbkreisförmigem Querschnitt mit Kreisradius 1 mm eine halbkreisförmige Vertiefung mit einer maximalen Tiefe von 0,5 mm in der Wandung der Dosenverpackung. ,
  • Schon diese wenigen genannten Beispiele, welche nachfolgend im Zusammenhang mit den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung noch näher erläutert werden, zeigen die extreme Vielfalt an Gestaltungsmöglichkeit, die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung geschaffen werden.
  • Eine weitere Variationsmöglichkeit ergibt sich durch das Aufeinander-abstimmen der Höhe des Vorsprungs und der Dicke der zur Herstellung der Dosenverpackung eingesetzten Ronde. Eine Vertiefung in der Wandung der Dosenverpackung bildet sich nämlich nur über den Teilbereich der Dosenverpackung aus, der aus dem Abschnitt der Ronde gebildet wird, die mit dem jeweiligen Vorsprung in Kontakt kommt. Besitzt also beispielsweise der Vorsprung gemessen ab Gesenkboden entlang der Gesenkwandung eine Höhe von 1 mm und wird zur Formung des Dosenverpackungsrohlings eine Ronde mit einer Dicke von 2 mm eingesetzt, so erstreckt sich die durch den Vorsprung gebildete Riefe beginnend am Boden des Dosenverpackungsrohlings über 50% der vertikalen Ausdehnung des Dosenverpackungsrohlings. Weist die Ronde eine Dicke von 4 mm auf, so erstreckt sich die Riefe entsprechend nur über 25% der vertikalen Ausdehnung des Dosenverpackungsrohlings. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Material von 3 mm der Rondendicke mit dem Vorsprung überhaupt nicht in Kontakt kommt, also auch keine entsprechende Vertiefung ausbilden kann.
  • Würde man also bei einem 1 mm hohen Vorsprung eine 1 mm dicke Ronde verwenden, so würde sich die Vertiefung über die gesamte Ausdehnung des Dosenverpackungsrohlings in Längsrichtung erstrecken. Dies ist aber nicht erwünscht, da Vertiefungen im Bereich des dem Boden des Dosenverpackungsrohlings abgewandten, offenen Endes des Dosenverpackungsrohlings mit deutlichen Nachteilen verbunden sind. Wie dem Fachmann bekannt, wird ein Dosenverpackungsrohling im Laufe seiner Weiterverarbeitung zu einer Dosenverpackung an seinem offenen Ende mit einer zulaufenden Schulter und einem Rollrand versehen. Der Rollrand dient der nachfolgenden Befestigung einer Verschlusskappe, einer Dosiervorrichtung oder eines sonstigen, beliebig ausgestalteten Applikators. Zwingend erforderlich ist aber eine dichte Verbindung von Kappe und Dosenverpackung, da verhindert werden muss, dass Füllgut ungewollt austritt. Eine solche dichte Verbindung kann nur im Falle einer glatten Außenseite der Wandung des Dosenverpackungsrohlings in dem zur Ausbildung von Schulter und Rollrand vorgesehenen Bereich sichergestellt werden.
  • Die vorbestimmte Höhe eines Vorsprungs entspricht in sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung parallel zur Gesenkwandung. Die Höhe eines Vorsprungs kann selbstverständlich über die Breite und auch über die Tiefe des Vorsprungs variieren. Durch die Aussage, dass die Höhe eines bestimmten Vorsprungs der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung parallel zur Gesenkwandung entspricht, ist diese Höhe aber eindeutig festgelegt.
  • Erfindungsgemäß beträgt die Höhe des in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprungs bzw. die Höhe der vorgesehenen Vorsprünge maximal 95% der Gesenkwandungshöhe. Durch diese Limitierung wird sichergestellt, dass der Bereich des Dosenverpackungsrohlings, welcher zur Ausbildung der Schulter und des Rollrands der Dosenverpackung vorgesehen ist, keine Vertiefung bzw. reliefartige Struktur an der Außenseite seiner Wandung aufweist. Durch die in diesem Bereich vorliegende glatte, kontinuierlich verlaufende Außenseite kann eine dichte Verbindung von Kappe und Dosenverpackung sichergestellt werden.
  • Es soll erwähnt werden, dass es sich bei einer Riefe nach strenger Definition um eine Oberflächenunvollkommenheit handelt, die eine linienförmige Vertiefung mit gerundetem oder flachem Grund darstellt. Im Gegensatz dazu weist ein Riss einen scharfen Grund auf und werden Rillen durch die ideale geometrische Form der Werkzeugschneide erzeugt. Wie bereits ausgeführt kann durch die unterschiedliche Gestalt des an der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprungs bzw. der dort vorgesehenen Vorsprünge eine extrem große Vielfalt an Vertiefungen der Außenseite des Dosenverpackungsrohlings erzeugt werden, welche als "reliefartige Ausbildung" dieser Außenseite bezeichnet werden. Sämtliche an der Außenseite als Vertiefung sichtbare Strukturierungen der Wandung des Dosenverpackungsrohlings werden im Rahmen des vorliegenden Textes als "Riefen" bezeichnet und zwar unabhängig von ihrer konkreten Ausgestaltung und unabhängig von den oben zitierten Definitionen.
  • Bevorzugt weist die Gesenkwandung in ihrem dem Gesenkboden benachbarten Bereich mehrere Vorsprünge auf. Wie bereits ausgeführt erhöht diese Ausführungsform die Variationsmöglichkeiten bei der Gestaltung der Struktur der Außenseite des Dosenverpackungsrohlings und einer daraus hergestellten Dosenverpackung deutlich. Es soll klar gestellt werden, dass über den Umfang der Gesenkwandung hinweg eine Anzahl von 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, .... Vorsprüngen vorgesehen sein kann.
  • Sind mehrere Vorsprünge vorgesehen, so kann eine beliebige Anzahl an Vorsprüngen gleiche Breite, Höhe, Tiefe und Querschnitt aufweisen, während eine andere Gruppe von Vorsprüngen ebenfalls gleiche Breite, Höhe, Tiefe und Querschnitt aufweisen kann, welche sich aber von denen der ersten Gruppe unterscheiden. Ebenso ist es möglich, dass sämtliche Vorsprünge unterschiedliche Breite und/oder unterschiedliche Höhe und/oder unterschiedliche Tiefe und/oder unterschiedlichen Querschnitt aufweisen. Grundsätzlich kann eine beliebige Kombination von Vorsprüngen gewählt werden, die jeder für sich eine bestimmte Breite, Höhe, Tiefe und Querschnitt aufweist. Dabei darf aber die Höhe jedes der in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprünge maximal 95% der Gesenkwandungshöhe betragen.
  • Die Breite eines bestimmten Vorsprungs entspricht in sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung parallel zum Gesenkboden. Da die Gesenkwandung in der Regel in einer Ebene parallel zum Gesenkboden eine Krümmung aufweist und es von Vorteil sein kann, den Vorsprung mit der selben Krümmung auszustatten, entspricht die Breite des Vorsprungs in diesen Fällen der Länge einer entsprechend der Krümmung der Gesenkwandung gekrümmten Linie. Dem Fachmann ist klar, dass grundsätzlich unendlich viele Richtungen parallel zum Gesenkboden existieren, und auch, dass ein bestimmter Vorsprung durch eine Vielzahl der genannten gekrümmten Linien beschrieben werden kann, durch die Aussage, dass die Breite eines bestimmten Vorsprungs der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs entspricht, ist diese Breite aber eindeutig festgelegt. Auch bei einem beliebig geformten, in der Breite über seine Höhe hinweg variierenden Vorsprung kann dessen maximale Breite angegeben werden.
  • Die Höhe eines bestimmten Vorsprungs entspricht in sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung parallel zur Gesenkwandung. Die Höhe eines Vorsprungs kann selbstverständlich über die Breite und auch über die Tiefe des Vorsprungs variieren. Durch die Aussage, dass die Höhe eines bestimmten Vorsprungs der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung parallel zur Gesenkwandung entspricht, ist diese Höhe aber eindeutig festgelegt.
  • Die Tiefe eines bestimmten Vorsprungs entspricht in sämtlichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung senkrecht zur Gesenkwandung. Die Tiefe eines Vorsprungs kann selbstverständlich über die Breite und auch über die Höhe des Vorsprungs variieren. Durch die Aussage, dass die Tiefe eines bestimmten Vorsprungs der maximalen Ausdehnung des Vorsprungs in einer Richtung senkrecht zur Gesenkwandung entspricht, ist diese Tiefe aber eindeutig festgelegt.
  • Grundsätzlich können die Vorsprünge bzw. kann ein einzelner Vorsprung eine beliebige Breite aufweisen, welche lediglich durch den Umfang des mit Hilfe des Gesenks hergestellten Dosenverpackungsrohlings begrenzt ist. Die Breite eines Vorsprungs kann also beispielsweise ein Viertel, ein Drittel oder auch die Hälfte des Umfangs des Dosenverpackungsrohlings betragen. Bevorzugt weisen die Vorsprünge eine Breite von 0,1 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm und insbesondere bevorzugt von 1 mm bis 2,5 mm auf. Sind mehrere Vorsprünge vorgesehen, so kann eine beliebige Anzahl an Vorsprüngen eine identische erste Breite aufweisen, die beispielsweise im Bereich zwischen 1,5 mm und 2 mm liegt, während eine andere Gruppe von Vorsprüngen eine identische zweite Breite aufweisen kann, welche sich aber von der ersten Breite unterscheidet und beispielsweise im Bereich zwischen 2 mm und 2,5 mm liegt. In dieser Ausführungsform können die beiden Gruppen von Vorsprüngen und damit auch die beiden Gruppen von Riefen in der Wandung der Dosenverpackung einander gegenüberliegend als Abschnitte mit Riefen von jeweils gleicher Breite ausgebildet sein. Es können aber auch abwechselnd Riefen unterschiedlicher Breite aufeinander folgen. Ebenso ist es möglich, dass sämtliche Vorsprünge unterschiedliche Breite aufweisen. Grundsätzlich kann eine beliebige Kombination von Vorsprüngen gewählt werden, die jeder für sich eine bestimmte Breite aufweist. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass schon alleine aufgrund der Variation der Breite der Vorsprünge sich eine nahezu unendliche Vielfalt für eine reliefartige Gestaltung der Außenseite des Dosenverpackungsrohlings und der daraus hergestellten Dosenverpackung auftut. Die Anzahl an Gruppen von Riefen gleicher Breite ist lediglich durch den Umfang der Dosenverpackung beschränkt.
  • Bevorzugt weisen die Vorsprünge eine Höhe von 0,1 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt von 0,5 mm bis 10 mm und insbesondere bevorzugt von 1 mm bis 5 mm auf. Sind mehrere Vorsprünge vorgesehen, so kann eine beliebige Anzahl an Vorsprüngen eine identische erste Höhe aufweisen, die beispielsweise im Bereich zwischen 2 mm und 3,5 mm liegt, während eine andere Gruppe von Vorsprüngen eine identische zweite Höhe aufweisen kann, welche sich aber von der ersten Höhe unterscheidet und beispielsweise im Bereich zwischen 3,5 mm und 4,5 mm liegt. Da ein bestimmter Dosenverpackungsrohling aus einer bestimmten Ronde, welche eine bestimmte Dicke aufweist, hergestellt wird, entstehen durch Vorsprünge unterschiedlicher Höhe in der Wandung des Dosenverpackungsrohlings Riefen unterschiedlicher Länge in Längsrichtung des Dosenverpackungsrohlings. In dieser Ausführungsform können die genannten beiden Gruppen von Vorsprüngen und damit die beiden Gruppen von Riefen in der Wandung der Dosenverpackung einander gegenüberliegend als Abschnitte mit Riefen von jeweils gleicher Länge ausgebildet sein. Es können aber auch abwechselnd Riefen unterschiedlicher Länge aufeinander folgen. Ebenso ist es möglich, dass sämtliche Vorsprünge unterschiedliche Höhe aufweisen. Grundsätzlich kann eine beliebige Kombination von Vorsprüngen gewählt werden, die jeder für sich eine bestimmte Höhe aufweist. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass schon alleine aufgrund der Variation der Höhe der Vorsprünge sich eine nahezu unendliche Vielfalt für eine reliefartige Gestaltung des Dosenverpackungsrohlings und der daraus hergestellten Dosenverpackung auftut. Die Anzahl an Gruppen von Riefen gleicher Höhe ist lediglich durch den Umfang der Dosenverpackung beschränkt. Die Höhe der Vorsprünge kann auch stetig nach einem bestimmten Muster variiert werden, wodurch beispielsweise um den gesamten Umfang des Dosenverpackungsrohlings bzw. der Dosenverpackung Riefen unterschiedlicher Länge erzeugt werden, die in ihrer Abfolge beispielsweise ein Wellenmuster nachbilden. Bevorzugt weisen die Vorsprünge eine Tiefe von 0,01 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,05 mm bis 0,5 mm und insbesondere bevorzugt von 0,1 mm bis 0,25 mm auf. Sind mehrere Vorsprünge vorgesehen, so kann eine beliebige Anzahl an Vorsprüngen eine identische erste Tiefe aufweisen, die beispielsweise im Bereich zwischen 0,15 mm und 0,2 mm liegt, während eine andere Gruppe von Vorsprüngen eine identische zweite Tiefe aufweisen kann, welche sich aber von der ersten Tiefe unterscheidet und beispielsweise im Bereich zwischen 0,2 mm und 0,25 mm liegt. In dieser Ausführungsform können die beiden Gruppen von Vorsprüngen und damit auch die beiden Gruppen von Riefen in der Wandung der Dosenverpackung einander gegenüberliegend als Abschnitte mit Riefen von jeweils gleicher Tiefe ausgebildet sein. Es können aber auch abwechselnd Riefen unterschiedlicher Tiefe aufeinander folgen. Ebenso ist es möglich, dass sämtliche Vorsprünge unterschiedliche Tiefe aufweisen. Grundsätzlich kann eine beliebige Kombination von Vorsprüngen gewählt werden, die jeder für sich eine bestimmte Tiefe aufweist. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass schon alleine aufgrund der Variation der Tiefe der Vorsprünge sich eine nahezu unendliche Vielfalt für eine reliefartige Gestaltung des Dosenverpackungsrohlings und der daraus hergestellten Dosenverpackung auftut. Die Anzahl an Gruppen von Riefen jeweils gleicher Tiefe ist lediglich durch den Umfang der Dosenverpackung beschränkt.
  • Die in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprünge weisen einen Querschnitt parallel zum Gesenkboden auf, wobei der Querschnitt kreissegmentförmig, insbesondere halbkreisförmig ausgebildet ist. Grundsätzlich kann der kreissegmentförmige Querschnitt der Vorsprünge innerhalb von für den Fachmann offensichtlicher, technisch bedingter Grenzen praktisch beliebig gewählt werden. Die genannten Querschnitte ergeben Riefen von haptisch und optischer besonders anspruchsvoller Ausprägung und sind daher im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugt.
  • Bevorzugt sind die Vorsprünge umlaufend über den gesamten Umfang der Gesenkwandung angeordnet. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich ein über den ganzen Umfang des mit Hilfe des Gesenks hergestellten Dosenverpackungsrohlings und der daraus hergestellten Dosenverpackung ein haptisch und optisch ähnlicher oder sogar identischer Eindruck. Es kann aber auch für andere Einsatzzwecke bevorzugt sein, die Vorsprünge in einem bestimmten Teilbereich der Gesenkwandung und damit die Riefen in einem bestimmten Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings bzw. der Dosenverpackung zu konzentrieren.
  • Bevorzugt weist der Pressstempel in seinem im Gebrauchszustand dem Gesenkboden benachbarten Randbereich eine umlaufende Wulst auf. Durch den zwischen dem Wulst und der Gesenkwandung verbleibenden Spalt wird die Dicke der Wandung des Dosenverpackungsrohlings definiert. In dem Bereich eines Vorsprungs der Gesenkwandung definiert der zwischen dem Wulst und dem Vorsprung verbleibende Spalt die Dicke der Wandung des Dosenverpackungsrohlings im Bereich einer Riefe.
  • Der Dosenverpackungsrohling und auch die daraus hergestellte Dosenverpackung können grundsätzlich einen innerhalb von für den Fachmann offensichtlicher, technisch bedingter Grenzen praktisch beliebig gewählten, horizontalen Querschnitt aufweisen. Dieser Querschnitt entspricht dem Querschnitt der Gesenkwandung parallel zum Gesenkboden. Sehr häufig weisen Dosenverpackungsrohlinge die Form eines hohlen, senkrechten Kreiszylinders auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bildet daher der Gesenkboden mit der Gesenkwandung einen hohlen, senkrechten Kreiszylinder. Der Durchmesser dieses Kreiszylinders parallel zum Gesenkboden beträgt bevorzugt zwischen 10 mm und 120 mm. Leicht zu verwirklichen und optisch ansprechend ist auch ein ovaler Querschnitt des Dosenverpackungsrohlings parallel zum Gesenkboden. Gleiches gilt für einen rechteckigen, quadratischen, dreieckigen oder allgemein vieleckigen Querschnitt. Es soll aber nochmals betont werden, dass grundsätzlich jede denkbare Querschnittsform möglich ist.
  • Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein Verfahren zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen umfassend die Schritte
    1. a) Bereitstellen einer Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen mit Gesenk und Pressstempel wie sie oben beschrieben wurde,
    2. b) Einlegen einer Ronde in das Gesenk,
    3. c) Einführen des Pressstempels und Ausüben eines Pressdruckes auf die Ronde,
    4. d) Entnehmen des Dosenverpackungsrohlings aus dem Gesenk.
  • Sämtliche, im Zusammenhang mit den verschiedenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen genannten Vorteile und Besonderheiten treffen in gleicher Weise auch auf das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen zu. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die entsprechenden obigen Ausführungen verwiesen.
  • Der Durchmesser der Ronde ist bevorzugt so gewählt, dass die Ronde nach dem Einlegen in das Gesenk vor dem Einführen des Pressstempels in ihrem Randbereich auf den Vorsprüngen aufliegt. Nachfolgend wird der Pressstempel in das Gesenk eingeführt und übt Druck auf die Ronde aus. Das Rondenmaterial wird dann zunächst nach unten bis zum Gesenkboden gepresst und steht dann über die Höhe H der Vorsprünge mit diesen Vorsprüngen in Kontakt.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weisen die in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprünge eine vorbestimmte Höhe auf, wobei die vorbestimmte Höhe maximal 95% der Dicke der Ronde beträgt. Insbesondere bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen die in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprünge eine vorbestimmte Höhe aufweisen, wobei die vorbestimmte Höhe maximal 75%, besonders bevorzugt maximal 50% der Dicke der Ronde beträgt. Bevorzugt sind daneben Ausführungsformen, bei denen die in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprünge eine vorbestimmte Höhe aufweisen, wobei die vorbestimmte Höhe mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15%, besonders bevorzugt mindestens 25% der Dicke der Ronde beträgt.
  • Es soll klargestellt werden, dass die hier beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen vorteilhafte Varianten eines Verfahrens zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen betreffen, welches unter Verwendung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen mit Gesenk und Pressstempel wie sie oben beschrieben wurde durchgeführt wird. Die erfindungsgemäß vorgesehene Limitierung, wonach die Höhe des in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehenen Vorsprungs bzw. die Höhe der vorgesehenen Vorsprünge maximal 95% der Gesenkwandungshöhe beträgt, ist damit in jedem Fall auch bei Durchführung des Verfahrens zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen eingehalten. Wie bereits ausgeführt wird durch diese Limitierung sichergestellt, dass der Bereich des Dosenverpackungsrohlings, welcher zur Ausbildung der Schulter und des Rollrands der Dosenverpackung vorgesehen ist, keine Vertiefung bzw. reliefartige Struktur an der Außenseite seiner Wandung aufweist. Durch die so erreichte glatte, kontinuierlich verlaufende Außenseite kann eine dichte Verbindung von Kappe und Dosenverpackung sichergestellt werden. In der Praxis ist es aber häufig einfacher, die Höhe der Vorsprünge in Relation zur Dicke der verwendeten Ronde zu setzen. Dadurch kann schnell und einfach bestimmt werden, in welcher Bandbreite die Dicke einer Ronde liegen darf, die in einem bestimmten, mit einer Mehrzahl an spezifisch ausgebildeten Vorsprüngen vorbestimmter Höhe ausgestatteten Gesenk verwendet werden soll.
  • Wie bereits ausgeführt ergibt sich eine Variationsmöglichkeit für die Ausprägung der Riefen in dem Dosenverpackungsrohling durch das Aufeinander-abstimmen der Höhe des Vorsprungs bzw. der Vorsprünge und der Dicke der zur Herstellung der Dosenverpackung eingesetzten Ronde. Die reliefartige Struktur in der Wandung des Dosenverpackungsrohlings bildet sich nämlich nur über den Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings aus, der aus dem Abschnitt der Ronde gebildet wird, die mit den Vorsprüngen in Kontakt kommt. Besitzt also beispielsweise der Vorsprung gemessen ab Gesenkboden entlang der Gesenkwandung eine Höhe von 2 mm und wird zur Formung des Dosenverpackungsrohlings eine Ronde mit einer Dicke von 3 mm eingesetzt, so erstreckt sich die durch den Vorsprung gebildete Riefe beginnend am Boden der Dosenverpackung über 66% der vertikalen Ausdehnung der Dosenverpackung. Weist die Ronde eine Dicke von 4 mm auf, so erstreckt sich die Riefe entsprechend nur über 50% der vertikalen Ausdehnung der Dosenverpackung. Der Grund hierfür liegt darin, dass das Material von 2 mm der Rondendicke mit den Vorsprüngen überhaupt nicht in Kontakt kommt, also auch keine entsprechende Vertiefung ausbilden kann.
  • Würde man eine Ronde mit einer Höhe der Vorsprünge entsprechenden Dicke oder sogar einer geringeren Dicke einsetzen, so würden sich die in der Wandung der Dosenverpackung gebildeten Riefen immer über die gesamte Ausdehnung der Dosenverpackung in Längsrichtung erstrecken. Wie bereits ausgeführt, sind solche Ausführungsformen aber mit Nachteilen verbunden und nicht erwünscht.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die in dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. die zusammen mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eingesetzte Ronde aus Metall, insbesondere aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Kupfer. Rückwärtsfließpressverfahren lassen sich besonders gut und vorteilhaft mit geeigneten, dem Fachmann bekannten Metallen durchführen. Besonders gut sind Aluminium und Kupfer geeignet und insbesondere wird Aluminium bevorzugt. Selbstverständlich kann auch jede Art von dem Fachmann bekannter, geeigneter Metalllegierung, insbesondere Aluminiumlegierung, eingesetzt werden. Die Auswahl des Materials der Ronde trifft der Fachmann in üblicher Weise in Abhängigkeit von den für die fertige Dosenverpackung gewünschten Eigenschaften.
  • Die vorliegende Offenlegung umfasst auch einen Dosenverpackungsrohling mit einer eine Längsrichtung definierenden Hauptachse und einer eine Außenseite und eine Innenseite aufweisenden Wandung. Die Wandung des Dosenverpackungsrohlings weist zumindest über einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings eine variable Wandungsdicke auf. Der Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings mit variabler Wandungsdicke erstreckt sich ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings über maximal 95% der Höhe in Längsrichtung des Dosenverpackungsrohlings. Die variable Wandungsdicke wird dadurch verursacht, dass ausschließlich die Außenseite der Wandung reliefartig ausgebildet ist.
  • Der Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings erstreckt sich also mit variabler Wandungsdicke ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings über maximal 95% der Höhe in Längsrichtung des Dosenverpackungsrohlings. Wie bereits im Zusammenhang mit der Vorrichtung und dem Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt, wird durch diese Limitierung sichergestellt, dass der Bereich des Dosenverpackungsrohlings, welcher zur nachfolgenden Ausbildung der Schulter und des Rollrands der Dosenverpackung vorgesehen ist, keine Vertiefung bzw. reliefartige Struktur an der Außenseite seiner Wandung aufweist. Durch die in diesem Bereich vorliegende glatte, kontinuierlich verlaufende Außenseite kann eine dichte Verbindung von Kappe und Dosenverpackung sichergestellt werden.
  • Wie ebenfalls bereits ausgeführt liegt der ganz fundamentale Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung darin, dass im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Dosenverpackungen mit strukturierter Außenoberfläche die durch die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings bewirkte Strukturierung der Außenoberfläche direkt während des Herstellungsprozesses durch Rückwärtsfließpressen durch eine Variation der Wandungsdicke des Dosenverpackungsrohlings erfolgt. Der in dem dem Gesenkboden benachbarten Bereich der Gesenkwandung vorgesehene Vorsprung bewirkt nämlich, dass in dem Bereich des Vorsprungs das rückwärtsfließende Metall eine entsprechend der Form des Vorsprungs geformte Aussparung in der Wandung des sich bildenden Dosenverpackungsrohlings verursacht. Eine solche, an der Außenseite des Dosenverpackungsrohlings sichtbare Vertiefung findet aber keine Entsprechung in Form einer Erhöhung an der Innenseite der Wandung des Dosenverpackungsrohlings. Diese bleibt glatt und kontinuierlich wie bei einer Dosenverpackung ohne Strukturierung der Außenseite. Es werden also Dosenverpackungsrohlinge und nachfolgend Dosenverpackungen ausgebildet, die zumindest über einen sich in Längsrichtung erstreckenden Teilbereich in ihrer Querschnittsfläche eine diskontinuierliche bzw. variable Wandungsdicke aufweisen, wobei die variable Wandungsdicke dadurch verursacht wird, dass ausschließlich die Außenseite der Wandung reliefartig ausgebildet ist. Solche Dosenverpackungen bzw. Dosenverpackungsrohlinge sind, unabhängig von dem zu ihrer Herstellung eingesetzten Verfahren, aus dem Stand der Technik nicht bekannt.
  • Es soll nochmals betont werden, dass die variable Wandungsdicke dadurch verursacht wird, dass ausschließlich die Außenseite der Wandung reliefartig ausgebildet ist. Die Innenseite der Wandung des Dosenverpackungsrohlings bleibt hingegen unverändert, ist also glatt und kontinuierlich ausgebildet wie bei einer Dosenverpackung ohne Strukturierung der Außenseite. Dies gilt unabhängig von der Querschnittsfläche des Dosenverpackungsrohlings. Wie bereits ausgeführt kann der Gesenkboden kreisförmig, oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig oder vieleckig ausgebildet sein, wobei die Gesenkwandung senkrecht auf dem Gesenkboden angeordnet ist. Dies bedeutet, dass der Querschnitt des Gesenks parallel zum Gesenkboden ebenfalls eine kreisförmige, ovale, rechteckige, quadratische, dreieckige oder vieleckige Gestalt aufweisen kann. Dem Fachmann ist klar, dass mit Hilfe solcher Vorrichtungen Dosenverpackungsrohlinge in analoger Formenvielfalt hergestellt werden können. Eine senkrecht zur Hauptachse HA des Dosenverpackungsrohlings angeordnete Querschnittsfläche des Dosenverpackungsrohlings kann entsprechend also nicht nur eine kreisrunde, sondern auch eine ovale, rechteckige, quadratische, dreieckige oder vieleckige Gestalt aufweisen. Allen Ausführungsformen gemeinsam ist die Tatsache, dass die variable Wandungsdicke ausschließlich durch eine reliefartige Ausbildung der Außenseite der Wandung verursacht ist. Die Aussage, dass die Innenseite der Wandung des Dosenverpackungsrohlings glatt und kontinuierlich ausgebildet ist, bedeutet daher beispielsweise im Fall eines kreisrunden Querschnitts, dass die Innenseite der Wandung eine stetige Krümmung aufweist. Im Falle eines quadratischen Querschnitts bezieht sich der Ausdruck "kontinuierlich" nicht auf die gesamte Innenseite, da an den Kanten des Quadrats nicht von einem "kontinuierlichen" Übergang die Rede sein kann. In diesem Fall bezieht sich "glatt und kontinuierlich" bzw. "stetig" auf jede einzelne der vier Innenflächen des Quadrats.
  • Allgemein gesprochen beinhaltet das Merkmal, dass "ausschließlich die Außenseite der Wandung reliefartig ausgebildet ist", gleichzeitig die Aussage, dass eine solche reliefartige Ausbildung an der Innenseite der Wandung nicht vorliegt. An der Innenseite sind also keine Vertiefungen, Erhöhungen oder sonstwie ausgebildete Strukturen vorhanden.
  • Bevorzugt erstreckt sich der Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings mit variabler Wandungsdicke ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings über maximal 90%, bevorzugt maximal 85%, besonders bevorzugt maximal 80%, insbesondere bevorzugt maximal 75% und ganz besonders bevorzugt über maximal 50% der Höhe in Längsrichtung des Dosenverpackungsrohlings.
  • Ebenfalls bevorzugt sind Ausführungsformen, bei denen sich der Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings mit variabler Wandungsdicke ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings über mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15%, besonders bevorzugt mindestens 25% der Höhe in Längsrichtung des Dosenverpackungsrohlings erstreckt.
  • Insbesondere bevorzugt sind im Rahmen der vorliegenden Offenlegung Dosenverpackungsrohlinge, deren reliefartige Ausbildung der Außenseite der Wandung durch riefenartige Vertiefungen in der Außenseite verursacht sind. Es sei nochmals erwähnt, dass in allen Fällen die Innenseite der Wandung kontinuierlich ausgebildet ist.
  • Besonders bevorzugt verlaufen die sich ausgehend von der Außenoberfläche in die Wandung des Dosenverpackungsrohlings erstreckenden riefenartigen Vertiefungen parallel zur Hauptachse (HA) des Dosenverpackungsrohlings.
  • Die vorliegende Offenlegung umfasst auch einen Dosenverpackungsrohling hergestellt unter Verwendung einer der oben beschriebenen Vorrichtungen zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen.
  • Die vorliegende Offenlegung umfasst auch einen Dosenverpackungsrohling hergestellt durch eines der oben beschriebenen Verfahren zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen.
  • Schließlich umfasst die vorliegende Erfindung auch eine Dosenverpackung hergestellt unter Verwendung eines der oben beschriebenen Dosenverpackungsrohlinge. Ausgehend von einem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenlegung hergestellten Dosenverpackungsrohling brauchen zur Herstellung der fertigen Dosenverpackung lediglich noch die dem Fachmann bekannten Schritte wie beispielsweise die Ausbildung der Schulter und das Bördeln der dem Dosenverpackungsboden abgewandten Öffnung des Dosenverpackungsrohlings zur Bildung eines Rollrandes vorgenommen zu werden. Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren.
    • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen
    • Fig. 1
    in schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Gesenk;
    Fig. 2
    in schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen;
    Fig. 3A
    in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht ein erfindungsgemäßes Gesenk;
    Fig. 3B
    in schematischer Darstellung in Draufsicht einen Ausschnitt des Gesenks gemäß Fig. 3A;
    Fig. 4A
    in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht einen durch die Erfindung hergestellten Dosenverpackungsrohling;
    Fig. 4B
    in schematischer Darstellung einen vergrößerten Ausschnitt eines Schnitts entlang der Ebene A-A der Fig. 4A;
    Fig. 5
    in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht eine erfindungsgemäße Dosenverpackung hergestellt aus dem Dosenverpackungsrohling gemäß Fig. 4A.
    Wege zur Ausführung der Erfindung
  • Die Figur 1 zeigt in schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch ein aus dem Stand der Technik bekanntes Gesenk 2. Gezeigt sind der Pressstempel 3, das Gesenk 2 mit Gesenkboden 2.1 und Gesenkwandung 2.2. Der Pressstempel 3 weist einen umlaufenden Wulst 5 auf.
  • Im linken Teil der Figur 1 ist der Pressstempel 3 beabstandet von dem Gesenk 2 dargestellt, also die Situation vor der Formung des Dosenverpackungsrohlings. In das Gesenk 2 eingelegt ist die Ronde 6.
  • Im rechten Teil der Figur 1 ist der Pressstempel 3 in das Gesenk 2 eingeführt und übt Druck auf die Ronde 6 aus. Durch diese Druckbeanspruchung erfolgt eine Umformung der Ronde 6, die entgegengesetzt zur Stempelbewegungsrichtung nach oben fließt. Durch den zwischen dem umlaufenden Wulst 5 des Pressstempels 3 und der Gesenkwandung 2.2 verbleibenden Spalt wird die Wandungsdicke des durch Rückwärtsfließpressen geformten Dosenverpackungsrohlings definiert.
  • Die Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings durch Rückwärtsfließpressen. Die Darstellung ähnelt der im linken Teil der Figur 1 gezeigten, aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung. Gezeigt sind der Pressstempel 3, das Gesenk 2 mit Gesenkboden 2.1 und Gesenkwandung 2.2. Der Pressstempel 3 weist einen umlaufenden Wulst 5 auf. Die Gesenkwandung 2.2 weist in ihrem dem Gesenkboden 2.1 benachbarten Bereich mehrere Vorsprünge 4 mit einer Breite von 1 mm, einer Höhe H von 1,5 mm, einer Tiefe von 0,15 mm und einen parallel zum Gesenkboden 2.2 trapezförmig ausgebildeten Querschnitt auf.
  • In das Gesenk 2 eingelegt ist die Ronde 6. Die Ronde 6 besteht aus Aluminium und weist eine Dicke HR von 4,5 mm auf. Die Höhe der Gesenkwandung HG beträgt 6 mm. Die Höhe der Vorsprünge 4 beträgt damit 25% der Höhe der Gesenkwandung. Die Ronde 6 liegt vor dem Einführen des Pressstempels 3 auf den Vorsprüngen 4 auf. Nachfolgend wird der Pressstempel 3 in das Gesenk 2 eingeführt und übt Druck auf die Ronde 6 aus. Das Rondenmaterial wird dann zunächst nach unten bis zum Gesenkboden 2.2 gepresst und steht dann über die Höhe H von 1,5 mm mit den Vorsprüngen 4 in Kontakt. Da die Dicke HR der Ronde einen Faktor 3 größer ist als die Höhe H der Vorsprünge 4, ziehen sich die riefenartigen Vertiefungen in der Wandung des auf diese Weise durch Rückwärtsfließpressen geformten Dosenverpackungsrohlings über ein Drittel der Ausdehnung des Dosenverpackungsrohlings in Längsrichtung LR (siehe Figur 4A).
  • Die Figur 3A zeigt in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht im Detail ein Gesenk 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Gezeigt ist das Gesenk 2 mit Gesenkboden 2.1 und Gesenkwandung 2.2. Die Gesenkwandung 2.2 weist in ihrem dem Gesenkboden 2.1 benachbarten Bereich eine Vielzahl an Vorsprüngen 4 auf. Die Vorsprünge 4 besitzen eine Breite B von 5 mm, eine Höhe H von 10 mm, eine Tiefe von 0,15 mm und einen parallel zum Gesenkboden 2.2 trapezförmig (der trapezförmige Querschnitt ist nicht Teil der vorliegenden Erfindung, sondern der kreissegmentförmige Querschnitt) ausgebildeten Querschnitt. Die dem Gesenkboden 2.1 benachbarten Kanten der Vorsprünge 4 sind gefast, springen also nicht senkrecht von der Gesenkwandung 2.1 ausgehend vor, sondern verlaufen in einem Winkel von rund 45° relativ zur Gesenkwandung 2.1.
  • Aus dem in schematischer Darstellung in der Figur 3B in Draufsicht gezeigten Ausschnitt des Gesenks gemäß Figur 3A kann die Tiefe T der Vorsprünge 4 von 0,15 mm ersehen werden.
  • Sämtliche Vorsprünge 4 der in den Figuren 3A und 3B gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gesenks weisen die gleiche Höhe, Breite, Tiefe sowie den gleichen Querschnitt auf und sind äquidistant voneinander beabstandet gleichmäßig um den gesamten Umfang der Gesenkwandung verteilt angeordnet.
  • Die Figur 4A zeigt in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht einen durch die Erfindung hergestellten Dosenverpackungsrohling 10. In Figur 4B ist in schematischer Darstellung ein vergrößerter Ausschnitt des Schnitts entlang der Ebene A-A der Figur 4A gezeigt. Der Dosenverpackungsrohling 10 weist eine eine Längsrichtung LR definierende Hauptachse HA und eine senkrecht zur Hauptachse HA angeordnete Querschnittsfläche auf, wobei die Wandung 12 des Dosenverpackungsrohlings 10 eine Außenseite 12.1 und eine Innenseite 12.2 aufweist. Über einen sich in Längsrichtung LR erstreckenden Teilbereich TB des Dosenverpackungsrohlings 10 besitzt die Wandung 12 in der Querschnittsfläche des Dosenverpackungsrohlings 10 eine variable Wandungsdicke WD, welche durch riefenartige Vertiefungen 11 in der Außenoberfläche 12.1 verursacht wird, wobei die Innenoberfläche 12.2 über den Bereich der riefenartigen Vertiefungen 11 kontinuierlich verläuft. Die Tiefe T der riefenartigen Vertiefungen 11 entspricht der Tiefe T der Vorsprünge 4 von 0,15 mm (siehe Figur 3B).
  • Die durch die Vorsprünge 4 des Gesenks 2 ausgebildeten Riefen 11 des Dosenverpackungsrohlings 10 weisen die gleiche Höhe, Breite, Tiefe sowie den gleichen Querschnitt auf und sind äquidistant voneinander beabstandet gleichmäßig um den gesamten Umfang des Dosenverpackungsrohlings 10 verteilt angeordnet.
  • Die Figur 5 zeigt in schematischer Darstellung in seitlicher Draufsicht eine erfindungsgemäße Dosenverpackung 20 hergestellt aus dem Dosenverpackungsrohling 10 gemäß Figur 4A. Ausgehend von dem Dosenverpackungsrohling 10 gemäß Figur 4A wurde zur Herstellung der fertigen Dosenverpackung 20 lediglich noch die dem Fachmann bekannte Nachbearbeitung der dem Dosenverpackungsboden abgewandten Öffnung des Dosenverpackungsrohlings 10 vorgenommen. Dazu gehört beispielsweise die Ausbildung der Dosenschulter und das Bördeln der Dosenverpackungswandung an deren Öffnung zur Ausbildung des Rollrandes 21.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Gesenk
    2.1
    Gesenkboden
    2.2
    Gesenkwandung
    3
    Pressstempel
    4
    Vorsprung
    5
    Wulst
    6
    Ronde
    10
    Dosenverpackungsrohling
    11
    riefenartige Vertiefungen
    12
    Wandung
    12.1
    Außenoberfläche der Wandung
    12.2
    Innenoberfläche der Wandung
    20
    Dosenverpackung
    21
    Wulst
    B
    Breite des Vorsprungs
    H
    Höhe des Vorsprungs
    T
    Tiefe des Vorsprungs
    HG
    Höhe der Gesenkwandung
    HR
    Dicke der Ronde
    HA
    Hauptachse des Dosenverpackungsrohlings
    LR
    Längsrichtung
    TB
    Teilbereich des Dosenverpackungsrohlings
    WD
    Wandungsdicke des Dosenverpackungsrohlings

Claims (15)

  1. Vorrichtung (1) zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings (10) durch Rückwärtsfließpressen, wobei die Vorrichtung ein Gesenk (2) und einen Pressstempel (3) aufweist, wobei das Gesenk (2) einen Gesenkboden (2.1) und eine Gesenkwandung (2.2) mit einer Gesenkwandungshöhe (HG) aufweist, wobei die Gesenkwandung (2.2) in ihrem dem Gesenkboden (2.1) benachbarten Bereich zumindest einen Vorsprung (4) mit vorbestimmter Breite (B), vorbestimmter Höhe (H), vorbestimmter Tiefe (T) und vorbestimmtem Querschnitt aufweist, wobei die Höhe (H) des Vorsprungs (4) maximal 95% der Gesenkwandungshöhe (HG) beträgt. dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des zumindest einen Vorsprungs (4) parallel zum Gesenkboden (2.1) eine kreissegmentförmige, insbesondere halbkreisförmige, Gestalt aufweist.
  2. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesenkwandung (2.2) in ihrem dem Gesenkboden (2.1) benachbarten Bereich mehrere Vorsprünge (4) aufweist.
  3. Vorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (4) unterschiedliche Breite (B) und/oder unterschiedliche Höhe (H) und/oder unterschiedliche Tiefe (T) und/oder unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, wobei die Höhe (H) der Vorsprünge (4) jeweils maximal 95% der Gesenkwandungshöhe (HG) beträgt.
  4. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (4) eine Breite (B) von 0,1 mm bis 10 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 2,5 mm aufweisen.
  5. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (4) eine Höhe (H) von 0,1 mm bis 30 mm, bevorzugt von 0,5 mm bis 10 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 5 mm aufweisen.
  6. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (4) eine Tiefe (T) von 0,01 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0,05 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt von 0,1 mm bis 0,25 mm aufweisen.
  7. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (4) umlaufend über den gesamten Umfang der Gesenkwandung (2.2) angeordnet sind.
  8. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesenkboden (2.1) kreisförmig, oval, rechteckig, quadratisch, dreieckig oder vieleckig ausgebildet ist, wobei die Gesenkwandung (2.2) senkrecht auf dem Gesenkboden (2.1) angeordnet ist.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Dosenverpackungsrohlings (10) durch Rückwärtsfließpressen umfassend die Schritte
    a) Bereitstellen einer Vorrichtung (1) gemäß den Ansprüchen 1 bis 8,
    b) Einlegen einer Ronde (6) mit einer Dicke (HR) in das Gesenk (2),
    c) Einführen des Pressstempels (3) und Ausüben eines Pressdruckes auf die Ronde (6),
    d) Entnehmen des Dosenverpackungsrohlings (10) aus dem Gesenk (2).
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem dem Gesenkboden (2.1) benachbarten Bereich der Gesenkwandung (2.2) vorgesehenen Vorsprünge (4) eine vorbestimmte Höhe (H) aufweisen, wobei die Höhe (H) maximal 95% der Dicke (HR) der Ronde (6) beträgt, bevorzugt maximal 75%, besonders bevorzugt maximal 50% der Dicke (HR) der Ronde (6) beträgt.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die in dem dem Gesenkboden (2.1) benachbarten Bereich der Gesenkwandung (2.2) vorgesehenen Vorsprünge (4) eine vorbestimmte Höhe (H) aufweisen, wobei die vorbestimmte Höhe (H) mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15%, besonders bevorzugt mindestens 25% der Dicke (HR) der Ronde (6) beträgt.
  12. Dosenverpackung (20) hergestellt unter Verwendung eines rückwärtsfließgepressten Dosenverpackungsrohlings (10), wobei der Dosenverpackungsrohling (10) eine eine Längsrichtung (LR) definierende Hauptachse (HA) und eine eine Außenseite (12.1) und eine Innenseite (12.2) aufweisende Wandung (12) aufweist, wobei die Wandung (12) zumindest über einen sich in Längsrichtung (LR) erstreckenden Teilbereich (TB) des Dosenverpackungsrohlings (10) eine variable Wandungsdicke (WD) aufweist, wobei der Teilbereich (TB) des Dosenverpackungsrohlings (10) mit variabler Wandungsdicke (WD) sich ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings (10) über maximal 95% der Höhe in Längsrichtung (LR) des Dosenverpackungsrohlings (10) erstreckt und dass die variable Wandungsdicke (WD) dadurch verursacht wird, dass ausschließlich die Außenseite (12.1) der Wandung (12) reliefartig ausgebildet ist, wobei die reliefartige Ausbildung der Außenseite (12.1) der Wandung (12) aus riefenartigen Vertiefungen (11) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die riefenartigen Vertiefungen (11) einen Querschnitt mit kreissegmentförmiger, insbesondere halbkreisförmiger, Gestalt aufweisen.
  13. Dosenverpackung (20) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (TB) des Dosenverpackungsrohlings (10) mit variabler Wandungsdicke (WD) sich ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings (10) über maximal 75%, bevorzugt über maximal 50% der Höhe in Längsrichtung (LR) des Dosenverpackungsrohlings (10) erstreckt.
  14. Dosenverpackung (20) nach einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich (TB) des Dosenverpackungsrohlings (10) mit variabler Wandungsdicke (WD) sich ausgehend vom Boden des Dosenverpackungsrohlings (10) über mindestens 5%, bevorzugt mindestens 15%, besonders bevorzugt mindestens 25% der Höhe in Längsrichtung (LR) des Dosenverpackungsrohlings (10) erstreckt.
  15. Dosenverpackung (20) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die riefenartigen Vertiefungen (11) parallel zur Hauptachse (HA) verlaufen.
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