Dose, sowie Verfahren und Membran zu ihrem Verschliessen

Abstract

  Dosenartige Behältnisse werden häufig mit einer Membran verschlossen bzw. versiegelt, die mit Sollrissstellen ent­lang ihrer Wandung versehen oder deren die Schnittkante (16) der Dosenwand (17) überdeckender, im Querschnitt U-förmiger Teil (3) vom etwa tellerförmigen Verschlussteil (14) sich bereits wenigstens teilweise im Abstand (a) be­findet. Die erfindungsgemässe Membran (14) weist Sollriss­stellen auf, die durch schmale, von Schnitten (5) unter­brochene Stege (4) gebildet werden, die abwechselnd ent­lang einer Umfangslinie in der Wandung (2) der Membran an­geordnet sind. Eine Membran für das Verschliessen dosenar­tiger Behältnisse wird z.B. so hergestellt, dass die Folie tiefgezogen wird und in ihrer Wandung (2) in der Endphase der Schliessbewegung durch Scherkanten (8 und 11) Schnitte (5) gebildet werden. Wenigstens eine Scherkante (8) ist von Ausnehmungen (9) unterbrochen, in deren Bereich Stege (4) verbleiben.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Dose nach dem Oberbegriff des Anspruches 1; ein Verfahren zur Herstellung der Dose; eine Membran zu ihrem Verschliessen; und schliesslich ein Ver­fahren und eine Vorrichtung zur Herstellung der Membran.

[0002] Die eingangs erwähnte Dose ist in der Eu-A 007 487 be­schrieben, in der Praxis aber nie bekannt geworden, weil das zu ihrer Herstellung angegebene Verfahren einerseits viel zu aufwendig war und andererseits gar nicht funktio­nierte. Es wurde dort nämlich vorgeschlagen, den Kragen­teil der Verschlussmembran zuerst mittels harter Pressflä­chen entlang einer später als Sollbruchstelle dienenden Umfangslinie in seiner Stärke zu verringern oder zu perfo­rieren, die Membran dann in die Dosenöffnung einzusetzen, zu erwärmen und durch Aufbringen eines radial nach aussen wirkenden, entlang oder neben der Sollbruchlinie verlau­fenden Druckes den Membrankragen und den Ueberdeckungsteil voneinander zu trennen. Abgesehen von diesem komplizierten und störungsanfälligen Verfahren ergab sich in der Praxis leider nie eine wirklich vollständige Trennung der beiden Membranteile, so dass beim Oeffnen der Dose durch Aufreis­sen des Membrantellers immer wieder Teile des Ueberdek­kungsteiles mitgezogen wurden und ausfransten. Es trat also genau der Effekt auf, der eigentlich mit der Erfin­dung hätte vermieden werden sollen.

[0003] Ein anderer Vorschlag ist in der DE-A 32 12 990 beschrie­ben, konnte aber ebenfalls in der Praxis nicht verwirk­licht werden. Dort besteht die Membran aus zwei Schichten; nur die innere Schicht des Membrantellerkragens ist von dem zugehörigen Ueberdeckungsteil getrennt, während die äussere Schicht Teller und Ueberdeckungsteil unverletzt übergreift und zum Aufreissen dient. Dabei ist es so gut wie unmöglich, die Haftfestigkeit der inneren Schicht auf der Doseninnenwand mit derjenigen der beiden Folien auf­einander so abzustimmen, dass der erfindungsgemäss ange­strebte Effekt erreicht wird, weil nämlich einander wider­sprechende Forderungen auftreten: im Tellerbereich muss die Haftung der beiden Folien aufeinander grösser sein als die Haftung des Kragens der inneren Schicht an er Dosen­innenseite; im Ueberdeckungsbereich müsste es genau umge­kehrt sein, damit die innere Folie die Schnittkante des Dosenrumpfes auch nach dem Aufreissen noch mit Sicherheit überdeckt.

[0004] Die Erfindung hat sich daher unter anderem die Aufgabe ge­stellt, eine Dose der eingangs genannten Art zu schaffen, die die genannten Nachteile vermeidet und sich in der Pra­xis verwirklichen lässt. Dies gelingt durch die im Kenn­zeichen des Anspruches 1 vorgeschlagenen Massnahmen. Eine so konstruierte Dose lässt sich leicht herstellen und bie­tet beim Aufreissen keine Probleme, sondern einen glatt und sauber verbleibenden Ueberdeckungsteil.
Gemäss einer weiteren Aufgabe der Erfindung soll ein Ver­fahren geschaffen werden, mit dem in möglichst einfacher Weise, vorzugsweise in einem einzigen Arbeitsschritt, die Dose unter Erzielung der erstrebten Vorteile verschlossen werden kann. Dies geschieht durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 2 definierten Massnahmen.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist des weiteren, eine Membran zum Verschliessen von Dosen oder dgl. Behältern zu schaffen, die in einem Arbeitsgang erstellt werden kann und trotzdem ein leichtes Oeffnen durch geeignete Sollrisstellen ge­währleistet. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch er­reicht, dass in der Wandung entlang einer Umfangslinie ab­wechselnd Schnitte und Stege gebildet sind.

[0006] Schliesslich ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur rationellen Herstellung der er­ findungsgemässen Membran zu schaffen, die für das Herstel­len einer erfindungsgemäss verschlossenen Dose Verwendung findet.

[0007] Ein Steg in der erfindungsgemässen Membran ist etwa 1 bis etwa 30%, vorzugsweise 3 bis 20%, insbesondere 5 bis 15% des Schnittes lang, wobei je nach Durchmesser der Membran 3, vorzugsweise 6 bis etwa 12, insbesondere 8 bis 10 Schnitte und Stege vorzusehen sind. Weniger (längere) Schnitte und/oder kürzere Stege gefährden die Verarbeit­barkeit der Membran beim Einkleben in die Dose, da die langen Schnitte zum Auseinanderziehen neigen. Mehr (kürze­re) Schnitte und/oder längere Stege ergeben grössere Prob­leme beim Aufreissen. Die richtige Wahl kann in Abhängig­keit insbesondere von der Materialdicke und -steifigkeit der Membran, sowie von den Toleranzen der Dose von jedem Fachmann leicht getroffen werden.

[0008] Damit die Membran verlässlich dichtschliessend in die Dose eingesiegelt werden kann, ist es zweckmässig, wenn die Sollrisslinie über der halben Höhe der Wandung, z.B. in deren oberen Drittel verläuft. Um das Abreissen der Stege während des Einsiegelns zu erleichtern, werden sie vor­zugsweise bereits vorgeknickt und/oder sogar - wenigstens über einen Teil ihrer Breite - in ihrer Dicke geschwächt, so dass sie Sollrisstellen bilden, die bei Zuganwendung auch tatsächlich unter Beibehaltung der Siegelung des Ueberdeckungsteiles reissen. Besonders zweckmässig ist es, wenn die Stege einen etwa spindelförmigen Querschnitt ha­ben, indem sie z.B. an beiden, an die jeweiligen Schnitte grenzenden Enden, verlaufend auf die Stärke Null ge­quetscht oder eingeschnitten sind.

[0009] Um auf einfache Weise eine solche Membran mit integrierter Sollrisstelle herstellen zu können, werden nach einer wei­teren Ausbildung der Erfindung ein Tiefziehstempel und ei­ ne Matrize verwendet, die je eine umlaufende Scherkante zur Herstellung der Schnitte aufweisen. Zumindest die Scherkante eines Werkzeugteils ist an am Umfang vorzugs­weise gleichmässig verteilten Stellen unterbrochen.

[0010] Anhand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erlätert. Es zeigen:

Fig. 1 eine fertige Membran,

Fig. 2 den Tiefziehstempel,

Fig. 3 die dazugehörige Matrize,

Fig. 4 das Werkzeug in Offenstellung im Schnittbereich

Fig. 5 das Werkzeug in Offenstellung im Stegbereich

Fig. 6 das Werkzeug in Schliesstellung im Schnittbereich

Fig. 7 das Werkzeug in Schliesstellung im Stegbereich

Fig. 8 und 9 das stirnseitige Ende einer herkömmlichen, mit Membran verschlossenen Dosenwand im Schnitt; und

Fig. l0 im Querschnitt das stirnseitige Ende einer erfin­dungsgemässen Dosenwand im Bereich eines Schnittes (10a) bzw. eines Steges (10b).

[0011] Die Fig. 1 zeigt perspektivisch eine fertige (kreisförmi­ge) Membran 14 (für eine Dose runden Querschnitts). Die Membran besteht aus einem Teller 1, der seitlichen Wandung 2 sowie dem radial abstehenden Flansch 3. Im oberen Drit­tel der Wandung 2 sind die gleichmässig am Umfang verteil­ten Längsschlitze 5 angeordnet, die durch Stege 4 begrenzt sind. Ferner sind noch Abschnitte A und B angegeben, die in einer der ensprechenden Zeichnung im Schnitt darge­stellt sind (Fig. lA, Fig. lB). Dabei ist ersichtlich, wie die Längsschlitze 5 und die Stege 4 angeordnet sind. Die Materialstärke der Membran kann z.b. 40 bis 60 micron betragen.

[0012] Aus Fig. 2 sind der Tiefziehstempel 6, sowie dessen Be­reiche A und B ersichtlich. Der Tiefziehstempel 6 hat oben einen Schaft 7 zum Einspannen in das Werkzeug. Der Stempel selbst ist ein scheilbenartiges Werkzeugteil, das an der Stirnseite l3 im Umfang einen Ziehradius 12 enthält; die zylindrische Ziehkante endet in einer Scherkante 8. Diese ist in den Bereichen A angeordnet und aus dem dazugehöri­gen Schnitt (Fig. 2A) ersichtlich. In den Bereichen B ist die Ausnehmung 9 angeordnet. Es ist hier lediglich die Scherkante 8 unterbrochen und zwar mit einer Tiefen von etwas 100 micron und einer Neigung von 25 bis 60 Grad von Der Längsachse aus gesehen. Die Breite der Ausnehmung 9 entspricht der gewünschten Breite eines Steges 4.

[0013] Fig. 3 stellt die Matrize 10 dar. Es handelt sich dabei um ein ringförmiges Werkzeug, das an seiner Innenseite eine Scherkante 11 aufweist, die zwar Unterbrechungen aufweisen kann, die aber in Figur 3 nicht dargestellt sind. Man sieht dies auch daran, dass die Schnitte A und B (Fig. 3A, Fig. 3B) identisch sind.

[0014] Die Fig. 4 und 5 zeigen das Werkzeug in offener Stellung. Ueber der Matrize 10 liegt die Membranfolie 14, die als ebebe Scheibe vorbereitet ist. Als Ring ist der Niederhal­ter 15 ausgebildet, der am Tiefziehstempel 6 geführt ist. Auch hier ist die Ziehkontur 12 zu erkennen, wobei in Fig. 4 die Scherkante 8 aufgeführt und in Fig. 5 hingegen deren Unterbrechung durch die Ausnehmung 9 ersichtlich ist.

[0015] Die Fig. 6 und 7 zeigen das Werkzeug in geschlossener Stellung. Die Matrize 10 trifft beim Hochfachren zuerst auf den Niederhalter 15 und umgreift unmittelbar hernach den Tiefziehstempel 6. Die Membranfolie 14 ist nun umgewandelt in den Teller 1, die Wandung 2 und den Flansch 3. Die Fig. 6 zeigt, dass die fertige Membran seitlich aufgeschnitten ist. Dies entspricht in Fig. 1 der Stelle A. Anders in Fig. 7, wo durch die Ausnehmung 9 eine Unterbrechung des Schnittes erzeugt wurde. Dadurch ergibt sich in der Wan­dung 2 nur eine Kröpfung der Membranfolie 14.

[0016] Die Herstellung geschieht in der Weise, dass bei Schlies­sung des Werkzeugs vorerst Teller 1, Wandung 2 und Flansch 3 gebildet werden, gleichzeitig die Wandung 2 im Querj schnitt eine z-förmige Ausbildung erfährt und in der End­phase der Schliessbewegung durch Scherkanten 8 und 11 die Längsschlitze 5 geschnitten werden.

[0017] Wesentlich ist, dass die Scherkanten 8 und 11 eine nur ge­ringfügige Ueberlappung aufweisen, und zwar in der Grös­senordnung von 100 bis 200 micron. Damit ist die Gewähr gegeben, dass die Membran in einem Arbeitsgang erstellbar ist, wobei gleichzeitig die Längsschlitze 5 geschnitten und die Stege 4 gekröpft bzw. geknickt und gegebenenfalls sogar - wenigstens teilweise - in ihrem Querschnitt ver­ringert werden, wodurch sich die gewünschten Sollrisstel­len bilden.

[0018] Besonders wichtig ist jedoch die Tatsache anzusehen, dass nur ein einziger Arbeitsgang zur Herstellung dieser Mem­bran genügt und kein weiterer Maschineneinsatz erforder­lich ist. Vorhandene Werkzeuge sind gegebenenfalls durch Anbringen von Scherkanten 8 und Ausnehmungen 9 umbaubar.

[0019] Eine herklömmlich verschlossene Dose gemäss Fig. 8 er­reicht - wie eingangs erwähnt - keine über den Umfang im erfindungsgemässen Bereich liegende Trennung des Ueberdec­kungsteiles 3 vom Verschlussteil 14.

[0020] Die herkömmliche Membran gemäss Fig. 9 wiederum leidet da­runter, dass die Haftung der beiden Membranschichten im Ueberdeckungsbereich (3a,3i) geringer sein müsste als im senkrechten (21a,21i) und waagrechten (14a,14i) Ver­schlussbereich.

[0021] Die offene Stirnseite 16 der fertig verschlossenen, erfin­dungsgemässen Dose 17 gemäss Fig. 10 (Fig. 10a, Fig. 10b) hingegen wird von dem nunmehr abgetrennten, kreisförmigen Flansch 3 der Membran 14 umgriffen. Das obere Ende l9,l9' der zylindrischen Wandung 21 ist vom unteren Ende 23,23' des innenliegenden Schenkels des Flansches 3 in einem kleinen Abstand a angeordnet, der gerade so gross gewählt ist, dass die früheren Sollrisstellen 4 (Fig. 1) gerissen sind. Unter Zugbeanspruchung erfolgt nämlich in aller Re­gel ein glattes Abreissen im Gegensatz zu der herkömmli­chen Schälbeanspruchung beim Oeffnen der Dose, bei der es wie eingangs erwähnt oft zum Ausfransen des Innenschenkels des Flansches 3 kommen kann. Deshalb kann gegebenenfalls auch eine andere als die erfindungsgemässe Membran, so­ferne sie nur eine über den Umfang ihres zylindrischen Wandungsteiles verlaufende Sollrisstelle aufweist, zur Herstellung der erfindungsgemässen Dose Verwendung finden, obwohl die erfindungsgemässe Membran wegen ihrer leichten Herstellbarkeit bevorzugt ist.

[0022] Die Heisssiegelschicht 24 verbindet sich während des Ver­schliess- und Abreissvorganges mit der Doseninnenbeschich­tung 18, von der nach dem Abreissen der Stege 4 (Fig. 1 ein unverletzter Umfangsstreifen 22 erhalten bleibt.

Ansprüche

1. Dose, bestehend aus einem Rumpf (17) mit Innenbe­schichtung (18), dessen wenigstens eine Oeffnung mit­tels eines Membrantellers (14) verschlossen ist, des­sen hochgezogener Kragen (21) mit der Innenbeschich­tung (18) über eine Siegel- bzw. Klebstoffschicht (24) dicht verbunden ist, wobei die Oberkante (19) des Kra­gens (21) im Abstand von der Schnittkante (16) des Rumpfes (17) endet und im Abstand (a) von dieser Ober­kante (19) ein kreisringförmiger Ueberdeckungsteil (3) ansetzt, der an der Innenbeschichtung (18) einen unbe­deckten und unverletzten Ringstreifen (22) belässt und über die Schnittkante (16) des Rumpfes (17) umgebör­delt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberkante (19) des Kragens (21) und die innere Unterkante (23) des Ueberdeckungsteiles (3) über je 70% bis 99% ihres Umfanges geschnitten, und über je 30% bis l% ihres Um­fanges gerissen sind.

2. Verfahren zur Herstellung einer Dose klnach Anspruch 1, unter Verwendung einer Membran, in deren zylindrischem Wandungsteil eine Sollrisslinie entlang des Umfangs verläuft, dadruch gekennzeichnet, dass der Flansch (3) der Membran (14) auf der Schnittkante (16) der Dosen­wand (17) festgehalten wird, während - z.B. mit Hilfe eines Stempels - der Teller (1) der Membran (14) um einen Weg (a) so weit in die Dose (17) gedrückt wird, bis die Sollrissstellen(4) gerade gerissen sind.

3. Membran zum Verschliessen von dosenartigen Behältern verschiedenen Querschnitts, bestehend aus einem Teller mit daran anschliessender, dem Dosenquerschnitt ent­sprechender Wandung sowie einem radial abstehenden Be­festigungsflansch, wobei in der Wandung wenigstens ei­ne Sollrissstelle vorgesehen ist, dadurch gekennzeich­ net, dass in der Wandung (2) entlang einer Umfangsli­nie (4,5) abwechselnd Schnitte (5) und Stege (4) ge­bildet sind.

4. Membran nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite eines Steges (4) etwa 3 bis etwa 50%, vor­zugsweise 10 bis l5% der Länge eines Schnittes (5) be­trägt.

5. Membran nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeich­net, dass die Umfangslinie (4,5) über der halben Höhe, vorzugsweise im oberen Drittel der Wandung (2) ver­läuft.

6. Membran nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, dass die Stege (4) vorgeknickt und/oder - wenigsteins über einen Teil ihrer Breite -­in ihrer Dicke geschwächt sind.

7. Verfahren zur Herstellung der Membran nach einem der Ansprüche 3 bis 6, mit Hilfe eines Tiefziehstempels und einer Matrize, dadurch gekennzeichnet, das bei Schliessung des Werkzeugs vorerst Teller (1), Wandung (2) und Flansch (3) gebildet werden, worauf in der Endphase der Schliessbewegung durch integrierte Scher­kanten (8 und 11) in die Wandung (2) Längsschlitze (5) geschnitten werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An­spruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tiefzieh­stempel (6) und die Matrize (10) je eine umlaufende Scherkante (8,11) aufweisen, von denen wenigstens eine an mehreren, vorzugsweise gleichmässig verteilten Stellen (9) unterbrochen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterbrechungen der Scherkanten (8,11) durch Ausnehmungen (9) gebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen (9) an ihrer tiefsten Stelle der Stärke der Membran (14) entsprechen.

Zeichnung