VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERSCHLUSSRINGES MIT EINEM UMLAUFENDEN GEWINDEKRAGEN SOWIE NACH DIESEM VERFAHREN HERGESTELLTER VERSCHLUSSRING Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes mit einem umlaufenden Gewindekragen zum Aufsetzen eines mit Führungsnocken versehenen Deckels und einem Bördelrand zum Aufbringen des Verschlussringes auf den Rand eines Gebindes gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 1 und ein Verschlussring gemäss Oberbegriff des Patentanspruches 10.

Getränkedosen aus Stahl und aus Aluminium weisen heute Deckel mit einem Ring-pull-Verschluss auf. Die sich nach dem Öffnen ergebende Trinköffnung ist sehr klein und zudem meist scharfkantig. Im weiteren kann der Deckel mit der darin ausgebildeten Trinköffnung beim Transport, während der Lagerung und beim Gebrauch rasch verschmutzen. Häufig ergeben sich auch Probleme beim öffnen, weil der Ring-Pull abreisst oder der Benutzer nicht genügend Kraft oder Geschicklichkeit hat, die Öffnung freizulegen. Ein Wiederverschluss der Dose ist ohnehin nicht möglich.

Der Markt verlangt zunehmend-analog zu den Gebinden aus Glas oder Kunststoff-Dosen mit einer möglichst grossen Trinköffnung, welcher einfach zu öffnen und zudem wieder verschliessbar ist.

Bei Getränkedosen aus Aluminium oder Stahl mit einer Wandstärke von weniger als 0,2mm ist die mechanische Festigkeit des Dosenrumpfes im Bereich der Öffnung zu gering, um direkt in der Wandung ein Gewinde oder einige Gewinde bildende Erhebungen anzuformen, welche das Aufsetzen und Festhalten eines Twist-off-Deckels erlauben würden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes zu schaffen, bei dessen Herstellung kein oder nur in vernachlässigbarer Menge Abfall entsteht. Eine weitere Aufgabe ist die Schaffung eines Verschlussrings mit einem Gewindekragen hoher Festigkeit.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verschlussring gemäss den Merkmalen des Patentanspruches 10.

Die Herstellung von Ringgarnituren für Einsteckdeckel ist seit langem bekannt und erfolgt durch Stanz-und Biegeoperationen aus band-oder plattenförmigem Material.

Beim Ausstanzen der Ringe entsteht sehr viel Abfall, da sowohl ein Teil ausserhalb des Ringes als auch die zukünftige Entnahmeöffnung in den meisten Fällen nicht weiter verwendet werden kann. Im Durchschnitt entstehen bei ausgestanzten Ringen zwischen 60 % bis 70 % Abfall. In einigen Fällen können die zentralen Rcndellen, welche beim Ausstanzen der Entnahmeöffnung entstehen, für andere Zwecke weiterverwendet werden. Im allgemeinen stimmt aber die Nachfrage nicht mit den jeweils in der Produktion der Ringe anfallenden Stanzrondellen überein, so dass entweder zuviele Rondellen vorhanden sind, oder es müssen solche aus dem Vollen hergestellt werden, was zu höheren Materialkosten für das Nebenprodukt flirt und eine vernünftige Kalkulation von vorneherein verunmöglicht. Bei der Verwendung von unbeschichteten Materialien können die Stanzgitter ohne weiteres eingeschmolzen und wiederverarbeitet werden. Der dafür erreichte Rücknahme- bzw. Schrottpreis rechtfertigt diesen Aufwand. Werden nun aber, wie dies heute meistens der Fall ist, beschichtete Materialien verwenden, so können die Abfälle (Stanzgitter und Rondellen) kaum mehr dem Recyclinc zugeführt, und es kann daher kein Erlös mehr erlangt werden. Es müssen zudem zusätzliche Entsorgungskosten auf das Produkt aufgerechnet werden. Dies führt zu sehr hohen Materialkosten, verbunden mit viel Abfall, der zu entsorgen ist.

Überraschenderweise gelingt es, mit den erfindungsgemässen Verfahren, einen Verschlussring zu erzeugen, der auf einen herkömmlichen oder einen an den Verwendungszweck angepassten Twist-off-Deckel auf einen dünnwandigen Aluminium-oder Stahldosenmantel aufsetzbar ist und einen dichten und wiederverschliessbaren Verschluss erzeugt. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens kesteht darin, dass der Ring mit dem Gewindekragen chne 17erwendung von flächenförmigem Material herstel bar ist. Der Rohling kann aus Draht, vorzugsweise Draht aus Reinaluminium, aber auch aus Stahl oder Buntmetall, der zu einem Ring stumpf geschweisst worden ist, aus eine-gegossenen Ring oder aus einem Profilrohrabschnitt erzeug werden. Die Formgebung des Verschlussringes erfolgt durch eine plastische Verformung, bei der kein oder nur wiederverwertbarer Abfall in kleinster Menge entsteht. Der notwendige Korrosionsschutz wird nach der Fertigstellung des Verschlussringes durch Beschichten mit Pulver oder mittels Flüssiglack oder einem anderen Verfahren aufgebracht.

Durch die Verformung wird das anfänglich weiche, leicht verformbare Material, aus dem der Ring hergestellt wird, gehärtet und erreicht im Endzustand die für den Gebrauch notwendige Festigkeit und Härte. Das erfindungsgemässe Verfahren erlaubt es zudem, die Dicken des Verschlussringes im Bereich des Eördelrandes dünner zu halten als beim Gewindekragen, der mechanische Kräfte aufzunehmen hat.

Die Erfindung wird anhand eines llustrierten Auführungsbeispieles erläutert. Is zeigen : Figur 1 eine schematische Darstellung eines Drahtabschnittes, der von einer Rolle abgezogen und abgeschnitten worden ist, Figur 2 einen Drahtring nach dem Verschweissen der beiden Drahtenden des Drahtabschnittes, Figur 3 eine Aufsicht auf den zu einer flachen Scheibe verformten Ring, Figur 4 vier mögliche Ausgangsquerschnitte des Drahtes, Figur 5 einen vergrösserten Teil-Querschnitt durch den gepressten Ring längs Linie V-V in Figur 3, Figur 6 einen vergrösserten Teil-Querschnitt durch den Ring nach der Umformung, Figur 7 eine Seitenansicht eines Dosenoberteils mit nach innen gerichtetem Bördel, Figur 8 eine Darstellung des Ringes in Figur 3 nach einer Umformung, auf den Hals eines Dosenrumpfes aufgelegt, Figur 9 eine Darstellung des Ringes in Figur 3 nach dem Anrollen des Ringes auf dem nach innen gebogenen Bördel des Dcsenrandes, Figur 10 eine Seitenansicht des mit dem Dosenrand verbundenen Ringes, Figur 11 eine Aufsicht auf die Dose gemäss Figur 9, Figur 12 eine Seitenansicht der Dose mit aufgesetztem Twist-off-Deckel, Figur 13 eine Seitenansicht des mit dem Dosenrand verbundenen Ringes in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, Figur 14 eine Seitenansicht einer weiteren Ausgestaltung des mit dem Dosenrand verbundenen Ringes mit peripher liegenden Nocken, Figur 15 ein mit Dick-und Dünnstellen ausgebildeter Drahtabschnitt vor dem Verschweissen zu einem Drahtring.

Von einer Drahtrolle 1 wird die für die Herstellung eines Drahtringes 3 notwendige Drahtlänge L abgezogen und mit einem Messer 5 abgetrennt. Der Querschnitt des Drahtes 7 kann rund, rechteckig oder quadratisch sein (Figur 4). Als Drahtmaterial wird im beschriebenen Beispiel Reinaluminium verwendet, welches weder gehärtet noch mit einer Beschichtung versehen ist. Es gelangt folglich Material in seiner kostengünstigsten und zudem sehr leicht und gut verarbeitbaren Form zum Einsatz. In einer nicht näher beschriebenen, aus dem Stand der Technik bekannten Schweiss-Vorrichtung wird der Draht 7 von der Länge L an dessen Enden durch einen Schweissvorgang verbunden. Die Schweissung 6 kann, wie in Figur 2 dargestellt, stumpf erfolgen oder alternativ durch eine gegenseitige Überlappung der beiden Drahtenden (keine Abb.). Im beschriebenen Beispiel erfolgt die Verbindung der beiden Drahtenden durch Stumpfschweissen.

Im folgenden Arbeitsgang wird der Drahtring 3 in einem Drück-oder Pressvorgang plastisch zu einer Ringscheibe 4 verformt (Figur 3), wobei der periphere Bereich 9 der Ringscheibe 4 eine grössere Dicke aufweist als der zentrale Bereich 11. Die Ringscheibe 4 weist lochseitig dann beispielsweise eine Dicke von 0,2 mm auf. Die Dicke von 0,2 mm erstreckt sich nun radial nach aussen beispielsweise über eine Distanz a, d. h. der zentrale Bereich 11 weist eine Breite a auf, in der die Dicke der Scheibe 0,2 mm beträgt. An diesen Dünnbereich kann ein konisch verlaufender Übergangsbereich c folgen, in welchem die Nenndicke von 0,2 mm auf 0,6 mm zunimmt. Im peripheren Bereich 9 bleibt dann die Wandstärke auf 0,6 erhalten.

Das Drücken bzw. Verpressen des beispielsweise anfänglich im Querschnitt kreisrunden Drahtringes 3 bewirkt, dass die Kante 13, welche die Peripherie bildet, mit einem Radius versehen ist, der eine Verletzung der Haut beim m öffnen und Handhaben des Gebindes, d. h. beim Trinken, verhindert. Die zentrale Kante, welche den Bereich 11 innen asschliesstt weist kleinere Radien auf, die aber durch das spätere und in bekannter Weise erfolgende Einrollen oder Aufrollen auf den Gebinderand verdeckt wird.

Die Ringscheibe 4, wie sie in Figur 3 dargestellt ist, wird anschliessend in einem Fliesspresswerkzeug oder einem anderen geeigneten Werkzeug zu einem Verschlussring 34 umgeformt. Bei diesem plastischen Verformungsvorgang lässt sich in einem Arbeitsgang im zentralen Bereich 11 ein im Querschnitt bogenförmiger Ring 25, der später mit dem Rand des Dosenrumpfes 44 durch Einrollen verbunden wird, und im peripheren Bereich 9 ein nach unten zu ragen bestimmter Gewindekragen 43 erzeugen. Der Gewindekragen 43 kann auf unterschiedliche Weise hergestellt und ausgebildet sein.

In der ersten Ausgestaltung wird im noch flachen Zustand der Ringscheibe 4 der periphere Bereich 9, z. B. wie in den Figuren 10 und 11 dargestellt, ausgestanzt. Die beispielsweise vier Ausnehmungen 31 sind dazu bestimmt, Durchgangsraum für an einem herkömmlichen Twist-off-Deckel 33, wie er auf Glasgebinden verwendet wird, angebrachte Haltebereiche 36 zu schaffen, wer. der Deckel 33 axial aufgesetzt oder abgenommen wird. Die vier zwischen den Ausnehmungen 31 liegenden Führuncsbereiche 35 weisen mindestens eine Rampe 37, vorzugsweise aber zwei Rampen 37,39 auf, an denen die Haltebereiche 36 am unteren Deckelrand 41 anliegen und den Deckel 33 axial auf den Verschlussring 34, der auf den Gehinderand 43 eines Dosenrumpfes 44 aufgesetzt ist, a fdrücken.

In der zweiten Ausgestaltung der Irfindung gemäss Figur 13 verlaufen Führungsbereiche 35 in wesentlichen konisch oder horizontal und schliessen an den ebenfalls im wesentlichen zylidrisch ausgebildeten Gewindekragen 43 an. Durch einen Tiefziehvorgang wird der im wesentlichen zylindrische Gewindekragen 43 erzeugt, der unten durch die Führungsbereiche 35 abgeschlossen wird. Mit diesem Umformvorgang ist der Verschlussring 34 fertig geformt.

Als Folge der im Verhältnis zur Wandung des Dosenrumpfes 44 wesentlich grösseren Wandstärke der Führungsbereiche 35 und die durch die Verformung verursachte höhere Festigkeit des Materials, genügt der erfindungsgemässe Verschlussring 34 den Anforderungen für einen sicheren Halt des Twist- off-Deckels 33 auf dem Dosenrumpf 44.

Zur Erhöhung des ökonomischen Umgangs mit dem Werkstoff für den Verschlussring kann an Stelle eines Drahtes mit gleichmässigem Querschnitt ein solcher mit Dick-und Dünnstellen verwendet werden. Die Dick-/Dünnstellen können entweder durch Stauchen des Drahtes (Erzeugung einer Dickstelle 8) oder durch partielles Ziehen des Drahtes 7 (Erzeugung einer Dünnstelle 10) erzeugt werden (Figur 15).

Die Dickstellen 8 werden nach der Verformung des aus dem Drahtabschnitt hergestellten Ringes 3 die Führungsbereiche 35 bzw. Rampen 37,39 bilden. Die Ausnehmungen 31 kommen in den Bereich der Dünnstellen 10 zu liegen, wo weniger Material vorhanden ist und daher der Stanz-Abfall minimiert werden kann.

Alternativ zu Führungsbereichen 35 können am Gewindekragen 43 nach aussen abstehende, schraubenlinienförmig liegende Führungsnocken 45 ausgebildet werden, an denen die Haltebereiche 36 am Deckel 33 untergreifen können (Figur 14).

In einer nicht dargestellten weiteren Ausgestaltung der Erfindung könnte der die Führungsnocken 45 tragende Kragen 43 statt auf der Aussenseite der Öffnung des Dosenrumpfes 44 auf der Innenseite ausgebildet sein. Anstelle eines Twist-off-Deckels würde dann ein Einsteckdeckel mit aussenliegendem Gewinde verwendet. Deckel dieser Gattung sind zum Verschliessen von Fasspunden bekannt.

In herkömmlicher Weise wird zudem auf der konkaven Seite des Bördelbereiches 25 am zentralen Bereich 11 die für die Abdichtung mit dem Gebinderumpf 44 notwendige Dichtung 29 eingespritzt.

Damit zwischen Stahldosen und einem aus Aluminium hergestellten Verschlussring 34 keine Korrosion entsteht, wird letzterer vorzugsweise mit einer Beschichtung versehen. Das Aufbringen der Beschichtung erfolgt üblicherweise vor dem Einspritzen der Dichtung 29 durch Nass-oder Pulverlackierung. Selbstverständlich wären auch andere Lackierverfahren für den Korrosionsschutz denkbar.

Durch die Umformung des weichen aus Rohaluminium bestehenden Drahtes 7 wird dieser gehärtet und weist nach der vollständigen Umformung die für den Einsatz als Verschlussring 34 notwendige Härte und mechanische Festigkeit auf.