Sanft abgesenkter Spiegelbereich in einem Blechverschlußdeckel Das technische Gebiet der Erfindung sind die Blechverschlußdeckel für Getränkedosen, wie sie aus WO-A 95/10373 (Schmalbach-Lubeca) zum Stand der Technik zu rechnen sind. Die Erfindung befaßt sich mit einem Deckelbereich, der im genannten Stand der Technik nicht ausführlicher, sondern nur beiläufig angesprochen ist, namentlich einem abgesenkten Flachbereich im Deckelspiegel, an dem die Grifflasche zum Aufhebeln und der beim Aufhebeln nach innen eingeschwenkte und zuvor an Kerblinien abgetrennte Öffnungsbereich angeordnet sind. Diese beiden Elemente bilden die Offnungshilfen eines Getränkedosendeckels und sind gemäß der Erfindung in dem abgesenkten Flachbereich angeordnet, der in der Fachsprache oft auch als"depressed panel"bezeichnet wird. Der abgesenkte Flachbereich hat in etwa rechteckige Gestalt, mit einer deutlichen Neigung zu einer langovalen, an der einen Schmalseite breiteren Form, so daß zwei gegenüberliegende lange Seiten und zwei kurze Seiten sich ergeben, welche kurzen Seiten näher an dem Deckelrand bzw. der -den Deckelspiegel zum Falzrand hin begrenzenden-Umfangssicke oder Dämpfungssicke (oft auch als"anti-peaking bead"mit äusserer"chuck wall"zur Anlage an die Behälterwand bezeichnet) liegen.

Das Problem liegt darin, die Absenkung des Öffnungsbereiches zu erlauben und eine höhere Druckfestigkeit zur Verfügung zu stelien, so daß mechanische Knick- Verformungen des abgesenkten Bereiches bei Einwirken von flächigem Druck von unten bei höheren Drücken nicht zu befürchten sind. Die Druckfestigkeit soll verbessert werden.

Erfindungsgemäß wird das erreicht, wenn zumindest einer der kürzeren Randbereiche des abgesenkten Flachbereichs nicht stufig, sondern elastisch in Form eines sanft von der Ebene des Flachbereichs ansteigenden Übergangs ausgebildet wird (Anspruch 1).

Mit diesem elastischen Bereich, der näher an der Dämpfungssicke liegt, kann eine bleibende Verformung bei ansteigendem Druck langer verhindert werden, als wenn eine stufige Ausbildung hier gewähit wird, die aber in den längeren Randbereichen des abgesenkten Flachbereichs weiterhin vorgesehen werden (Anspruch 6).

Besonders dann, wenn nahe des inneren Endes der Dämpfungssicke eine durch Kaltverfestigung hervorgerufene mechanische Sperrzone in Form einer im Querschnitt unsymmetrischen Einprägung verläuft (Anspruch 5), die vollumfänglich angeordnet ist, kann die elastische Nachgiebigkeit des schmalen Übergangs zum abgesenkten Flachbereich eine Ausgleichsmöglichkeit schaffen, die noch bei Drücken von etwa

6 bar eine bleibende Verformung des abgesenkten Flachbereichs vermeiden kann und in diesem Bereich federnd nachgibt. Knickungen entlang der Längsmittelebene des Deckels, langs durch den abgesenkten, insbesondere langovalen Flachbereich, entstehen nicht.

Im Gegensatz zu den eigentlich zu erwartenden, die Steifigkeit und Festigkeit erhöhenden stufenförmigen Randbereichen auch an den kurzen Randbereichen des abgesenkten Flachbereichs, sind die elastischen Übergangsbereiche, die in ihrer Breite auf diesen Bereich beschränkt sind, gegen einen höheren Flächendruck widerstandsfähig.

Das Werkzeug zur Ausbildung dieses Deckels wird betont angesprochen (Anspruch 10,11), wobei es in den besagten Randbereichen nicht scharf stufig ausgebildet ist, sondern zurückversetzt, insbesondere mit einer Schräge verlauft. Im übrigen Bereich, den langen Randbereichen, ist das Werkzeug dagegen weiterhin stufig so ausgebildet, daß es flächig den abgesenkten Flachbereich des Blechverschlußdeckels abzusenken vermag und dadurch eine parallele doppelte Knicklinie mit jeweils einem (gegeneinander gerichteten und umfänglich leicht beabstandeten) Radius entsteht. Bevorzugt ist das Werkzeug so ausgebildet, dal3 es an beiden Stempelbereichen, die den kurzen Randbereich der Absenkungsfläche im Deckelspiegel ausformen, einen Verlauf hat, der gegenüber dem langen Randbereich zurückversetzt ist, bezogen auf die Gegenfläche des unteren Stempelwerkzeuges.

Die doppelte Knicklinie besteht aus zwei langgestreckten und parallel beabstandeten Linien, an denen jeweils das Deckelblech scharf gekrümmt verläuft in eine Richtung senkrecht zur Erstreckung der Linie, wobei die Krümmung entlang eines Radius gerichtet ist, der bei der ersten Krümmungslinie konkav und bei der zweiten Krümmungslinie konvex verläuft. Der zwischen den beiden Krümmungslinien gebildete Stegbereich verbindet den verbleibenden, weiter oben liegenden Rest des Deckelspiegels mit dem abgesenkten Flachbereich, in dem die Offnungshilfen des Deckels angeordnet sind. Der Verbindungssteg oder die Verbindungswand zwischen den beiden Krümmungslinien verläuft in etwa zwischen 40° und 60°, insbesondere etwa um 45°, und bildet eine Versteifung in den langgestreckten Bereichen. In den kurzen Randbereichen des abgesenkten Bereiches ist keine Krümmungslinie und kein wesentlicher Knick vorhanden, vielmehr eine elastische, in Rampenform ansteigende FlAche, die eine Breite zwischen etwa 30% und 80% des Abstandes der beiden Krümmungslinien auf der einen Seite zu den beiden Krümmungslinien auf der anderen

Seite des abgesenkten Bereiches hat, wobei der Abstand gemeint ist, der jeweils nahe des kurzen Randbereiches liegt (Anspruch 7).

Die Übergangszone zwischen dem Stufenbereich in den längeren Randbereichen und dem elastischen Rampenbereich (Anspruch 8, Anspruch 9) verläuft über einen Radius, in dem der erwähnte schräggestellte Steg zwischen den beiden Krümmungs-oder Knicklinien seine Schrägstellung stetig verliert und zwischen dem anfänglichen starken Neigungswinkel hin zu einem Winkel von etwa Null Grad gegenüber dem Deckelspiegel sich verändert.

In einem Endabschnitt des längeren Randbereiches verläuft dieser Steg nicht nur mit einem veränderten Neigungswinkel, sondern kann auch eine zusätzliche Krümmung aufweisen, zum Einlaufen in den elastischen Rampenbereich, wobei bevorzugt ein hypothetisch gedachter voller Krümmungsverlauf von etwa 90° zur Hälfte enffällt und im übrigen halben Bereich der stetige Wechsel von dem steilen Verbindungssteg zu dem flachen Rampenbereich erfolgt (Anspruch 9).

Eine Alternative ist eine sich stetig in der Höhe verändernde Stegwand, die im Winkel sich nicht wesentlich verändert (Anspruch 9, erste Alternative).

Mit dem Werkzeug zum Ausformen des Deckels wird gleichzeitig ein Verfahren dem Fachmann erläutert, mit dem er einen Deckel so weiter verformen kann oder überhaupt so ausformen kann, daß der abgesenkte Bereich in zumindest einer derjenigen Randbereiche, die nahe der Dämpfungssicke liegen, einen elastischen Übergang statt eines stufigen, versteiften Überganges erhält, den der abgesenkte Bereich in den übrigen, den längeren Randbereichen entsprechenden Streckenabschnitten besitzt.

Der obere erste Stempel, der radial innerhalb eines ringförmigen Haltestempels angeordnet ist, hat in den Bereichen, die nahe an der Dämpfungssicke liegen, eine verkürzte oder zurückversetzte Stirnfläche, die beim Schließen des Stempels, in der unteren Endstellung, einen mehr als parasitären Spalt belassen zwischen der unteren Gegenfläche eines z. B. für Prägen oder Ritzen benötigten Auflagestempels, und dem kurzen Randbereich des oberen Stempels. Die geschlossene Stellung ist die untere Arbeitsstellung, in der die langgestreckten Stirnflächen die längeren Randbereiche des abgesenkten Bereiches so einformen, daß hier eine Stufe entsteht. Bevorzugt ist an beiden kürzeren Randbereichen des oberen ersten Stempels die Stirnfläche zurückversetzt, die insbesondere als ein Steg ausgebildet sein kann, der nur im äußeren Bereich berührend an dem Deckelspiegel anliegt.

Radial außerhalb von dem ringförmigen unteren Auflagestempel, der Positionierfunktion und Haltefunktion zugewiesen bekommt, ist ein ringförmiger Zentrierstempel, der in die Dämpfungssicke eingreift, um mit dem ersten oberen Stempel beidseits des erwähnten ringförmigen Auflagestempels eine Fixierung des Deckelspiegels zu ermöglichen.

Der zurückversetzte kurze Randbereich des oberen ersten Stempels bzw. die Stirnseite dieses Stempels kann schräg verlaufen in einem Winkel relativ zu einer gedachten verlängerten Auflagefläche des äußeren unteren Ringstempels oder der unteren Gegenfläche des unteren ersten Stempels. Der Winkel ist größer Null, aber nur klein, insbesondere im Bereich zwischen 3° und 10° (Anspruch 15). Ist der obere erste Stempel mit einem inneren Aufnahmeraum ausgestattet, in dem die Öffnungswerkzeuge aufgenommen werden können, so ist der Steg in dem umfangssicken-nahen kurzen Randbereich mit einer schräg verlaufenden Stirnfläche versehen. Das äußere Ende der Schrägfläche hat dann in Arbeitsstellung (unterer Absenkstellung) des oberen ersten Stempels in etwa dieselbe Höhe, wie die nach oben weisende Stirnfläche des Auflage-und Haltestempels als zweitem unteren Stempel, wobei die Blechstärke des Deckels noch hinzuzunehmen wäre und die Höhe demgemäß um die Blechstärke höher läge, hier aber das Werkzeug ohne eingelegten Deckel beschrieben und beansprucht werden soll.

Es versteht sich, daß der gesamte Deckelspiegel keine vollständig plane Ebene bildet, sondern eine leicht nach außen (oben) gewölbte Flache bildet, was sich auf die Gesamtgestaltung des Deckels und des abgesenkten Flachbereiches entsprechend auswirkt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand mehrerer Ausführungsbeispiele erläutert und ergänzt.

Figur 1 ist ein Deckelbeispiel mit umlaufendem stufigen Randbereich 41 als Begrenzung eines aus dem Deckelspiegel 10 (panel) abgesenkten Flachbereiches 40 (depressed panel).

Figur 2 ist ein Schnitt entlang der Ebene A-A von Figur 1 mit den zum Umformen und klemmenden Halten verwendeten Umformwerkzeugen G, T, S, während die Stempel R, H vorteilhaft aber nicht unbedingt nötig sind.

Figur 3 ist ein Beispiel eines Deckels mit elastischen Übergangsbereichen 45,46 an den Schmalseiten der Begrenzung des Flachbereiches 40.

Figur 4a ist ein Schnitt entlang A-A von Figur 3.

Figur 4b ist ein Schnitt entlang B-B von Figur 3, jeweils mit den zum Umformen und klemmenden Halten verwendeten Umformwerkzeugen G, T, S und R, H.

Figur 5 ist ein Querschnitt des elastischen Randbereiches 45 zwischen einem kaltverfestigten Prägestreifen 30 und dem abgesenkten Flachbereich 40 (depressed panel).

Aus Figur 1 ist eine Ansicht eines Blechverschlußdeckels mit einem über eine umlaufende Stufe 41 abgesenkten Flachbereich 40 zu ersehen, der langovale Form hat. An den kurzen Randbereichen 41 a, die stark gekrümmt verlaufen, reicht der abgesenkte Flachbereich sehr eng an eine umfängliche Nut 20 heran, die im Querschnitt aus Figur 2 deutlicher ersichtlich ist, in welcher der Blechverschlußdeckel besteht aus einem Rand 21, der zum Falzen an einen Rumpf bestimmt ist, einer"anti- peaking bead"20 (auch Kernnut oder Umfangsnut genannt) und dem Deckelspiegel 10, der in der Schnittzeichnung von Figur 2 nur durch den kurzen Streifenbereich 10a zwischen den Stempeln S und R repräsentiert ist und dann über eine scharfe Stufe 41 a in den abgesenkten Flachbereich 40 übergeht, in dem die Offnungshilfen angeordnet sind. Die Hilfen sind eine Aufreißlasche 9 zum durch Schwenken veranlaßten Aufhebeln und ein Offnungsbereich 8, der durch Kerblinien und Versteifungslinien in dem abgesenkten Bereich 40 vorgesehen ist und sich bis zum anderen kurzen Ende des langovalen Flachbereiches 40 erstreckt, der auf der anderen Seite der Umfangsnut 20 dicht an sie heranreicht. Die beiden längeren Randbereiche verlaufen leicht divergierend und haben einen deutlicheren Abstand von der Umfangsnut 20. Die äußere Form der Aufreißlasche 9 und des von ihm teilüberlappten Öffnungsbereichs 8 sind an den abgesenkten Flachbereich angepaßt.

Derselbe Blechverschlußdeckel von Figur 1 ist mit einer veränderten Gestaltung in den kurzen Randbereichen in Figur 3 gezeigt. Hier ist der in Figur 1 noch durchgehend gezeigte, aus einer doppelten Knicklinie 41', 41" bestehende stufige Rand 41 unterbrochen, zugunsten eines stetig verlaufenden Rampenbereiches 45 bzw. 46 an beiden Enden des abgesenkten Flachbereiches 40, der aus Figur 4a, die den Schnitt A-A darstellt, deutlicher ersichtlich ist. Der Schnitt B-B in Figur 4b veranschaulicht die weiterhin beibehaltene Stufenform an zwei eng benachbarten und parallel verlaufenden Knicklinien 43', 43" mit jeweils stark gekrümmtem, gegensinnig gerichtetem Radius an den Kanten der zugehörig formenden Werkzeugstempel G und S in dem langen Randbereich 43 bzw. dem gegenüberliegenden langen Randbereich 42.

Der abgesenkte Flachbereich 40, der an zwei langen Rändern 43,42 in Figur 3 die in Figur 4b ersichtlichen zwei langgestreckten Knickungslinien 43', 43" aufweist, hat einen rampenförmig ansteigenden Bereich 45, der elastisch den abgesenkten Bereich mit dem Rest des Deckelspiegels 10 verbindet, der zwischen den Werkzeugen R und S in Figur 4a ersichtlich ist. Hier, wo der kurze Randbereich sehr nahe an die Umfangsnut 20 heranreicht, werden jedwede Knickungen und Absätze vermieden, um ein elastisches Aufwölben dieses Rampenbereiches bei Druckbelastung zu ermöglichen. Es hat sich gezeigt, daß diese Elastizität in diesem Bereich höheren Drücken zu widerstehen vermag, als wenn Knickungen vorgesehen werden, die zwar in den übrigen, langgestreckten Randbereichen 42,43 des abgesenkten Flachbereiches 40 weiterhin beibehalten werden, aber sowohl jeweils auf einer der beiden Seiten, als auch auf beiden Seiten des umfangssicken-nahen Absenkbereiches 40 vermieden werden.

Das Werkzeug mit den Umformungsstempeln und Haltestempeln erschließt sich aus der Figur 4a und Figur 4b, wobei insoweit nur diejenigen Bereiche eines üblichen Werkzeugs gezeigt werden, die gegenüber dem Stand der Technik im Sinne der vorgeschlagenen Idee verändert sind. Das übrige Werkzeug kann üblicher Natur sein und soll hier nicht gesondert beschrieben werden.

Der eingelegte Deckel liegt auf einem Ringstempel S auf, der sich in seiner äußeren Form an die Gestalt der nach innen weisenden vertikalen Wand der Umfangssicke 20 anpaßt und entsprechend den beiden Schnitten in den Figuren 4a und 4b erkennbar in den längeren Randbereichen des abgesenkten Bereiches 40 breiter ist, zur vollumfanglichen Abstützung des Deckelspiegels 10. Radial außerhalb von dem Stützwerkzeug S wird ein keilförmig nach unten sich erstreckender Ringstempel T

vorgesehen, der in die Umfangsnut 20 mit seiner Stirnfläche 71 a eingreift. Die Stirnfläche 71a ist in der geschlossenen Stellung, d. h. in der unteren Hubstellung bzw.

Arbeitsstellung des Werkzeuges, gegenüber der nach oben weisenden Stirnfläche 61 a (Längsseite) und 61 b (Schmalseite) des stützenden Ringstempels S tiefer gelegen.

Radial innerhalb von dem Ringstempel S arbeitet ein im Beispiel langgestreckt oval ausgebildeter Absenkstempel als Umformstempel G, der mit seiner Geometrie die Geometrie des abgesenkten Flachbereiches 40 bestimmt. Dieser Stempel ist mit zwei seiner Randbereiche repräsentiert, dem langen Randbereich 51 und dem kurzen Randbereich 50, die jeweilige Stirnflächen 50a, 51a haben, zum Anlegen an das umzuformende Blech des Deckelspiegels 10. Unterhalb des oberen Umformstempels G ist ein Stempel H gezeigt, der keine Umformaufgabe hier zugewiesen bekommen hat, vielmehr nur als Relativobjekt mit seiner Gegenfläche 60 zur Definition einer horizontalen Ebene dient. Er kann als Stützstempel dienen für das Einbringen von Kerblinien in den abgesenkten Bereich 40 oder vor dessen Absenkung noch in den Deckelspiegel 10.

Ein weiterer Ringstempel R ist gezeigt. Er liegt gegenüber dem beschriebenen unteren Ringstempel S und hat Haltefunktion, muß aber nicht zwingend berührend und kräftemäßig den Blechdeckel auf dem Stützstempel S halten, wenn beidseits des Stützstempels S sowohl der zentrierende Ringstempel T als auch der die Absenkung einformende Umformstempel G angeordnet sind.

Der Umformstempel G, der längs einer Achse, die etwa senkrecht zum Deckelspiegel 10 oder der Gegenfläche 60 des Werkzeugs H verläuft, in Richtung F kräftemäßig beaufschlagt werden kann, definiert mit seiner Stirnflächengeometrie die Form der Randbereiche des abgesenkten Flachbereiches 40. Die elastischen Bereiche 45,46 aus Figur 3 werden aus der Figur 4a ersichtlich, sie werden nicht stufig eingeformt, sondern verbleiben als Rampenform stetig verlaufend und damit elastisch zwischen dem (rechts in Figur 4b) eingezeichneten Boden der Absenkung 40 und dem Rand des Deckelspiegels. In Figur 4b wird dagegen deutlich, daß zwei eng benachbarte Knicklinien 43', 43" scharfe Krümmungen des Bleches hervorrufen mit einem Verbindungssteg zwischen diesen beiden Knicklinien, der den langen Randbereich 42,43 der Absenkungsfläche 40 definiert. Der Verbindungssteg zwischen den beiden in Figur 3 ersichtlichen Knicklinien verläuft unter etwa 45° und verändert sich in seinem Winkel in dem Bereich, der zu dem Rampenbereich 45 hin verlauft, zu einem Winkel von etwa 0°. Hier sind die langen Randbereiche 42,43 deutlich gekrümmt und haben jeweils etwa die Hälfte eines um 90° verlaufenden Krümmungsumfangs, die anderen 45° werden von der jeweiligen Hälfte 45a, 45b der Rampe 45 eingenommen.

Es verbleibt dann als der Verbindungssteg nur der Abschnitt 43a bzw. 42a als jeweils gekrümmter Endabschnitt des jeweiligen langen Randbereiches 43 bzw. 42.

Entsprechendes gilt für die andere Rampe 46 mit beiden Hälften 46a, 46b. Der jeweils kurze stufige Rand 41 a von Figur 1 ist somit ersetzt durch die oben Bereiche 43a, 45a, 45b, 42a, die zur Längsmittelebene A-A des Deckels symmetrisch sind.

Eine innere Aufnahme 52 des oberen Umformstempels G kann zur Aufnahme von einer Grifflasche 9 dienen oder er kann Schutzfunktion haben, um die schon eingebrachten Kerblinien und Sickengeometrien in dem Deckelspiegel 10, bevor er zum abgesenkten Bereich 40 wird, berührungslos zu belassen, um nur im Randbereich des Absenkungsbereiches 40 Blechberührung zu haben.

Die Stirnfläche 50a als stegförmiger Randbereich 50, die als Stirn des oberen Stempels G keine Absenkung hier bewirkt, verläuft in einem schmalen Winkel von bevorzugt 5°, was sich in Bereichen bis zu 3° und bis zu 10° verändern kann, gegenüber der unteren Gegenfläche 60 des unteren Stempels H. Dieser Winkel a ist auch aus Figur 5 ersichtlich, mit dem rampenförmigen Übergang 45 eines im Schnitt dargestellten Ausschnitts aus einem Deckel ähnlich der Figur 3.

Figur 5 ist die Geometrie des rampenförmigen Übergangsbereichs 45 mit einem sich zusätzlich daran anschließenden, umlaufenden Prägungsbereich 30, der unsymmetrisch im Querschnitt dargestellt ist. Die Kaltverfestigungszone durch die Prägung 30, die Material praktisch nur nach radial außen verdrängt, wie es durch einen keilförmigen Ringstempel verdrängt werden kann, sorgt für einen mechanisch steifen Streifen, an den sich der elastische Rampenbereich 45 zum abgesenkten Bereich 40 hin anschließt. Die ringförmige Prägung 30 ist übersteigert eingezeichnet, um sie deutlich zu machen. Die Dämpfungssicke 20 ist erkennbar tief und schmal, um ihrer Aufgabe gerecht zu werden.

Der beschriebene Blechverschlußdeckel wird vorwiegend für das Verschließen von Getränkedosen, bei denen hoher Druck bis zu 6 oder 7 bar im Innenraum entstehen kann, verwendet. Andere Verwendungen sind deshalb nicht ausgeschlossen.