Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters mit einem am Behältermantel dichtschliessend angebördelten Deckel und einem am Behältermantel dichtschliessend angebördelten Boden.
Verbraucher von Behältern zum Versenden von flüssigen, zähflüssigen, verfestigten oder rieselfähigen Massengütern stellen meistens solche Behälter nicht selbst her, sondern beziehen diese füllbereit von einem auswärtigen Behälterhersteller. Um einen kontinuierlichen Ablauf des Verpackungsprozesses zu erzielen, ist es notwendig, einen die Nachliefe rungsfristen berücksichtigenden Vorrat an leeren Behältern an Lager zu halten. Bereits abfüllbereite und vor allem grosse Behälter erfordern hiefür relativ viel Platz, so dass laufend nach wenig Platz beanspruchenden Behälterformen gesucht wird.
Eine einfache Art, Behälter platzsparend zu lagern besteht darin, diese zu Stapeln ineinander zu stecken und die einzelnen Behälter vom einen oder beiden Enden eines Stapels abzuziehen. Dies bedingt, dass die Behälter eine angemessen konische Gestalt aufweisen und auf der Seite mit der grösseren Grundrissfläche vollständig offen sind. Weiter ist es notwendig, dass entweder der Behälteröffnungsrand und der Deckel so gestaltet sind, dass das Verschliessen des Behälters von Hand oder mit handbetätigten Verschliessmitteln erfolgen kann, oder aber beim Behälterverbraucher eigentliche Verschliesseinrichtungen vorhanden sind, mit welchen auch grosse Behälter maschinell verschlossen werden können.
Im erstgenannten Fall sind meistens zusätzliche Verschliessmittel wie Spannringe oder Klemmelemente erforderlich, die aber auch unbefugterweise gelöst werden können, ohne dass der Empfänger vom Eingriff immer Kenntnis erhält. Im zweitgenannten Fall ist es möglich, vorkonfektionierte Behälterkörper mit konischer Form und bereits vorbearbeitetem Öffnungsrand, und Deckel oder Böden mit ebenfalls vorgeformtem Randbereich an den Behälterverbraucher zu liefern, die vom Behälterhersteller gebrauchsbereit gestaltet sind.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters vorzuschlagen, durch welches der genannte Vorteil des platzsparenden Stapelns und des Verschliessens der Behälter ohne zusätzliche Mittel möglich ist.
Die erfindungsgemässe Lösung besteht in einem Verfahren zur Herstellung eines Metallbehälters mit einem am Behältermantel dichtschliessend angebördelten Deckel, einem am Behältermantel dichtschliessend angebördelten Boden und mindestens einer auf der Bodenseite des Behältermantels angebrachten Stapelsicke, wobei an einem ersten Ort ein Behälter-Vorformling mit einem konischen Mantelteil erstellt wird, an dessen Ende mit dem kleinen Durchmesser der Behälterdeckel angebracht ist und dessen Ende mit dem grösseren Durchmesser offen ist, das gekennzeichnet ist durch die am genannten ersten Ort auszuführenden Schritte:
a) Anbringen eines Randbördels am offenen Ende des Behältervorformlings in der Form eines vom Öffnungsrand radial nach aussen abstehenden Flansches und Anbringen einer Bordierung an der Peripherie des Randbördels durch Abwärtsund radiales Einwärtsrollen des Bordierungsrandes, und b) Stapeln einer Anzahl von nach dem Schritt a) erstellten Behälter-Vorformlinge durch Ineinandersetzen derselben zur Bildung eines Transport- und/oder Lagerstapels, und durch die an einem zweiten, vom ersten entfernten Ort auszuführenden Schritte:
c) Aufeinanderfolgendes Abziehen von Behälter-Vorformlingen von dem nach Schritt b) gebildeten Transport und/oder Lagerstapel, d) Aufsetzen eines vorgeformten, mit einem flanschförmigen Rand und einer Randbordierung versehenen Behälterbodens und Anpressen desselben an das Randbördel am Behältervorformling, und e) Einwärtsrollen der Randbordierung und des flanschförmigen Randes am Behälterboden derart, dass die Randbordierung des Behälterbodens zuerst die Bordierung am Behältermantelrand untergreift und dabei einerseits die letztgenannte Bordierung durch Flachdrücken zu einem aus zwei Materialschichten bestehenden umlaufenden Ring umformt, und andernteils das freie Ende der Bodenrandbordierung an der Behälterwand nach oben wandert, um den genannten umlaufenden Ring einzufassen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert. In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine Partial-Schnittdarstellung eines Behältermantels mit auf bekannte Art vorbordiertem Öffnungsrand und darauf aufgesetztem Boden bzw. Deckel mit ebenfalls vorbordiertem Rand, vor dem Fertigfalzen,
Fig. 2 in grösserem Massstab einen Schnitt durch die Falzpartie, die sich aus der konventionellen Art des Falzens des nach Fig. 1 vorbordierten Behälteröffnungsrandes und des Bodens bzw. des Deckels ergibt,
Fig. 3 eine Partial-Schnittdarstellung eines Behältermantels mit einem nach der Erfindung vorbordierten Öffnungsrand und darauf aufgesetztem Boden bzw.
Deckel mit ebenfalls vorbordiertem Rand, vor dem Fertigfalzen,
Fig. 4 in grösserem Massstab einen Schnitt durch den vorbordierten Behälteröffnungsrand,
Fig. 5 ebenfalls in grösserem Massstab einen Schnitt durch die nach der Erfindung hergestellte Falzpartie, die sich beim Falzen des nach Fig. 3 vorbordierten Behälteröffnungsrandes und des Bodens bzw. Deckels ergibt, und
Fig. 6 eine Teilansicht eines Behälters ähnlich der in den Fig.
1 und 3 gezeigten Art, welcher beim Behälterverbrauch zu einem zylindrischen Behälter auf den grössten Durchmesser des ursprünglichen Behälterkörpers nachexpandiert worden ist.
In den Fig. 1 und 2 bezeichnet 1 den Mantel eines Matellbehälters bekannter Ausführungsform mit einem sogenannten geraden Bördel 2 am einen Mantelende, der in der Form eines ebenen Flansches radial vom Behältermantel absteht. In die gezeigte Öffnungspartie, die im Prinzip sowohl die Boden- als auch die Deckelseite des Behältermantels sein kann, ist ein Boden bzw. Deckel 3 eingesetzt. Im Hinblick auf den Erfindungsgedanken wird dieser Behälterteil nachstehend nur noch mit Boden 3 bezeichnet, obschon bei konventionellen Metallbehältern das Mantelende mit dem grösseren Durchmesser in der Regel oben liegt.
Der Boden 3 besitzt eine der Mantelinnenwand entsprechend bemessene Zentrierzone 4, die in herkömmlicher Weise so weit in das Öffnungsende des Behältermantels 1 greift, bis der gemäss Fig. 1 erst vorgeformte flanschförmige Rand 6 am Boden 3 auf dem sogenannten geraden Bördel 2 aufliegt. Der flanschförmig vorgeformte Rand 6 enthält in seinem peripheren Bereich eine einwärts gebördelte Partie 7, welche das nachfolgende Falzen der Randzonen 2,6 am Behältermantel 1 und am Boden 3 erleichtert.
Es ist bekannt, dass bei der Herstellung einer Falzverbindung dann, wenn der Behältermantelrand einen sogenannten geraden Bördel 2 besitzt, ein Schichtaufbau entsteht, wie er in Fig. 2 gezeigt ist. Bei einer solchen Falzverbindung liegen, wenn man von den Materialschichten der Zentrierzone 4 am Boden 3 und des Behältermantels 1 absieht, drei Materialschichten 8, 9, 10 übereinander, die sowohl für die Herstellung einer dichten Verbindung als auch für die mechanische Widerstandsfähigkeit der Falzverbindung massgebend sind.
Ausgehend von der Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ergibt es sich, dass zur Vermeidung eines grossen Lagerplatzbedarfes für leere Behälter eine Anzahl Behältervorformlinge zu einem Transport- und/oder Lagerungsstapel ineinander steckbar sein müssen. Dies bedingt, dass ein Behältervorformling erstellt wird, bei dem zumindest der Endbereich mit dem grösseren Durchmesser bzw. der grösseren Querschnittsfläche offen ist, damit ein weiterer gleichgestalteter Behältervorformling in den ersten hineingesetzt werden kann.
Um das Verklemmen benachbarter Vorformlinge zu vermeiden, wird vorzugsweise bei solchen mit steiler Mantelfläche etwas unterhalb des Randbereiches eine Stapelsicke 11 angebracht, welche beim Stapeln der Vorformlinge jeweils auf den Bördel des darunter liegenden Vorformlings aufzuliegen kommt.
Es hat sich gezeigt, dass mit einem sogenannten geraden Bördel 2 nach Fig. 1 nur eine geringe Randsteifigkeit erzielt werden kann, so dass beim Transport vom Behälterhersteller zum Behälterverbraucher oder bei der Lagerung und Manipulation der Vorformlinge die Gefahr des Auftretens von Ausbuchtungen oder Eindruckstellen gross ist. Weiter besteht erhebliche Unfallgefahr beim Manipulieren solcher Behältervorfomlinge, weil der Bördelrand in der Regel scharf ist und leicht Schnittverletzungen auftreten können. Dazu kommt, dass sich eine Falzverbindung bei einer an sich anzustrebenden Verwendung dünner Bleche bei einem Schichtaufbau nach Fig. 2 bei Sturzbeanspruchung relativ leicht lösen kann.
Dies ist leicht verständlich, wenn man in Betracht zieht, dass die Materialschichten 8, 9 und 10 durch die zwischen ihnen wirksame Reibung und Umschlingungskraft zusammengehalten werden.
Berücksichtigt man weiter, dass bei einem erfindungsgemäss herzustellenden Behälter die Falzoperation beim Behälterverbraucher oft unter relativ ungünstigen Bedingungen auszuführen ist, so wird klar, dass ein Falzaufbau nach Fig. 2 erhöhten Sicherheitsanforderungen nicht z; genugen vermag.
Demgemäss sieht die Erfindung vor, einen Behälter mit gemäss den Fig. 3, 4 und 5 gestalteten Behälterteilen zu schaffen, wobei der in diesen Figuren mit 21 bezeichnete Mantelteil des Metallbehälters im Prinzip gleichgestaltet ist wie derjenige nach Fig. 1. Von wesentlicher Bedeutung ist jedoch, dass der in Fig. 3 gezeigte Randbördel 22 nicht nur ein ebener radial nach aussen abstehender und stumpf endender Flansch ist, sondern, wie in Fig. 4 als Detail und in grösserem Massstab gezeigt, eine Bordierung 23 besitzt, bei welcher das in der Regel scharfe Ende 24 radial nach innen gerichtet ist. In die gezeigte Öffnungspartie des Behältervorformlings, die im Prinzip sowohl die Boden- als auch die Deckelseite des Behältermantels sein kann, ist, wie anhand der Fig. 3 gezeigt, ein Boden 25 eingesetzt.
Der Boden 25 besitzt wiederum eine Zentrierzone 26 und eine flanschförmige Randzone 27, deren äusseres Ende ähnlich der Fig. 1 mit einer einwärts gebördelten Partie 28 versehen ist.
Der Boden 25 sitzt satt in der Behälteröffnung und schliesst das Innere des Behälters nach aussen dicht ab. Zwischen der Oberseite des Randbördels 22 und dem flanschförmigen Rand 27 des Bodens 25 kann auf bekannte Weise eine nicht gezeigte Dichtung aus einem elastischen Material angeordnet sein. Im Randbereich des Bodens 25, aber radial innerhalb der Zentrierzone 26 wird zweckmässig eine Stapel- und Versteifungssicke 29 vorgesehen, deren Zwecke später erläutert wird.
Bördelt man nun auf bekannte Weise und im Prinzip mit Werkzeugen herkömmlicher Art den flanschförmigen Rand 25' am Boden 25 radial nach innen, so läuft zunächst das freie Ende der durch Vorformung gebildeten Partie 28 nach innen/oben und gelangt bald mit der Bordierung 23 am Randbördel 22 des Mantelteils 21 in Berührung. Dadurch wird das Randbördel 22 nach unten gedrängt. Dann wandert das genannte freie Ende entlang der Aussenwand des Behältermantels 21 nach oben, wobei zunächst die Bordierung 23 flachgedrückt bzw. gedoppelt wird. Der periphere Bereich des Bördels 28 bewegt sich bei Erreichen des horizontalen Abschnittes des Randbördels 22 unter Bildung einer Verankerungspartie 30 nach aussen.
Auf diese Weise entsteht eine vierschichtige Falzverbindung, wie in Fig. 5 dargestellt ist, wenn man die Wandpartien 26 des Bodens und 21 des Behältermantels 21 nicht mitzählt. Durch die Doppelung der ursprünglich offenen Bordierung 23 zu einem die ganze Falzverbindung 31 umgebenden relativ starren Ring 23' wird eine sehr aufbruchsichere Falzbasis geschaffen.
Zusätzlich bildet die radial nach aussen weisende und das innere Ende des Ringdoppels 23 ' hintergreifende Verankerungspartie 30 am Ende der Bördelpartie 27 eine gegenseitig sperrende Verbindung, die selbst harten Schlägen zu widerstehen vermag und auch bei relativ grossen Deformationen eine dichtbleibende Falzverbindung liefert. Beide Vorteile, d. h. das Aushalten von harten Schlägen und eine praktisch unverändert dichte Falzverbindung auch bei starker Deformation des betrachteten Behälterrandes lassen sich weiterhin verbessern, wenn der Behälterboden 25 durch Anbringen einer Stapel- und Versteifungsrippe 29 nicht als ebene Platte gestaltet wird.
Die durch die Sicke 25 gebildete Materialreserve stellt beispielsweise beim Nach-aussenziehen der Falzverbindung 30 sicher, dass der Kontaktbereich zwischen der Bodenzentrierzone 26 und der Randzone 21' am Behältermantel 21 nicht wesentlich eingeschränkt wird. Wird dagegen die Falzverbindung nach innen gedrängt, so kann die Sicke 25 im Bereich der Deformation durch eine Art Faltenbalgbewegung die Materialverdrängung praktisch spannungsfrei aufnehmen.
Zur Erzielung eines optimalen Platzangebotes für das im oben beschriebenen Behälter zu verpackende Gut können die als einseitig offene Behältervorformlinge an den Verbraucher gelieferten leicht konischen Kessel wie bereits bekannt so expandiert werden, dass praktisch zylindrische glattwandige oder mit umlaufenden Sicken versehene Behälterkörper entstehen. Fig. 6 zeigt in der linken Figurhälfte einen Behälter 41 mit einer glatten, praktisch zylindrischen Wand, die beim Behälterverbraucher auf einen Durchmesser expandiert worden ist, welcher etwa dem Durchmesser des Mantelabschnittes in dem bei der Anlieferung offenen Bereich entspricht. Die in Fig.
6 mit 42 bezeichnete Stirn- bzw. Bodenseite wurde bereits beim Behälterhersteller definitiv verschlossen und weist nun am fertigen Behälter eine Standfläche auf, die in die Vertiefung 46 an dem im Stapel benachbarten fertigen Behälter eingreift. In dem nach Fig. 6 oberen Abschnitt des Behälters 41 befindet sich eine Stapelsicke 43, wie sie für den platzsparenden Transport des leeren Behälters im Behältermantel angebracht worden ist. In der Figurhälfte rechts sind auf der ganzen Länge des Behälters 44 Verstärkungssicken 45 angebracht, welche beim Behälterverbraucher anlässlich der Expandierung des Behältermantels in praktisch zylindrischer Form angebracht werden.
Obschon die Fig. 6 vermuten lässt, dass die mit 42 bezeichnete Behälterstirnwand die Aufstandfläche des Behälters 41, 44 sei, wird der Behälter in der Praxis vorzugsweise um 180" gedreht gehandhabt. In diesem Falle ist die Stirnseite am Behälter oben und die gegenüberliegende Stirnseite 47 unten.
Bei dieser Stapellage der Behälter vermag die Stirnseite mit dem kleineren Durchmesser in die Vertiefung 46 (Fig. 3, 5) einzugreifen und allfälliges Kondens- oder Regenwasser, das entlang des Behältermantels nach unten rinnt, fliesst über das ganze Stapel nach unten ab, weil der jeweils grössere Aussendurchmesser des obenliegenden Behälters das Ende mit dem geringeren Durchmesser des unteren Behälters rundum überragt.
Der erfindungsgemässe Behälter kann sowohl als sogenannter leerer Behälter vom Verbraucher fertiggestellt werden, wobei das Einfüllen des zu verpackenden Gutes durch (nicht gezeigte) Öffnungen im Boden oder Deckel erfolgen kann, oder auch als bereits gefüllter Behälter auf die oben beschriebene Art durch den Verbraucher verschlossen werden.