專利名稱:加強容器殼底的設備和方法
本專利申請是1990年10月22日提交的美國專利申請S/N 07/600,943的部分繼續(xù)申請。
本發(fā)明一般涉及這樣一種類型的金屬容器殼體,這種類型的容器殼體具有一個無縫的側壁和一個與該側壁整體成形的殼底。更準確地說,本發(fā)明涉及的是這樣的殼底輪廓,這種殼底輪廓可以增加圓拱反轉壓力,可以增大容器跌落時的抗損壞能力,以及可以在容器內的飲料承受巴氏消毒高溫和/或在運輸和貯存中遇到的過高過低的溫度時使容器高度的增加減到到最小或防止容器高度增加。此外,本發(fā)明還涉及用于提供這些改進的殼底輪廓的設備和方法。
拼合式容器已有許多種容器構形,這種容器具有一個其一端帶有一個整體底壁的容器殼體,和一個構形成具有一個固定在其上的閉合蓋的開口端。容器制造廠家將各種各樣的飲料裝入這些由鋼或鋁合金制成的容器中。
在生產這些容器殼體時,重要的是要使容器的殼壁和底壁盡可能地薄,以便容器能夠以具有競爭力的價格銷售。在減薄殼壁方面已做了許多工作。
除了尋求較薄的殼壁結構外,還對各種各樣的底壁構形進行了研究。早期尋求使底壁具有足夠強度的嘗試是將底壁形成球面圓拱構形。這種一般的構形見于1973年9月25日授予鄧恩等人的美國專利NO.3760751。這種底壁由此配置有一個向內凹的圓拱或殼底凹陷部分,該部分占去了容器殼體底壁的大部分面積。此種圓拱構形增加了底壁的強度并能抵抗容器內部壓力增加情況下底壁的變形,而在容器的整個設計壓力范圍內底壁的總體幾何形狀只有很小的變化。
揭示拱曲殼底的現(xiàn)有技術還包括有1967年10月31日授予P.G.斯蒂芬的美國專利NO.3349956;1972年9月26日授予Kneusel等人的美國專利No.3693828;1973年5月1日授予鄧恩等人的美國專利No.3730383;1975年9月9日授予Toukmanian的美國專利NO.3904069;1976年3月9日授予Lyu等人的美國專利NO.3942673;1981年10月13日授予米勒等人的美國專利NO.4294373;1989年5月30日授予McMillin的美國專利No.4834256;1987年8月11日授予Pulciani等人的美國專利No.4685582;和1988年9月6日授予Pulciani等人的美國專利No.4768672。
揭示用于制造帶有向內拱曲的殼底的容器殼體的設備和/或揭示具有向內拱曲的殼底的容器殼體的專利包括有1981年9月15日授予Maeder等人的美國專利No.4289014;1982年7月27日授予Gombas的美國專利NO.4341321;1983年2月8日授予Elert等人的美國專利No.4372143;和1986年11月4日授予Pulciani等人的美國專利NO.4620434。
在其上述專利中,Lyu等人揭示了一種其拱曲殼底形狀是橢圓形的向內拱曲殼底。
在美國專利NO.3349956中,斯蒂芬揭示了使用一個直徑縮小的環(huán)形支承部分的例子,該部分帶有一個設置在該直徑縮小的環(huán)形支承部分中部的向內拱曲殼底。斯蒂芬還揭示了將直徑縮小的環(huán)形支承部分疊放在另一個容器的雙縫頂部內的例子。
在美國專利NO.3693829中,Kneusel等人揭示了一種鋼容器殼體,它具有一個以截頭維體形式成形以便提供一個直徑縮小的環(huán)形支承部分的殼底部分,和具有一個設置在該環(huán)形支承部分的徑向外側的向內拱曲殼底。各種各樣的殼底輪廓都可以進行調節(jié),以便使內側殼底表面,包括拱曲殼底的半徑縮小部分,具有更加均勻的涂覆層。
在美國專利No.4685582和No.4768672中,與Kneusel等人揭示的截頭錐體部分不同,Pulciani等人的揭示了一種在容器殼體的圓筒形外壁和直徑縮小的環(huán)形支承部分之間的過渡部分,它包括一個相對于容器殼體的外側直徑凸曲的上部環(huán)形弧狀部分和一個相對于容器殼體的外側直徑凹曲的下部環(huán)形弧狀部分。
在美國專利NO.4834256中,McMillin揭示了一種在容器殼體的圓筒形外壁和直徑縮小的環(huán)形支承部分之間的過渡部分,其成形輪廓可使具有一個一般與圓筒形外壁同樣直徑的雙逢頂部的容器疊放穩(wěn)固,以及使具有較圓筒殼體小的雙逢頂部的容器疊放穩(wěn)固。在此設計中,具有直徑縮小的頂部的容器疊置于直徑縮小的環(huán)形支承部分內;帶有較大頂部的容器則疊托著此特殊輪廓的過渡部分。
在1988年3月22日授予Supik的美國專利No.4732292中,Supik揭示了在容器殼體的殼底制出從該殼底向上延伸的若干凹穴的情況,并示出了這些凹穴的各種各樣的構形。據說凹穴可增加殼底的撓曲性,由此防止當容器承受內部流體壓力作用時內側涂覆層出現(xiàn)裂紋。
在1989年12月12日授予Claydon等人的美國專利No.4885924中-該專利曾于1983年8月4日在世界知識產權組織的國際公開NO.WO 83/02577中公開,Claydon等人揭示了用于徑向向內軋制環(huán)形支承部分外表面,由此減小該環(huán)形支承部分半徑的設備。將環(huán)形支承部分向內軋制是要防止在容器承受內部流體壓力時圓拱反轉。
許多現(xiàn)有技術專利,包括Pulciani等人的美國專利No.4620434,都揭示了為增加容器內的流體使容器殼體的殼底圓拱反轉時所具有的壓力而設計的輪廓。此壓力稱為圓拱反轉靜壓力。在此專利中,對過渡部分的輪廓給予這樣大的強調,以致拱曲壁扳的半徑雖然一般規(guī)定有一定的范圍,但對此較佳實施例并不給予規(guī)定。
但是,已經知道通過使圓拱的曲率增加到一最佳值,可以獲得圓拱反轉靜壓力的最大值,并且知道進一步增加圓拱曲率會導致圓拱反轉靜壓力下降。
如前所述,問題之一是對給定的金屬厚度獲得最大的圓拱反轉壓力。但是,另一個問題是要獲得當裝滿的容器跌落到堅硬表面上時的抵抗損壞的能力。
目前測定沖去抵抗力的工業(yè)試驗稱為累積落體高度(cumulativedrop height)試驗。當進行此處提到的試驗時,一個裝滿的容器從某個高度落到一塊鋼板上,落下的高度開始為3英寸,以后每次順序接著的落下都增加3英寸,這樣耐跌撞落體高度(drop height resistance)是該容器落下的所有高度距離-包括圓拱反轉或部分反轉時的高度-的總和。也就是說,耐跌撞落體高度就是累積高度,在此高度落下時殼底輪廓的受損程度使容器不能直立在平坦表面上。
在具有共同發(fā)明人身份實體以及是與本申請同一轉讓人的美國專體申請07/505,618中,可以得知減小容器殼體的圓拱半徑會增加耐跌撞累積落體高度和減小圓拱反轉壓力。而且,在此先有申請中還可得知,增加內壁高度會增加圓拱反轉壓力。
但是,當在給定圓拱高度情況下減少圓拱半徑時,內壁的高度會減小。因此,在給定圓拱高度情況下,如通過減小圓拱半徑那樣使累積跌撞抵抗力增加會導致內壁高度減小,并同時伴隨有圓拱反轉壓力的減小。
因此,要獲得累積落體高度和圓拱反轉壓力的良好組合的一個方法是增加圓拱高度,由此,可在留有合適的壁高度的同時允許圓拱半徑減小。但是,在仍保持標準的直徑、高度和容積的尺寸規(guī)格的同時,圓拱高度可以增加到的高度值是受到限制的。
在飲料容器設計和制造方面的一個附加問題一直是在巴氏消毒過程之后,當裝滿飲料的容器貯存在較高的環(huán)境溫度下的時候,和/或當它們暴露于陽光下的時候,要使容器保持在尺寸規(guī)格內。
高度的這種增加是當作用在拱曲部分上的內部流體壓力在圓環(huán)形內壁上施加一個向下的力,以及圓環(huán)形內壁在環(huán)形支承部分上施加一個向下的力時由環(huán)形支承部分的擴口引起的。
飲料容器高度的增加會導致容器卡死在裝填和輸送設備中并導致疊放不平。
每年都制造出大量的容器,容器的生產廠家總是尋求在仍保持同樣的操作特征的同時減少制造容器殼體所采用的金屬量。
由于制造的容器殼體數(shù)量很大,金屬厚度的微小減薄,即使是萬分之一英寸,也會導致材料成本顯著降低。
本發(fā)明提供了對經拉撥和壓薄的飲料容器殼體的殼底凹陷部分整形的設備和方法。當如此處所述那樣整形時,可使容器的圓拱反轉壓力增加而無需增加金屬的厚度,無需增加環(huán)繞拱曲部分的內壁的高度,無需增加總的圓拱高度,或減小圓拱的半徑。
而且,在本發(fā)明中,不用增加金屬含量、和不用改變容器殼體的一般尺寸或形狀,就可使環(huán)形支承部分的擴口抵抗力和容器的耐跌撞累積落體高度兩者增加。
一種提供增大的擴口抵抗力、增大的圓拱反轉壓力,和增大的耐跌撞累積落體高度的容器殼體,它包括一個繞容器軸線設置的圓筒形外壁、一個裝接到該外壁上并提供一個支承面的殼底,和一個徑向設置在該支承面內側的殼底凹陷部分,該殼底凹陷部分包括一個中央壁板,即凹形的拱曲壁板,以及包括一個將該中央壁板設置在該支承面之上一位置距離的圓環(huán)形圓拱定位部分。
在本發(fā)明的一個實施例中,容器殼體的殼底凹陷部分包括一個設置在支承面之上第一垂直距離處并且設置在距容器軸線第一徑向距離處的部分,殼底凹陷部分還包括一個設置在支承面之上較第一部分大的垂直距離處并且設置在距容器軸線較第一部分較大徑向距離處的毗鄰部分。
也就是說,殼底凹陷部分包括一個從靠近支承面的第一部分徑向向外延伸的毗鄰部分。在此構形中,此毗鄰部分圓環(huán)狀地環(huán)繞容器殼體延伸,由此提供一個在靠近支承面的殼底凹陷部分外側彎成鉤形的環(huán)形徑向凹槽。
在本發(fā)明的另一個實施例中,殼底凹陷部分的毗鄰部分是弧形的,它只在殼底凹陷部分周邊的一部分上延伸。希望有多個毗鄰部分,最好有5個毗鄰部分,從多個第一部分沿徑向向外延伸,且每個處于第一部分之中相應的兩個之間。
也就是說,多個加強部分設置在殼底凹陷部分的圓形內壁上,并且或者繞殼底凹陷部分沿圓周延伸,或者沿圓周間隔開。加強部分相對于圓形內壁或者沿徑向向外或者沿徑向向內延伸。
加強部分可以完全包含在內壁內,可以向下延伸到環(huán)形支承面,可以向上延伸入環(huán)繞拱曲部分的凹曲環(huán)形部分,和/或可以向上延伸入凹曲環(huán)形部分和凹形拱曲壁板兩者內。
加強部分可以是圓形的,沿垂直方向伸長的,可以是沿圓周方向伸長的,和/或可以是以垂直和圓周方向之間一定角度伸長的。
本發(fā)明的容器提供了一種具有改進的圓拱反轉靜壓力的容器,而沒有任何材料增加,和沒有任何影響裝填和/或包裝機械的互換性的尺寸變化。
而且,本發(fā)明的容器提供了增強的壓致擴口抵抗力和提供了在伴隨有在巴氏消毒過程中遇到的流體壓力的容器的總高度中的合成變化。
此外,本發(fā)明的容器提供了改進的耐跌撞累積落體高度,而沒有任何材料增加,和沒有任何影響裝填機械的互換性的尺寸變化,因而能夠減少,或消除一直是由紙板箱和管殼封裝提供的緩沖。
在一個實施例中,本發(fā)明的設備轉動,容器殼體保持不動、設備的滾輪隨著設備的轉動而在一條行星路徑上運動,且滾輪響應設備一部分的縱向運動沿徑向向外移動到與容器殼體的殼底凹陷部分作變形接觸。
本發(fā)明的此第一實施例的設備可以用作一個只實現(xiàn)此處所述整形功能的機器的一部分。但是,希望能將此設備結合進一個實現(xiàn)其它制罐功能的機器中。最好是將此第一實施例的設備結合進一個容器殼體的開口端是在其內的第一和第二旋轉鍛造步驟中進行預縮的機器中。
在另一個實施例中,本發(fā)明的設備保持旋轉運動不動,容器殼體轉動,且設備的滾輪響應該設備一部分的縱向運動沿徑向向外移動到與容器殼體的殼底凹陷部分作變形接觸。
可以將本發(fā)明的此設備結合進一個用于對容器殼體的殼底凹陷部分進行再制的獨立機器內。但是,希望能將它結合進一個完成其它成形操作的機器中。最好是將本發(fā)明的這一實施例結合進一個對容器殼體的開口端進行頸縮和旋壓翻邊成形的機器中。
本發(fā)明的第一個內容是,提供一種用于對這樣一種容器殼體進行整形的方法,這種容器殼體具有一個繞容器軸線設置的側壁,一個裝接到該側壁上并提供一個支承面的殼底,一個設置于該支承面徑向內側并包括有一內壁的殼底凹陷部分,和一個遠離殼底的開口端,該方法包括將一個工具元件定位于容器殼體的殼底凹陷部分內;在工具元件和容器殼體之間提供相對的橫向運動;和用工具元件使內壁的一部分沿徑向向外位移。
本發(fā)明的第二個內容是,提供用于對這樣一種容器殼體進行整形的設備,這種容器殼體具有一個繞容器軸線設置的側壁,一個裝接到該側壁上并提供一個支承面的殼底,一個設置于該支承面徑向內側并包括有一內壁的殼底凹陷部分,和一個遠離該殼底凹陷部分的開口端,該設備的特征是它包括有一個具有一基體和一個操動地裝接到該基體上的工具元件的工具裝置;用于將該工具元件定位在容器殼體的殼底凹陷部分內的裝置;用于在工具元件和容器殼體之間提供相對橫向運動的裝置;和包括工具元件及包括用于在工具元件和容器殼體之間提供相對橫向運動的裝置在內,用于使內壁的一部分徑向向外位移的裝置。
圖1是用帶塑料薄膜的熱套包層包扎起來的飲料容器的前立視圖;
圖2是大致沿圖1中2-2視線方向看到的圖1所示包扎著的飲料容器的頂視圖;
圖3是圖1和圖2所示飲料容器的容器殼體下部的剖視圖;示出對現(xiàn)有技術設計和本發(fā)明實施例一般共有的細節(jié);
圖4是剖視圖,以放大的比例示出圖3所示容器殼體的細節(jié);
圖5是本發(fā)明一個實施例的容器殼體的外輪廓的局部和稍為放大的外形線,一般取成剖視圖,其中,內側壁的多個弧形和圓環(huán)形部分設置在該側壁其它部分的徑向外側;
圖6是圖5所示容器殼體的底視圖,大致由圖5中6-6視線方向看去;
圖7是根據本發(fā)明一個實施例制成的容器殼體的外輪廓下部的局部和稍為放大了的外形線,一般取成剖視圖,其中,內側壁的一圓環(huán)形部分設置在該側壁的另一圓環(huán)形部分的徑向外側。
圖8是大致由圖7中8-8視線方向看去的圖7所示容器殼體的底視圖;
圖9是大致沿圖6中9-9截面截取的容器殼體的外輪廓的局部和大大放大的外形線,以在圖5和6的實施例中未再制的圓環(huán)形部分示出圖5和6所示容器殼體的殼底凹陷部分,并且示出再制成圖7和8所示容器殼體之前的容器殼體的殼底凹陷部分;
圖10是大致沿圖6中10-10截面截取的圖5和6所示容器殼體的外輪廓的局部和大大放大的外形線,示出在圖5和6實施例中再制的殼底凹陷部分的圓環(huán)形部分的輪廓;
圖11是大致沿圖8中11-11截面截取的圖7和8所示容器殼體的外輪廓的局部和大大放大的外形線,示出了如在圖7和8實施例中再制的殼底凹陷部分的輪廓;
圖12是大致沿圖5中12-12視線方向看去的圖5和6所示容器殼體的斷開頂視圖,示出了圖5和6實施例的有效增加的周長;
圖13是大致沿圖7中13-13視線方向看去的圖7和8所示容器殼體的斷開頂視圖,示出了圖7和8實施例的有效增加的周長;
圖14是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,其中在滾輪沿徑向向外并在一條行星路徑上運動以便如圖7、8和11所示那樣對殼底凹陷部分進行再制,并且其中容器殼體的開口端在一個旋轉鍛造操作中進行頸縮,該旋轉鍛造操作與殼底凹陷部分的再制同軸并且至少部分同步地進行;
圖15是大致沿圖14同樣截取的圖14所示實施例的剖視圖,示出了響應滾輪徑向向外的移動和滾輪在一條行星路徑上的轉動,如圖7、8和11中所示的那樣再制容器殼體的殼底凹陷部分;
圖16是大致沿圖15同樣截取的圖14和15所示的整形設備的放大剖視圖,它被包含在此,以便使部件的標號不出現(xiàn)混亂;
圖16A是大致沿剖面線16A-16A截取的局部剖視圖,示出滑塊是由兩個導桿導引著;
圖17是示意圖,示出了在現(xiàn)有技術的頸縮機中容器殼體的傳送,圖14-16所示的整形設備可以與頸縮機一起使用,由此,至少與殼底凹陷部分的再制部分同步地實現(xiàn)對容器殼體的開口端的操作;
圖18是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,其中在一個滾軋機徑向向外移動的同時容器殼體發(fā)生轉動,以便如圖7、8和11所示對殼底凹陷部分進行再制,而且在其中,要在旋轉操作中對容器殼體的開口端進行翻邊和/或進行縮頸,該旋轉操作與殼底凹陷部分的再制同一軸心;
圖19是大致如圖18同樣截取的圖18所示整形設備的剖視圖;示出了響應容器殼體的轉動和一個滾輪徑向向外的移動,如圖7、8和11中所示的那樣再制的容器殼體的殼底凹陷部分;
圖20是大致如圖19同樣截取的圖18和19所示實施例的局部放大剖視圖,它被包含在此處以便給出清楚的部件標號;
圖21是一示意圖,示出了在現(xiàn)有技術的旋壓成形機中一個容器殼體的輸送,圖18-20所示實施例可以與該旋壓成形機一起使用,由此,通過旋壓成形操作對容器殼體的開口端進行翻邊和/或頸縮,該旋壓成形操作至少部分地與殼底凹陷部分的再制同步進行;
圖22是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,其中,兩個滾輪在一條行星路徑上轉動的同時響應工具另一部分的縱向運動沿徑向向外移動;
圖22A是大致如圖22同樣截取的圖22所示實施例的局部剖視圖;示出被致動用用于對一個容器的殼底凹陷部分整形的位置處的內部部件;
圖23是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,其中,一個容器殼體和一個滾輪以一預定的速率轉動,并且從該滾輪上徑向向外延伸的突出部響應該滾輪的橫向運動和該容器殼體及該滾輪兩者的轉動,使殼底凹陷部分的多個部位沿徑向向外變形,如圖5、6和10所示;
圖24是大致按截面24-24截取的圖23所示實施例的端視圖,示出了滾輪向外延伸的突出部;
圖25是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,示出了半個截面,其中多個工具元件處在縮回位置,還示出了另半個截面,其中工具元件響應工具另一部分的縱向運動沿徑向向外移動,以便對殼底凹陷部分的多個部位沿徑向向外進行旋轉鍛造,如圖5、6和10所示;
圖25A是大致按圖25所示那樣截取的圖25所示實施例的半截面圖,它被包含在此處以便給出清楚的部件標號;
圖26是本發(fā)明一個實施例的剖視圖,其中容器殼體轉動,而一個偏心安裝的滾輪借助一個凸輪響應工具裝置一部分的轉動定位沿橫向向外運動,圖27是大致沿截面27-27截取的圖26所示實施例的局部端視圖,但去掉了轉塔圓筒以示出凸輪、凸輪隨動件、和樞轉臂;
圖28是可以與圖26和27所示實施例一起使用的凹陷整形機的示意圖,該圖大致是沿圖26中截面28-28截取的,但以部分剖視圖示出轉塔圓筒;
參見圖1-4,這些構形一般為Pulciani等人的美國專利No.4685582和4768672,由本發(fā)明的轉讓人制造的設計裝置,以及本發(fā)明的實施例共有的更準確地說,在本發(fā)明中,一般如圖3和4示出的容器殼體通過將其制成此處所公開的尺寸,和/或如此處所述那樣對其殼底凹陷部分進行再制的方式,就成為本發(fā)明的實施例。
參見圖1-4,經拉撥和壓薄的飲料容器10包括一個容器殼體11和一個容器罩蓋13。容器殼體11包括一個殼底15,和一個一般為圓筒形的側壁12,該側壁12連接到該殼底15上,具有一第一直徑D1,并且圓環(huán)形地環(huán)繞著一條容器軸線,即垂直軸線14設置。殼底15包括一個環(huán)形支承部分16,即環(huán)形支承裝置,該部分圓環(huán)形地環(huán)繞著容器軸線14設置,并且設置在側壁12的徑向內側,它可提供一個與基線19齊平的環(huán)形支承面18。
環(huán)形支承部分16包括一個最好是弧形的外凸環(huán)形部分20,和一個最好是弧形的內凸環(huán)形部分22,環(huán)形部分22設置在外凸環(huán)形部分20的徑向內側,并且連接到該外凸環(huán)形部分20上,外凸和內凸的環(huán)形部分20和22具有其曲率中主是同一點的半徑R1和R2。更準確地說,半徑R1和R2兩者都具有曲率中心點24,和點24的回轉體26的圓?;剞D體26的圓具有一第二直徑D2。
殼底15包括有一個殼底凹陷部分25;而該殼底凹陷部分25包括有內凸環(huán)形部分22、一個圓環(huán)形內壁42、即圓筒形內壁,一個內凹環(huán)形部分44,和一個中央壁板38,即凹形拱曲壁板。
一個外連接部分28,或外連接裝置,包括有一個最好是弧形的上部凸曲環(huán)形部分30,該部分30則包括有一個半徑R3,并且連接到側壁12上。外連接部分28還包括有一個設置在一條線條34,即回轉體36的截頭錐體表面的徑向內側,該線條與外凸環(huán)形部分20和上部凸曲環(huán)形部分30相切。這樣,外連接裝置28就將側壁12連接到外凸環(huán)形部分20上。
凹形拱曲壁板38最好是球形的,但也可以是任何合適的彎曲形,它最好具有一估計的曲率半徑R4,即圓拱半徑,設置在環(huán)形支承部分16的徑向內側,并且當容器殼體11處在直立位置時它向上延伸入容器殼體11內。
容器殼體11還包括有一個內連接部分40,或內連接裝置,該部分具有高度為L1的內壁42,該內壁42相對于容器軸線14向上延伸,它可以是圓筒形的,或者可以是截頭錐體形的,以角度α1朝著容器軸線14向內傾斜。內連接部分40還包括具有曲率半徑R5的內凹環(huán)形部分44,它將內壁42和拱曲壁板38相互連接起來。這樣,內連接部分40就將拱曲壁板30連接到環(huán)形支承部分16上。
內連接部分40確定了基線19之上位置距離L2處的拱曲壁板的周長P0。由圖4可以看出,位置距離L2大約等于,但稍小于,內壁42的高度L-1、內凹環(huán)形部分44的曲率半徑R5、內凸環(huán)形部分22的半徑R2、和在內凸環(huán)形部分22處的材料厚度的總和。
通過目測看出并且通過三角學可以計算出,位置距離L2小于是角α1函數(shù)的上述尺寸總和,并且是角α3的函數(shù),拱曲壁板38的周邊P0以此角連接到內凹環(huán)形部分44上。
例如,如果內凹環(huán)形部分44的半徑R5是0.050英寸,如果內凸環(huán)形部分22的半徑R2是0.040英寸,以及如果在內凸環(huán)形部分22處的材料厚度是大約0.012英寸,那么位置距離L2大約是,但稍小于,0.102英寸,它要大于內壁42的高度L1。
這樣,考慮上面所指的半徑和金屬厚度,當內壁42的高度L1是0.060英寸時,位置距離L2就大約是,但稍小于0.162英寸。
環(huán)形支承部分16有一個算術平均直徑D3,它處在外凸環(huán)形部分20和內凸環(huán)形部分22的交界處。這樣,平均直徑D3和圓26的直徑D2是同一直徑。圓拱半徑R4以容器軸線14為中心。
凹陷的環(huán)形部分32包括一個圓環(huán)形外壁46,該外壁從外凸環(huán)形部分20向上并且以角度α2向外側偏離容器軸線,環(huán)形部分32還包括一個具有半徑R6的下部凹曲環(huán)形部分48。而且,該凹陷環(huán)形部分32,根據角度α2、半徑R3和半徑R6的選定值,可以包括上部凸曲環(huán)形部分30的下部。
最后,容器殼體11包括有一個圓拱高度,或壁板高度H1,該高度從支承面18量至拱曲壁板38,還包括有一個內壁42的次直徑,即較小的直徑D4。上部凸曲環(huán)形部分30與側壁12相切,它具有一個中心50。該中心50在支承面18之上高度H2處。下部凹曲部分48的中心52在直徑D5上。中心52在支承面18下方。更準確地說,支承面18在中心52之上距離H3處。
參見圖3和4,在三個Pulciani等人的專利的現(xiàn)有技術實施例中,用到了下列尺寸D1=2.597英寸;D2,D3=2.000英寸;D5=2.365英寸;R1,R2=0.040英寸;R3=0.200英寸;R4=2.375英寸;R5=0.050英寸;R6=0.100英寸;和α1<5°。
參見圖5-11,一般根據圖3和4的現(xiàn)有技術構形制成的容器殼體11可以再制成圖5、6、9、10和12所示的容器殼體62,或者可以再制成圖7、8、11和13所示容器殼體64。
參見圖5、6、9、10,容器殼體62包括一個圓筒形側壁12和一個殼底66,該殼底具有一個帶有一環(huán)形支承面18的環(huán)形支承部分16。環(huán)形支承面18圓環(huán)形地繞容器軸線14設置,并設置在回轉體26的圓上,在該位置外凸環(huán)形部分20和內凸環(huán)形部分22相接合。
殼底66包括一個殼底凹陷部分68,該凹陷部分68設置在支承面18的徑向外側,它包括有凹形拱曲壁板38和一個圓拱定位部分70。
應該理解到,圖9所示的輪廓,除了能代表未再制的容器殼體62的圓環(huán)形部分外,也能夠代表在再制成或者容器殼體62或者容器殼體64之前的容器殼體11。
圓拱定位部分70將凹形拱曲壁板38設置在支承面18之上位置距離L處。圓拱定位部分70包括內凸環(huán)形部分22、內壁71、和內凹環(huán)形部分44。
參見圖3和4,更具體地參見圖4,在將容器殼體11再制成或者容器殼體62或者容器殼體64之前,容器殼體11包括有一個圓拱定位部分54。圓拱定位部分54包括內凸環(huán)形部分22、內壁42、和內凹環(huán)形部分44。
參見圖9和10,圖中示出了圖5和6所示容器殼體62的外表面輪廓的斷開放大輪廓圖。也就是說,未示出容器殼體62的內表面輪廓。
圖9的輪廓圖是大致沿圖6中截面9-9截取的,它以圓環(huán)形部分示出了容器殼體62的殼底66的輪廓,其中殼底凹陷部分68的圓拱定位部分70還沒有進行再制。
再參見圖5和6,容器殼體62的圓拱定位部分70包括多個第一部分72,第一部分72如圖6所示那樣在距容器軸線14徑向距離R0處以弧形狀繞圓拱定位部分70的圓周邊設置。徑向距離R0是圖9和10的內直徑D0的一半,內直徑D0是在內凸環(huán)形部分22和內壁71的交界位置量起,也就是說,內直徑D0是由內凸環(huán)形部分22的徑向內部界定的。
圓拱定位部分70還包括多個沿圓周隔開的毗鄰部分74,毗鄰部分74弧形狀地繞圓拱定位部分70設置,它們是沿圓周相隔開的,并設置在距容器軸線14徑向距離RR的位置處,該距離大于徑向距離R0,并且毗鄰部分74都處在多個第一部分72中相應的兩個之間,如圖6所示。圖6的徑向距離RR等于內直徑D0的一半和圖10的徑向距離X1之和。
在圖5和6所示的較佳實施例中,毗鄰部分74的數(shù)目為5,每一個都有弧形角度為30°的充分的徑向位移,并且每個都有0.730英寸的總長L3。
再參見圖9,在圖5和6所示的容器殼體62的圓環(huán)部分中,其中圓拱定位部分70沒有進行再制,環(huán)形支承部分16的平均直徑D3是2.000英寸;殼底凹陷部分68的內直徑D0是1.900英寸,它是內凸環(huán)形部分22的最小直徑。外凸環(huán)形部分20的外輪廓的半徑R7是0.052英寸;內凸環(huán)形部分22的外半徑R8是0.052英寸。
應該注意到,半徑R7和R8到達容器殼體62的外側,因此要比圖4中的半徑R1和R2大出材料的厚度。
參見圖10,在圖5和6所示實施例的圓環(huán)形部分中,其中圓拱定位部分70進行了再制,內凸環(huán)形部分22的半徑R9減小了,內直徑D0每邊增加了徑向距離X1達到內直徑DR,圓拱定位部分70的鉤形部分76凹進了,即徑向向外位移了徑向距離X2,而支承部分16的算術平均直徑D3每邊增加了徑向尺寸X3,從圖9的直徑D3增加到圖10的算術平均直徑D5。鉤形部分76在距支承面18距離Y的位置處得到定心,它具有半徑RH。
參見圖7、8和11,容器殼體64包括圓筒形的側壁12和一個殼底78,該殼底78具有帶支承面18的環(huán)形支承部分16。殼底78的殼底凹陷部分80設置在支承面18的徑向內側,它包括有凹形拱曲壁板38和一個圓拱定位部分82兩者。
圓拱定位部分82如圖11所示那樣將凹形拱曲壁板38設置在支承面18之上位置距離L2的位置。圓拱定位部分82包括內凸環(huán)形部分22、一個內壁83,和內凹環(huán)形部分44,如結合圖3和4所圖示和描述的。
容器殼體64的圓拱定位部分82包括一個圓環(huán)形第一部分84,該第一部分84如圖8和11所示的那樣在距容器軸線14徑向距離RR處繞圓拱定位部分82設置。徑向距離RR是圖11的直徑D0的一半加徑向距離X1。直徑Do在圖4中內凸環(huán)形部分22和內壁42的相交處量起,也就是說,直徑D0是由內凸環(huán)形部分22的徑向向內部分界定的。
圓拱定位形部分82還包括一個圓環(huán)形毗鄰部分86,毗鄰部分86繞圓拱定位部分82設置,并且設置在距容器軸線14有效半徑RE的位置上,該有效半徑RE要比第一部分84的徑向距離RR大。有效半徑RE等于圖11中直徑D0的一半和徑向尺寸X2之和。也就是說,毗鄰部分86包括鉤形部分76;而鉤形部分76從徑向距離R0處偏移了徑向尺寸X2。因此,說毗鄰部分86設置在第一部分84的徑向外側是適宜的。
再參見圖9,在再制之前,容器殼體64的環(huán)形支承部分的平均直徑D3是2.000英寸;殼底凹陷部分68的內直徑Do是1.900英寸;它是內凸環(huán)形部分22的最小直徑;以及外凸和內凸環(huán)形部分20和22的半徑R7和R8是0.052英寸。
參見圖11,內凸環(huán)形部分22的半徑R9減小了,直徑D0每邊增加了徑向距離X1達到直徑DR,圓拱定位部分82的鉤形部分76凹進了,即徑向向外位移了徑向尺寸X2;圖9的支承部分16和支承面18兩者的算術平均直徑D3每邊增加了徑向尺寸X3到達圖11的直徑D5。鉤形部分76在距支承面18距離Y的位置處得到定義,它具有半徑RH。
參見圖4、12和13,圖4所示容器殼體11的凹形拱曲壁板38包括周邊Po和一個包含內凹環(huán)形部分44的未再制有效周邊PE。但是,容器殼體11再制成圖5和6所示容器殼體62時,拱曲壁板38包括有一個較周邊PE大的再制有效周邊PE1。以同樣方式,當圖4所示容器殼體11再制成圖7和8所示的容器殼體64時,拱曲壁板38包括有一個也較未再制有效周邊PE大的再制有效周邊PE2。
為了試驗,將根據兩套不同尺寸制成并且一般與圖3和圖4構形相符的容器殼體11再制成容器殼體62和64兩種。
在再制之前根據一套尺寸制得的容器殼體11在此處定義為B6A容器殼體,而根據另一套尺寸制成的容器殼體11在此處定義為B7容器殼體。B6A和B7容器殼體包含有許多相同的尺寸。而且,B6A和B7容器殼體的許多尺寸還和本發(fā)明轉讓人的一個現(xiàn)有技術構形相同。
參見圖3、4和9,在再制之前,B6A容器殼體和B7容器殼體包括下列尺寸D1=2.598英寸;D2,D3=2.000英寸;D5=2.509英寸;R3=0.200英寸;R5=0.050英寸;R6=0.200英寸;R7和R8=0.052英寸;H2=0.370英寸;H3=0.008英寸;和α2=30度。其它尺寸,包括R4,H1,和金屬厚度,都詳細地列入表1中。
B6A和B7容器殼體為此處所述報告的試驗所用的金屬是鋁合金,它定義為3104H19,而其它材料從生產庫存在中取用。
如表1所示,圖拱半徑R4是容器殼體11的近似圓拱半徑;且圓拱平徑R4與圓拱工具的半徑RT不同。更具體地說,如表1所示,具有2.12英寸的半徑RT的工具生產出具有約為2.38英寸的半徑R4的容器殼體11。
在容器殼體和工具之間的曲率半徑的差別對三個Pulciani等人的專利,對本發(fā)明的轉讓人的先有技術實施例,以及對本發(fā)明來說都是確定存在的。
參見圖3、5、7和9,圓拱半徑R4將有最接近容器軸線14的實際圓拱半徑RL,和一個在周邊P0位置處的不同的實際圓拱半徑RP。而且,半徑RL和RP將根據各種各樣的參數(shù),例如內壁71的高度L1,而變化。此外,圓拱半徑R4還將在容器軸線14的周邊Po之間的不同距離上變化。
圓拱半徑RC要比圓拱半徑RP稍為小些,因為凹形拱曲壁板38的周邊Po向外彎曲,但是,在表中,圓拱半徑R4是給定的,并且在容器軸線14處,圓拱半徑R4接近于等于實際的圓拱半徑RC。
當容器殼體11再制成容器殼體62和64時,如圖5和7所示,圓拱半徑RC和RP,如圖3所示,或許會有微小的變化或也許沒有變化,而容器殼體11根據各種參數(shù)制成并且根據各種參數(shù)進行再制。如圖10和11所示,因圓拱定位部分70和82的再制而變化的半徑分別定義為接近容器軸線14的實際圓拱半徑RCR和接近周邊Po的實際圓拱半徑RPR。但是,由于圓拱半徑RC和RP之間的差值很小,也因為在再制過程中圓拱半徑RC和RP只有微小的變化-即使有也極小,圖3中只有半徑R4用在附表中以及用在下面的說明中。
圓拱定位部分70和82的再制會導致圖4中的半徑R5增加。為了示出半徑的這一變化,半徑R5在再制之后定義為圖10和11中以及表1中的曲率平徑R5R。由表1可見,半徑R5的此變化可以是相當微小,或相當大,這取決于原始容器殼體11和/或再制參數(shù)中的各種參數(shù)。
當圖4中的半徑R5的變化相當大時,如B7容器殼體再制成容器殼體64所示,容器殼體11再制成容器殼體64會使中央壁板38-包括凹曲環(huán)形部分44,如圖9所示-的有效直徑DE延伸成有效直徑DE2,如圖11所示。
因此,在再制過程中,圓拱定位部分82的環(huán)形部分88如圖11所示那樣移進到中央壁板38內,并且有效地成為該中央壁板的一部分。
而且,特別是在再制是圓環(huán)形再制的過程中,如圖7、8和11所示,位于環(huán)形支承面18外側的殼底78的環(huán)形部分90、如圖9所示,沿徑向向內移進,并且有效地成為圖11所示圓拱定位部分82的一部分。
在表1中,圓拱反轉靜壓力(S.D.R)的單位是磅/每平方英寸,累積落體高度(C.D.H)的單位是英寸,進行累積落體高度試驗時的內部壓力的單位是磅/每平方英寸。
累積落體高度的目的是要確定充滿的罐落下時其拱曲的壁板會呈現(xiàn)部分或全部反轉的累積落體高度。
其程序如下1)將容器內的物品加溫至華氏90°±2°;2)將落體高度試驗機的管子與垂直方位成5角度定位以獲得一致的容器落降;3)從管子的頂端插入容器,將其降低3英寸位置,然后用一個手指托住容器;4)讓容器自由落下,撞擊到鋼板上;5)在各個高度上重復試驗,高度逐次增加,每次增量為3英寸;6)在下一個高度試驗之前,用手觸摸拱曲壁板以檢查拱曲壁板有否鼓起或“反轉”;8)計算累積落體高度,也就是說,將給定容器已落下的每個高度加起來,包括出現(xiàn)圓拱反轉時的高度;和9)求10個容器的結果的平均值。
在再制成容器殼體62和64之前,要對B6A和B7容器殼體11進行一種控制。在此控制性試驗中,B6A容器殼體具有97磅/每平方英寸的圓拱反轉靜壓力,而B7容器殼體具有95磅/每平方英寸的圓拱反轉靜壓力。而且,B6A容器殼體的耐跌撞累積落體高度為9英寸,而B7容器殼體的耐跌撞累積落體高度為33英寸。
表1
參見表1,當B6A容器殼體再制成容器殼體62時-容器殼體62具有多個徑向向外設置沿圓周間隔開的毗鄰部分74,圓拱反轉靜壓力從97磅/每平方英寸增加到111磅/每平方英寸,耐跌撞累積落體高度從9英寸增大到10.8英寸。
當B7容器殼體再制成容器殼體62時,圓拱反轉靜壓力從95磅/每平方英寸增加到120磅/每平方英寸,耐跌撞累積落體高度從33英寸減小到30英寸。
當B6A容器殼體再制成容器殼體64時-容器殼體64具有一個從圓環(huán)形第一部分84沿徑向向外設置的圓環(huán)形毗鄰部分86,圓拱反轉靜壓力從97磅/每平方英寸增加到121磅/每平方英寸,耐跌撞累積落體高度從9英寸增加到18英寸。
最后,當B7容器殼體再制成容器殼體64時,圓拱反轉靜壓力從95磅/每平方英寸增加到126磅/每平方英寸,耐跌撞累積落體高度從33英寸增加到60英寸。
這樣,再制成圖5和6所示的容器殼體62的B6A和B7容器殼體在圓拱反轉靜壓力上分別呈現(xiàn)14.4%和26.3%的改進。再制成容器殼體62的B6A和B7容器殼體在耐跌撞累積落體高度上,B6A容器殼體呈現(xiàn)有20%的改進,B7容器殼體呈現(xiàn)10%的減小。
此外,再制成圖7和8所示容器殼體64的B6A和B7容器殼體在圓拱反轉靜壓力上分別呈現(xiàn)有24.7%和32.6%的改進。再制成容器殼體64的B6A和B7容器殼體在耐跌撞累積落體高度上,B6A容器殼體呈現(xiàn)有100%的改進,而B7容器殼體則呈現(xiàn)81.8%的減小。
因此,本發(fā)明使圓拱反轉靜壓力和累積落體高度兩者有明顯的增大,而不用增大容器殼體的尺寸,也沒有象增大內壁71和83的高度L或大大減小圖3所示凹形拱曲壁板38的半徑R所導致的那樣嚴重減小容器殼體的流體體積,而且不用增加金屬的厚度。
雖然將B7容器殼體再制成容器殼體62未使耐跌撞累積落體高度呈現(xiàn)增加,但據信這是由于兩個事實導致的。一個事實是將容器殼體11再制成容器殼體62和64時沒有利用合適的工具。因此,試驗樣品沒有依照生產規(guī)格。另一個事實是將B7容器殼體再制成容器殼體64要比將B7容器殼體再制成容器殼體62導致較大的徑向距離X1。
但是,還有一個事實卻是將B6A容器殼體再制成容器殼體64,使圓拱反轉靜壓力和耐跌撞累積落體高度兩者都有明顯的增加。
據信,若繼續(xù)試驗,還將發(fā)現(xiàn)使圓拱反轉靜壓力和耐跌撞累積落體高度有額外增加的參數(shù)。
由于本發(fā)明使圓拱反轉靜壓力有明顯增大,以及采用某些參數(shù),使耐跌撞累積落體高度有明顯的增大,據信當采用較小的圓拱半徑R4,或采用不同于球形半徑的中央壁板構形,本發(fā)明甚至會使圓拱反轉靜壓力和耐跌撞累積落體高度較此處報告的有較大的組合值。
由一般的工程知識得知,太大的圓拱半徑R4會減小圓拱反轉靜壓力。而且,一直也都知道,大小的圓拱半徑R4也會減小圓拱反轉靜壓力,盡管較小的圓拱半徑R4應該使圓拱反轉靜壓力增大。
雖然不是確實地知道,但看起來好象是,較小的圓拱半徑R4的值會使力作用在內壁上,這些力更直接地向下集中作用于內凸環(huán)形部分22,由此導致內凸環(huán)形部分22的擴口和容器殼體11的損壞。
相反,較大的圓拱半徑R4在容器殼體加壓時往往會導致變平。也就是說,由于初始較平的圓拱因壓力的作用會變得更加平坦,它會沿徑向膨脹并在內壁42的頂部沿徑向向外施加一個力,由此,能防止內凸環(huán)形部分22的擴口。
但是,較大的圓拱半徑R4不具有足以抵抗內部壓力的曲率,由此導致圓拱在低到不能滿足飲料生產者的要求的壓力下反轉。
通過將容器殼體11的內壁42再制成容器殼體62的內壁71,或者通過將內壁42再制成容器殼體64的內壁83,本發(fā)明使所獲得的圓拱反轉靜壓力增加了。圓拱反轉靜壓力的顯著增加是通過減小能使內凸環(huán)形部分22擴口的力實現(xiàn)的。
更具體地說,如圖11所示,在其圓拱定位部分82的毗鄰部分86是圓環(huán)形的容器殼體64的實例中,有效直徑,即容器殼體11的殼度凹陷部分25的內直徑D0增大成直徑DE2。容器殼體64還具有圖13所示的有效周邊PE2。
或者參見圖10,該圖示出向外設置的沿圓周間隔開的毗鄰部分74,拱曲壁板38的徑向距離Ro增大到有效半徑RE。由沿圓周間隔開的毗鄰部分74導致徑向距離Ro增加到半徑RE會使拱曲壁板38的有效周長增大成圖12所示的周長PE1。
通過觀察圖10和11可以看出,使圓拱壓力作用力進一步向外側作用-如直徑DE2和半徑RE所示,會減小擴口作用力的力臂。也就是說,一個給定作用力使內凸環(huán)形部分22擴口的能力取決于徑向向內的距離,在那里作用有圓拱壓力作用力。因此,內直徑D0增加到容器殼體64的有效直徑DE2,以及徑向距離Ro增加到有效半徑RE,減小了擴口作用力,因此增加了抗擴口能力。
此外,如表1所示,半徑R9減小了,而且從前面的討論可以看出,此半徑的減小也有助于容器殼體62和64抵抗擴口。
繼續(xù)參見圖11,容器殼體64的第一部分84是圓環(huán)形的,可以認為具有高度H4,并且毗鄰部分86也是圓環(huán)形,可以認為具有高度H5。也就是說,定義高度H4和H5有點隨意。但是,可以看出,毗鄰部分86是從第一部分84沿徑向向外設置的,并且所形成的圓拱定位部分82的鉤形部分76具有半徑RH。
這樣,實際上,在容器殼體再制成容器殼體64之后,圓拱定位部分82在距支承面18距離Y處向外彎曲。圓拱定位部分82這樣向外彎曲據信會提供其圓拱反轉靜壓力有明顯增加的部分。也就是說,由于凹形拱曲壁板38向下施加了一個壓力引起的作用力,向外彎曲的圓拱定位部分82往往會彈性地和/或彈性地及塑性地向外卷曲。
由于圓拱定位部分82能向外彎曲,它會在內凸環(huán)形部分22上施加一個卷邊作用力,由此增加了擴口抵抗能力。
也就是說,盡管凹形拱曲壁板38的向下作用力向下壓往往會使外凸環(huán)形部分20和內凸環(huán)形部分22兩者展卷開,但圓拱定位部分82的彈性和/或彈性及塑性卷曲力往往能使凸曲環(huán)形部分20和22卷起。
以同樣的方式,如圖10所示,在容器殼體62的包括有毗鄰部分74和鉤形部分76的圓環(huán)形部分中,圓拱定位部分70向外卷曲的傾向類似于對圓拱定位部分82所做的描述。但是,由于鉤形部分76只在圓拱定位部分70的圓環(huán)形部分-毗鄰部分74位于那里-上存在,卷邊效應并不如容器殼體64中那樣大。
參見圖14-16,一個凹陷整形設備110環(huán)繞機器軸線111設置,并提供來對容器殼體11的殼底凹陷部分25進行整形。在圖14和15中,與機器軸線111同軸地設置一個第二級頸縮壓摸(necking die)112,該壓模包含在凹陷成形設備110內,因此,當對殼底凹陷部分25再制的同時,可以對容器殼體11的開口端114進行再制。如圖14和15所示,容器殼體11與機器軸線111同軸地設定在容器軸線14上。
參見圖14-17,凹陷整形設備110和頸縮模具112能夠與圖17所示的先有技術頸縮機116一起使用。頸縮機116包括一個第一頸縮級118和一個第二頸縮級120。一個第一橫向進給斜槽122將容器殼體11供至第一頸縮級118中的第一星形輪124。第一星形輪124繞第一星形輪軸線126逆時針方向轉動,如箭頭128所示。
第一星形輪124上的逐個進給轉塔槽窩130從橫向進給斜槽122上順序拾起一個個容器殼體11。第一頸縮級118包括12個第一工位132,如圖所示,每個工位一般在位置上對應進給轉塔槽窩130之一個。容器殼體11保持在第一工位132個對應的一個內,并隨它們所對應的第一工位132轉動地運動,直重排出到傳送斜槽134上。
傳送斜槽134將容器殼體11一個接一個地傳送到第二頸縮級120中的第二星形輪136上。第二星形輪136繞第二星形輪軸線138逆時針方向轉動,如箭頭140所示。第二星形輪136中的逐個第二轉塔槽窩142從傳送斜槽134上順序拾起一個個容器殼體11。第二頸縮級120包括12個第二工位144,如圖所示,每個工位一般在位置上對應第二轉塔槽窩142之一個。容器殼體11保持在第二工位144中對應的一個內,直至排出到排出斜槽146上。
第一和第二星形輪124和136由一個裝置-圖中未示出并且不是本發(fā)明的一部分-連接到一個結構件147上。
現(xiàn)有技術頸縮機116在容器殼體11設置在第一頸縮級118的第一工位132中的相應一個工位中的同時在容器殼體11中相應的一個容器殼體的開口端114上進行第一旋轉鍛造操作,借此減小每個容器殼體11的開口端114的直徑148。
接著,當容器殼體11被輸送到第二頸縮級120中的第二工位144中相應的一個工位上時,頸縮機116在容器殼體11置放在第二工位144中相應一個工位中的同時在容器殼體11中相應的一個容器殼體的開口端114上進行第二旋轉鍛造操作,由此進一步減小每個容器殼體11的開口端114的直徑148。
圖14和15的頸縮模具112是與圖17所示頸縮機116一起使用的典型模具,頸縮模具112之一按第一套尺寸制成并用在第二工位144中每一個中,而一個類似的模具,未在圖中未出,按稍有點不同的一套尺寸制成,并用在第一工位132中的每一個中。
最好是,凹陷整形設備110與圖17所示頸縮機116一起使用,在第二工位144中的每一個工位內設置一個凹陷整形設備110。這樣,在第二工位144中,容器殼體11被再制成包括有一鉤形部分76的容器殼體64,如圖11所示;而在容器殼體64置放在第二工位144中同一個工位中的同時,由一個頸縮模具112對容器殼體64的開口端114進行再制。
再參見圖14-16,更準確地說參見圖16,其中標出了大部分的部位標號,凹陷整形設備110包括有一個具有一縱向于機器軸線111設置的罐容納座152的固定殼體150,一對設置于固定殼體150中的一個孔腔156內的滾珠軸承154、一個由該對滾珠軸承154攜持著的轉動體158,和一個與轉動體158成一整體的驅動齒輪160。
如圖16和16A所示,一對導桿162固定地安裝在轉動體158中。一對滑塊164可滑動地安裝在滑桿162上,使得滑塊164可以橫向于機器軸線111往復式地運動。一個致動軸166,即工具部分,設置在轉動體158的孔168中并可沿著機器軸線111作縱向運動。致動軸166的縱向運動由一對樞軸式地裝接到致動軸166和滑塊164兩者上的致動連桿170轉換成滑塊164的橫向運動。一對工具元件,即整形滾輪172,由滾輪軸174安裝到滑塊164中的相應的一個上。
轉動體158由驅動齒輪160驅使轉動,而一個整形凸輪176由一個機構-該機構未示出,它是圖17所示縮頸機116的一部分-驅使作橫向于機器軸線111的運動,由此使致動軸166沿機器軸線111作縱向運動;以致由于致動連桿170將致動軸166的縱向運動轉換成滑塊164的橫向運動,而使整形滾輪172相互向外作橫向運動。
因此,隨著整形凸輪176使致動軸166作縱向運動,致動軸166使致動連桿170運動、致動連桿170使滑塊164運動,以及滑塊164使整形滾輪172與容器殼體11的內壁42作變形接觸,圖3和4所示的容器殼體11就被整形成圖7、8和11所示的容器殼體64。也就是說,致動軸166是整形設備110的一部分,而此部分的縱向運動導致工具元件,即整形滾輪172的橫向運動。
最后,圖16和16A所示的凹陷整形設備110包括有一個工具裝置178。該工具裝置178包括滾動體158、致動軸166、致動連桿170,導向桿162、滑塊164、和工具元件172。
參見圖18-20,一個凹陷整形設備180繞機器軸線111設置,它被提供來對容器殼體11的殼底凹陷部分25進行整形。在圖18-19中,一個旋壓成形設備182與機器軸線111同軸設置,它包括在凹陷整形設備180內,以致當對殼底凹陷部分25進行再制的同時可以對容器殼體11的開口端114進行再制。如圖18和19所示,容器殼體11以容器殼體軸線14與機器軸線111同軸地進行定位。
如圖18和19所示,旋壓成形設備182包括一個夾盤184、一個控制環(huán)186、和一個頸縮盤188,它們一起工作以通過旋壓成形操作對容器殼體11的開口端114進行整形,由此對容器殼體11進行頸縮加工以及對開口端114進行旋壓成形翻邊,這些操作是現(xiàn)有技術的一部分。
參見圖18、19和21,圖18和19所示的凹陷整形設備180和旋壓成形設備182都可以與圖21所示的現(xiàn)有技術旋壓成形機190一起使用。
參見圖21,旋壓成形機190包括一個橫向進給斜槽192,容器殼體11在該斜槽內向內向下前進,其容器軸線14沿水平方向設置。槽向進給斜槽192將容器殼體11送至一個罐止動輪194。罐止動輪194繞軸線196順時針方向轉動,如箭頭198所示。隨著罐止動輪194轉動,在罐止動輪194中的進給轉塔窩200從橫向進給斜槽192內拾起一個容器殼體11。
容器殼體11繞罐止動輪194一個接一個地轉到一個如箭頭206所示那樣繞軸線204逆時針方向轉動的頸縮轉塔202上。容器殼體11由罐止動輪194輸送到頸縮轉塔202的轉塔窩208中的各個順序接著的對應轉塔窩中。頸縮轉塔202包括十六個工位210,每個工位一般在位置上對應轉塔窩208。頸縮轉塔202轉動時容器殼體11保持在工位210中相應的一個工位內。
在旋壓成形機190中,容器殼體11的開口端114,如圖18所示,通過容器制造廠家眾所周知的旋壓成形操作進行頸縮和翻邊。然后,由繞軸線216順時針轉動,如箭頭218所示,的拾取輪214上的拾取窩212中的相應一個拾取窩,從工位210中相位一個工位上一個一個順序地移走容器殼體11。
罐止動輪194、頸縮轉塔202、和拾取輪214由未示出且不是本發(fā)明一部分的裝置連接到一個結構件219上。
由于旋壓成形機190、旋壓成形設備182、和方法都是現(xiàn)有技術的一部分,并且對容器制造廠家來說是眾所周知的,所以上面給的簡單說明足以揭示本發(fā)明是如何與此現(xiàn)有技術結合使用的。
參見圖20,凹陷整形設備180包括一個殼體220,它具有一個整體齒輪222,一個容器接納承窩224、和一個殼體孔腔226。齒輪222、承窩224、和殼體孔腔226都與機器軸線111同心。一對滾珠軸承228被壓入殼體孔腔226內;一個整形體230由滾珠軸承228攜持著。整形體230包括一個體內孔腔232和一個通到該體內孔腔232內的槽縫234。
一個基體延伸段236由任何合適的裝置裝接到整形體230上,該特別的裝接裝置不是本發(fā)明的一部分?;w延伸段236包括一個軸孔238,和一個通到軸孔238和槽縫234兩者的延伸段孔腔240。軸孔238與機器軸線111同心。
凹陷整形設備180還包括一個橫過基體孔腔232的導桿242,該導桿在基體孔腔232兩個相對著的側邊以圖16A所示導桿162同樣的方式裝接到整形體230上。一個滑塊244可滑動地安裝到導桿242上;一個工具元件,即整形滾輪246,由一個滾輪軸248裝接到滑塊244上,其中滾輪軸線250平行于機器軸線111。
一個致動軸252可滑動地插入基體延伸段236的軸孔238中。一個致動夾具254,或工具部分,擰入致動軸252中,并包括有一個夾具槽縫256。鐘形曲柄258包括一個插入夾具槽縫256內的第一臂260,它由一個在夾具槽縫256中貫穿致動夾具254的銷262樞轉地裝接到致動夾具254上。鐘形曲柄258還包括一個由一個銷266樞轉地裝接到槽縫234內的整形體230上;以致第一和第二臂260和264可繞銷268樞轉。
在操作中,致動軸252由一個未示出的凸輪驅使沿軸向向內朝容器殼體11運動。致動軸252沿軸向向內的運動能使致動夾具254沿軸向向內運動,由此使鐘形曲柄258繞銷268沿順時針方向轉動。鐘形曲柄258順時針方向的轉動會使銷266和滑塊244兩者沿徑向,即橫向,從機器軸線111向外側運動,由此使整形滾輪246沿徑向向外運動到與容器殼體11的殼底凹陷部分25作變形接觸。
最終,圖20所示的凹陷整形設備180包括一個工具裝置269,該工具裝置269包括整形體230、致動軸252、致動夾具254、鐘形曲柄258、導桿242、滑塊244、和工具元件246。
參見圖22,凹陷整形設備270包括一個可以由有關螺栓274裝接到一個未示出且不是本發(fā)明一部分的制罐機上的帶凸緣外殼272,和一個由有頭螺栓278裝接到帶凸緣外殼272上的延伸殼段276。帶凸緣外殼272包括一個與機器軸線111同心的外殼孔腔280;延伸殼段276包括一個與機器軸線111同心的輔助孔腔282。一個鉸窩板284包括一個容器容納窩285,被被擰入輔助孔腔282中,并由一個螺紋鎖緊環(huán)286鎖入希望的縱向位置處。
整形體288包括一個螺紋孔290、一個通到螺紋孔290內的槽縫292,和一個通到槽縫292的大孔腔294。螺紋孔290擰套在一個管形軸296,即工具部分上,該管形軸是前面所提到的制罐機的一部分。
導桿298沿橫向橫貫大孔腔294,并在大孔腔294的兩相對側邊固定地插入整形體288中。一對滑塊300可滑動地套在滑桿298上,而一對工具元件、即整形滾輪302由滾輪軸304中相應的一個裝接到滑塊300中相應的一個上。
未示出的制罐機包括一個帶有一螺紋部分310的致動軸308,并插入管形軸296。凹陷整形設備270的致動夾具312,即工具部分,擰套在螺紋部分210上,而致動夾具312包括一個夾具槽縫316。
一對鐘形曲柄318由銷320中相應的一個分別樞轉地裝接到在槽縫316中的整形體288上。鐘形曲柄318包括設置在夾具槽縫316中的第一臂322,第一臂322由銷324中相應的一個銷分別樞轉地裝接到致動夾具312上。此外,鐘形曲柄318還包括由銷328中相應的一個分別樞轉地裝接到滑塊300中相應的一個滑塊上的第二臂326。
在操作中,未示出的制罐機將轉動傳給管狀軸296,由此驅使整形體288與滑塊300和整形輪302一起轉動;致使整形輪302在一條轉動路徑上運動,該路徑設置在機器軸線111的徑向外側,該機器軸線也是容器殼體11的容器軸線14。
制罐機給致動軸308提供了沿縱向向內朝著容器殼體11的凸輪致動運動。致動軸308的這種縱向向內運動使致動夾具作縱向向內運動,使鐘形曲柄318的第一臂322作縱向向內運動,使鐘形曲柄318繞銷320中相應的一個銷作轉動,使滑塊300沿橫向向外運動,即彼此背離的徑向向外運動,以及使整形滾輪302在殼底凹陷部分25的兩相對側邊與容器殼體11作變形嚙合。
最終來看,圖22和22A所示的凹陷整形設備270包括一個工具裝置329。該工具裝置329包括管狀軸296、整形體288、致動軸308、致動夾具312、鐘形曲柄318、導桿298、滑塊300、和工具元件302。
參見圖23,凹陷整形設備330包括一個鉸窩板,即基體332,它由與機器軸線111同軸的軸承336裝接到一個機架構件334上;而鉸窩板332包括一個與機器軸線111同軸的容器承窩338。
凹陷整形設備330另外包括有橫向滑塊340,該滑塊由任何適合的裝置裝接到機架構件334上進行橫向于機器軸線111的運動,裝接的方法不是本發(fā)明的一部分。滾珠軸承342安裝在橫向滑塊340內;而整形軸、即工具部分344轉動地安裝在滾珠軸承342內。
參見圖23和24,四個工具元件346被插在整形軸344的承窩347內,并由相應的有頭螺栓348裝接到整形軸344上。這樣,工具元件346與整形軸344協(xié)同操作以提供一個整形滾輪350,該滾輪具有多個沿徑向向外延伸并沿圓周間隔開的突出部352,突出部352是工具元件346的一部分。
如圖所示,當橫向滑塊340沿橫向運動時,整形滾輪350的突出部352沿徑向向外運動到與容器殼體11的殼底凹陷部分25作變形接觸。如果鉸窩板332和容器殼體11能夠自由轉動,以及如果整形滾輪350具有一個等于容器殼體11的殼底凹陷部分25的具有預定半徑的直徑Do的有效直徑354,那么工具元件346中相應的一個將與工具元件346中其它的工具元件協(xié)同操作,以便使殼底凹陷部分25逐漸形成多個負角傾斜部分,即沿圓周間隔開的弧形部分100,該些部分如圖5和6所示是沿徑向向外傾斜的。
而且,如果鉸窩板332和容器殼體11由任何合適的機構-該機構不是本發(fā)明的一部分-驅使以預定的速率與整形滾輪350一起轉動,那么就確定了工具元件346隨沿圓周間隙開的部分100變化的軌跡。
最終來看,圖23和24所示的凹陷整形設備包括一個工具裝置358。工具裝置358包括起一基體作用的橫向滑塊340,滾珠軸承342、整形軸344和結合在一起形成整形滾輪350的工具元件346。
參見圖25,所示出的凹陷整形設備360有位于分界線362之下的半個剖面361,和位于分界線之上的半個剖面363。半剖面361示出了未致動狀態(tài)的整形設備360,而半剖面363示出了致動到其旋轉鍛造狀態(tài)的整形設備360。
參見圖25A,圖25所示半剖面361的內部部件已在圖25A中重新畫出,以使其各部件標號不出現(xiàn)混亂。
參見圖25和25A,凹陷整形設備360包括一個鍛頭容座364和一個容器容座365。容器容座365包括一個容器承窩367,并用一個擰套在鍛頭容座364上的螺紋調整環(huán)366與鍛頭容座364間隙開;而且,容器容座365由有頭螺栓368裝接到鍛頭容座364上。
一個帶有凸緣的導套370由有頭螺栓372裝接到鍛頭容座364上,它沿縱向延伸入容器容座365的孔腔374內,并包括有一個軸承孔376。一個套筒軸承378被壓入軸承孔376中。
鍛頭容座364由管狀軸的一個螺紋端380、即制罐機的工具部分382,裝接到一個未示出的制罐機上。制罐機的致動軸384可滑動地插入管狀軸382內,并包括有一個螺紋部分386。
一個旋鍛頭388擰套在螺紋部分386上并包括有多個凸輪平臺(camming flat)390。多個工具元件392,即沿圓周間隔開的旋鍛元件,被定位于靠近凸輪平臺390中相應一個的位置,滑塊394中相應的一個滑塊設置在凸輪平臺390中相應的一個凸輪平臺和旋鍛元件之間。
通過旋鍛元件392的榫舌396與帶凸緣導套370的內側凹槽398相嚙合,以及通過帶凸緣導套370的向內延伸的凸緣400與旋鍛元件392的外側凹槽402中相應的一個凹槽相嚙合,防止了旋鍛元件392的縱向移動。
在操作中,如半剖面363所示,致動軸384縱向向內的運動使旋鍛元件392響應凸輪平臺390通過滑動軸承394的接觸沿徑向向外運動,由此沿徑向向外對容器殼體11的殼底凹陷部分25的多個沿圓周間隔開的部分100進行旋轉鍛造,以形成一個容器殼體62,如圖5和6所示。
接著,當致動軸384沿縱向作背離整形過的容器殼體62的運動時,多個彈簧404使旋鍛元件392中相應的那個旋鍛元件沿徑向向內運動;以致使經整形的容器殼體62可以從凹陷整形設備360上脫離,從而使另一個容器殼體11的殼底凹陷部分25可以環(huán)繞旋鍛元件392定位。
參見圖14-25,在圖14-16所示凹陷整形設備110中,整形滾輪172在一條設置于容器軸線14徑向外側的路徑上轉動;整形滾輪172沿徑向向外運動到與容器殼體11的殼底凹陷部分25作變形接觸,而容器殼體11保持不作轉動。
因為容器殼體11保持不作轉動,圖25所示的凹陷整形設備360可以代替圖14-16所示的凹陷整形設備110。而且,或者圖14-16的凹陷整形設備110,或者圖25所示的凹陷整形設備360可以與圖17所示頸縮機16的工位132和144中任一個或兩者一起使用。
此外,雖然圖14-16所示的整形設備110已與一個不轉動的容器殼體11一起示出,但圖14-16所示的該整形設備110同樣適合與一個機器,例如圖21所示的容器殼體11在其中轉動的旋壓成形機190,一起使用。
再參見圖18-20,雖然結合單個鐘形曲柄258和單個滑塊244對單個整形滾輪246作了圖示和描述,但結合圖22所描述的機構-其中使用了兩個整形滾輪302-可以代替如圖18-20所描述的機構。
而且,雖然在圖20和22的實施例中只示出了一個導桿242或298,但這樣做的目的只是為了避免附圖和說明過度復雜。應該理解到,兩個導桿,例如圖16和16A所示的導桿162可以用在圖20和22的實施例中。但是,如果假定圖20和22所示導桿242和298分別是矩形橫截面,那么這種橫截面形狀會阻止滑塊244和300繞它們的導桿242或298中相應的那個導桿轉動,而使用兩個導桿242或298就變得不必要了。
最終來看,圖25和25A所示的凹陷整形設備360包括有一個工具裝置406。工具裝置406包括與帶凸緣的導套370協(xié)同操作起一個基體408作用的鍛頭容座364、管狀軸382、致動軸384、旋鍛頭388和工具元件392。
參見圖26-28,圖中所示的凹陷整形機410包括多個圖26和27所示的凹陷整形設備412。
參見圖21和28,就容器殼體11的處理和傳輸而論,凹槽整形機410是按照圖21所示的旋壓成形機190構造的將容器殼體11中相應的一個置于工位210的轉塔承窩208中,并在整形過程中將容器殼體11環(huán)繞著轉塔輸送。
因此,用來描述凹陷整形機410的標號和術語大部分都與用來描述旋壓成形機190的相同。但是,凹陷整形機410設計來只完成凹陷整形操作,盡管,如前面所述,凹陷整形操作可以與各種各樣的其它制罐成形操作幾乎同時完成。
凹陷整形機410接納橫向進給斜槽192中的容器殼體11,借助罐止動輪194將容器殼體11轉移到在轉塔202中的工位210的依次接著的各個轉塔承窩208中,將容器殼體11環(huán)繞轉塔202傳輸?shù)绞捌疠?14中的拾取承窩212中的相應的一個上,然后將容器殼體11置放到一個排出斜槽414上。
從圖27中略去但在圖28中以剖視圖示出的圖26的轉塔鼓416與轉塔202的軸線204同心設置并沿箭頭206的方向與轉塔202一起轉動。
多個凹陷整形設備412裝接到圖28所示的凹陷整形機410的轉塔鼓416上,每個工位210處有一個,但去掉了幾個以便能比較清楚地看清凹陷整形機410的其它細節(jié)。
參見圖26和27,凹陷整形設備412是由一個包括有一個帶一凸緣422的帶凸緣安裝板420的圓拱容座組件418,一個與容器軸線14同心設置的軸承孔424、一個螺紋孔426、和一個設置在凸緣422中的安裝孔428組成的。帶凸緣的安裝板420由一個插入安裝孔428內的有頭螺栓430固定到轉塔鼓416上。
圓拱容座組件418進一步包括有一對設置在軸承孔424中的滾珠軸承432,一個設置在螺紋孔426中鎖住軸承孔424中的滾珠軸承432的螺紋鎖緊環(huán)434、和一個帶有一對接納滾珠軸承432中相應的一個軸承的軸承接納面438的圓拱容座436。圓拱容座436還包括一個容器容納承窩440。
凹陷整形設備412另外包括有一個導向軸442,即工具部分,該導向軸是圓筒形的,設置在轉塔鼓416的導向孔444中,導向孔444與容器軸線14平行。由于導向孔444設置在轉塔鼓416中,所以轉塔鼓416是環(huán)繞轉塔鼓416設置的凹陷整形設備412每一個的一部分。
一個工具元件446,即整形滾輪,由一個滾輪軸448裝接到導向軸442上,整形滾輪446和滾輪軸448繞著一個與容器軸線14偏心的滾輪軸線450設置。
最終看來,凹陷整形設備412包括一個由不是本發(fā)明一部分的任何合適的裝置裝接到導向軸442上的樞轉臂452、一個插入樞轉臂452的一個孔腔456內的凸輪隨動軸454,和一個轉動地裝接到凸輪隨動軸454上的凸輪隨動件458。如圖26所示,樞轉臂452裝接到樞轉軸442上靠近端頭460處,該端頭在設置有圓拱容座組件418的端頭462的相對面。
圖26和27所示凹陷整形設備412包括一個工具裝置463。工具裝置463包括起一個基體作用的轉塔鼓416、導向軸442、樞轉臂452、凸輪隨動件458、滾輪軸448、和工具元件446。
圖28所示凹陷整形機410包括一個凸輪464,該凸輪繞著轉塔202的軸線204設置,但是相對于轉塔202是靜止的。也就是說,凹陷整形設備412裝接到轉塔202上并繞著凸輪464在箭頭206的方向上轉動。
在操作中,隨著轉塔202繞軸線204轉動,凹陷整形設備412一個接一個地繞著軸線204前進,而凸輪隨動件458一個接一個地接觸凸輪464的升高塊470,由此轉動地對特定的凹陷整形設備412的導向軸442,即工具部分進行定位,從而使整形滾輪446向外轉動倒與容器11的殼底凹陷部分25作變形接觸。
總括地說,在本發(fā)明中,在工具元件172、246、302、346、392或446和容器過體11之間提供有相對的橫向運動。工具元件172、246、302、346、392或446,或容器殼體11,或者上述工具元件和容器殼體兩者可以繞容器軸線14轉動,或者兩者可以保持轉動不動。如果提供一個以上的工具元件172、246、302、346、392或446,它們就是沿徑向和沿圓周間隔開的;并且工具元件可以是滾輪172、246、302、350或446或旋鍛元件392。最好是,工具元件172、246、302、346、392或446響應工具的另一部分,例如致動軸166、252、708或384的運動沿徑向即橫向向外運動;并且最好是工具的其它部分的這種運動或者是轉動的,或者是縱向的。
而且,用本發(fā)明的設備和方法獲得的對容器殼體11的殼底凹陷部分25的再制,會產生帶有如圖7中所示的那樣環(huán)繞殼底凹陷部分80沿圓周延伸的鉤形部分76的容器殼體64;或者產生帶有多個如圖5和6中所示的那樣呈弧形并且沿圓周間隔開的部分100的容器殼體62。
總括地說,如此處所圖示和所描述的那樣,本發(fā)明的設備和方法提供了容器殼體62和64,其中在擴口抵抗力、圓拱反轉靜壓力、和累積落體高度方面都獲得了改進,而沒有增加金屬厚度,沒有減小圓拱半徑R4,沒有增加位置距離L2,設有增加圓拱高度H1,以及沒有明顯地減小容器殼體62和64的流體容量?;蛘撸喾吹?,本發(fā)明提供了容器殼體62和64,其中,擴口抵抗力、圓拱反轉靜壓力、和累積落體高度的滿意的數(shù)值可以使用較此前可能的厚度薄些的金屬。
據信,本發(fā)明產生了意想不到的效果。雖然,在現(xiàn)有技術的設計中,減小圓拱半徑R4會減小圓拱反轉壓力,但在本發(fā)明中,減小圓拱半徑R4,并結合加強圓拱定位部分70或82,卻會在圓拱反轉壓力和耐跌撞累積落體高度兩方面獲得明顯的增加。
而且,通過簡單地對標準尺寸的容器殼體進行再制就已獲得在耐跌撞累積落體高度和圓拱反轉靜壓力兩方面的明顯增加這個事實據信構成了這些意想不到的效果。
當提到圓拱半徑R4,或提到其的限值時,應當理解到,雖然是用具有球面半徑的工具制成容器殼體62和64的凹形拱曲壁板38,但是,容器殼體11的凹形拱曲壁板38的回彈,以及將容器殼體11再制成容器殼體62和64,會使半徑從直實的球體半徑變化成圓拱半徑。
因此,在權利要求書中,一個特定的半徑R4,或者半徑R4的半徑范圍,會施加在圖5和7兩圖所示的中央部分92或環(huán)形部分94上。
中央部分92具有直徑Dcp,它可以是凹形拱曲壁板38的直徑Dp的任何百分比;而環(huán)形部分94可以設置在距容器軸線14任何距離處,并可以有凹形拱曲壁板的直徑Dp的任何百分比的徑向寬度X4。
而且,雖然前面的討論集中在一般為球面形,并且是用球面形工具制成的帶有半徑R4的中央壁板38,但本發(fā)明還能夠應用于容器殼體62或64,其中,凹形拱曲壁板38是橢球形的,它由若干環(huán)形臺階構成,其曲率半徑隨凹形拱曲壁板38徑向外側距容器軸線14的距離增大而減小,具有某些基本上是球面形的部分,包括一個基本上是錐形的部分,和/或包括有一個基本上是平坦的部分。
最終,雖然有關中央壁板38的形狀的限值可以定義為圓拱半徑R4的函數(shù),但有關中央壁板38形狀的限值也可以定義為對中央壁板的中央部分92或環(huán)形部分94的限值,或定義為對在周長Po處或在距容器軸線14任何其它徑向距離處的角度α3的限值。
最后,參見圖4-11,本發(fā)明中另一個明顯的不同是分別在容器殼體62和64的內壁71和83的傾斜度上。如圖4所示,現(xiàn)有技術的內壁42向上向內傾斜角度α1。
與現(xiàn)有技術形成強烈對比的是,圖7、8和11所示的容器殼體64的內壁83包括向上向外傾斜一個負角度α5的負角傾斜部分96。如圖8所示,負角傾斜部分96環(huán)繞容器軸線14沿圓周延伸。
與現(xiàn)有技術還形成強烈對比的是,圖5、6和10所示容器殼體62的內壁71包括向上向外傾斜一個負角度α6的負角傾斜部分98,該部分環(huán)繞容器殼體62的殼底66不到二分之一圓弧似地設置。內壁71還包括另一個向上向外傾斜負角度α6的負角傾斜部分100,該部分在圓周上與負角傾斜部分98間隔開。
因此,在所附權利要求書中,中央壁板部分38應該理解為沒有局限于個別的,即單個的幾何形狀。
總括地說,本發(fā)明通過在包含于此處的本發(fā)明的內容中舉出的設備和方法提供了這些顯著和意料不到的改進。
雖然對鋁容器殼體進行了研究,據信,同樣的原理,即增大內壁的擴口抵抗力,從容器殼體11的內壁42到或者容器殼體62的內壁71或者容器殼體64的內壁83,會有效地增加由其它材料,包括鐵類金屬和非鐵類金屬,塑料和其它非金屬材料。
最后參見圖1和2,上部的容器10碼放在下部的容器10上,上部容器10的外連接部分28套在下部容器10的雙縫頂部56內側;毗鄰地置放和垂直碼放的容器10利用熱縮包裝塑料薄膜60包扎成一個包裹58。
雖然這種包裝方法要比先前的裝箱方法經濟,但因草率粗糙的處理所可能導致的損壞也是一個問題,因而對容器10的累積落體抵抗力的要求要更嚴格。這正是本發(fā)明致力解決的問題。
雖然在前面的說明中對具體的方法和設備作了公開,但應該理解到,這些具體地例子只是為公開本發(fā)明的原理而給出的,以及其許多的變更對熟悉現(xiàn)有技術的人來說是顯而易見的。因此,本發(fā)明的范圍要由所附權利要求書來確定。
本發(fā)明能夠應用于由鋁和其它材料制成的容器。更具體地說,本發(fā)明能夠應用于這種類型的飲料容器,它具有一個無縫、經拉拔和壓薄的圓筒形殼體,和一個與一環(huán)形支承部分成一整體的殼底。
勘誤表CPME914376
勘誤表CPME91437權利要求
1.一種用于對這樣一種容器殼體(11)進行整形的方法,這種容器殼體具有一個繞容器軸線(14)設置的側壁(12)、一個裝接到所述側壁(12)上并提供一個支承面(18)的殼底(15),一個設置于所述支承面(18)徑向內側并包括有一個內壁(42)的殼底凹陷部分(25),和一個遠離所述殼底(15)的開口端(114),所述方法包括a)將一個工具元件(172、246、302、346、392、446)定位于所述容器殼體(11)的所述殼底凹陷部分(25)內;b)在所述工具元件(172、246、302、346、392、446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動;c)用所述工具元件(172、246、302、346、392、446)使內壁(42)的一部分(96,98)沿徑向向外位移。
2.如權利要求1所述的方法,其特征在于所述定位步驟包括將所述容器殼體(11)放在一個工位(132、144、210)中;和所述方法還包括在所述容器殼體(11)保留在所述工位(132、144、210)中的同時在鄰近所述開口端(114)對所述容器殼體(11)進行整形。
3.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述使用工具步驟包括使所述工具元件(172、246、302、346、392、446)繞所述殼底凹陷部分(25)的弧形部分(100)滾動。
4.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述使用工具步驟包括使所述容器殼體(11)轉動。
5.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述使用工具步驟包括使所述工具元件(172、302、346)繞所述容器軸線(14)轉動。
6.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述提供相對的橫向運動包括使所述工具元件(172、246、302、346、392、446)橫向運動。
7.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述在所述工具元件(446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動包括a)將所述工具元件(446)偏心地裝接到一個工具部分(442)上;和b)將所述工具元件(442)轉動式地進行定位。
8.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述在所述工具元件(392、446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動包括用凸輪(390、464)使所述工具元件(392、446)從所述容器軸線(14)沿徑向向外運動。
9.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述在所述工具元件(172、246、302、392)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動包括a)使一個工具部分(166、252、296、382)沿縱向運動;b)使所述工具元件(172、246、302、392)響應所述工具部分(166、252、296、382)的所述縱向運動作橫向運動。
10.如權利要求1或2所述的方法,其特征在于所述在所述工具元件(446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動包括a)將所述工具元件(446)偏心地安裝在一個工具部分(442)上;b)將所述工具部分(442)轉動式地進行定位;c)所述轉動式的定位步驟包括用凸輪(464)帶動。
11.一種用于對這樣一種容器殼體(11)進行整形的設備(110、180、270、330、360、412),這種容器殼體(11)具有一個繞容器軸線(14)設置的側壁、一個裝接到所述側壁(12)上并提供一個支承面(18)的殼底(15),一個設置于該支承面(18)徑向內側并包括有一個內壁(42)的殼底凹陷部分(25),和一個遠離所述殼底凹陷部分(25)的開口端(114),該設備(110、180、270、330、360、412)的特征在于它包括有一個具有一基體(158、230、288、340、408、416)和一個操動地裝接到所述基體(158、230、288、340、408、416)上的工具元件(172、246、302、346、392、446)和工具裝置(178、269、329、358、406、463);用于在所述工具元件(172、246、302、346、392、446)定位在所述容器殼體(11)的所述殼底凹陷部分(25)內的裝置(152、224、285、338、367、440);用于將所述工具元件(172、246、302、346、392、446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動的裝置(166、170、164或252、258、244;或296、318、300;或340;或390;或464、458、452、442);和包括所述工具元件(172、246、302、346、392、446)和包括用于在所述工具元件(172、246、302、346、392、446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動的所述裝置(166、170、164;或252、258、244;或296,318,300;或340;或390;或464、458、452、442)在內,用于使所述內壁(42)的一部分(96、98)徑向向外位移的裝置。
12.如權利要求11所述的設備(110、180、270、330、360、412),其特征在于所述設備(110、180、270、330、360、412)包括一個具有一結構部件(147、219),和具有一個工位(132、144、210)的機器(116、190);所述工具裝置(178、269、329、358、406、463)的所述基體(158、230、288、340、408、416)是可操動地裝接到結構部件(147、219)上;所述用于將所述工具元件(174、246、302、346、392、446)定位于所述殼底凹陷部分(25)內的裝置(152、224、285、338、367、440)包括用于將所述容器殼體(11)置放在所述工位(132、144、210)內的裝置(122、134、194);和所述設備(110、180、270、330、360、412)還包括用于對所述容器殼體(11)靠近所述開口端(114)一側進行整形而不用將所述容器殼體(11)從所述工位(132、144、210)上去除掉的裝置(112、188)。
13.如權利要求11或12所述的設備(180、330、412),其特征在于所述工具元件(246、346、446)包括一個滾輪(246、350、446);所述設備(180、330、412)包括用于使所述容器殼體(11)轉動的裝置(160);和所述用于使所述內壁(42)的一部分(96、98)沿徑向向外位移的裝置包括所述滾輪(246、350、446)和所述用于使所述容器殼體(11)轉動的裝置(160)。
14.如權利要求11或12所述的設備(412),其特征在于所述工具元件(446)是一個滾輪(446);所述工具裝置(463)包括有包含所述工具裝置(463)的一部分(442)的裝置,所述部分(442)相對于所述工具裝置(463)的所述基體(416)轉動式地定位用于使所述滾輪(446)橫向向外運動;和所述用于在所述工具元件(446)和所述容器殼體(11)之間提供相對的橫向運動的裝置包括用于對所述工具裝置(463)的所述部分(442)轉動式地定位的裝置(464、458、452、440)。
全文摘要
設備徑向向外對容器殼體11圓環(huán)形部分86整形以形成容器殼體64,或徑向向外對其殼底凹陷部分25的多個沿圓周間隔開的部分74整形以形成容器殼體62。設備包括一基體并有一裝接到其上且可是滾輪或環(huán)鍛件的工具元件。包括在殼體11和工具元件間提供相對橫向運動的裝置。提供在除了是對殼底凹陷部分環(huán)鍛的設備外的所有實施例中在殼件和工具元件間提供相對轉動的裝置。
文檔編號B21D51/26GK1061572SQ9110804
公開日1992年6月3日 申請日期1991年10月22日 優(yōu)先權日1990年10月22日
發(fā)明者K·R·延茨奇, O·H·威洛比, M·A·雅各伯 申請人:鮑爾公司