專利名稱：用來對容器體進行整形的方法和裝置的制作方法
本專利申請是1998年1月9日提出的美國專利申請的繼續(xù)，該美國專利申請又是于1996年1月4日提出的序列號為No.08/582,866的在申請專利的繼續(xù)(CPA)，上述兩篇申請文件均在此作為參考使用。
本發(fā)明通常涉及對容器體進行整形，更具體地說，本發(fā)明在容器承受軸向負荷的同時，利用一個或多個壓力流體來對容器體進行整形操作。
背景技術：
現在已采用了多種技術來形成薄壁工件，特別地，在形成三件式及兩件式筒形金屬容器體的過程中分別應用了縱向焊接技術和拉延/再拉延/壓薄技術。然后通過模頸縮(necking)、滾頸縮或旋壓頸縮及其他二次處理工藝就可對金屬容器體進行變型。
對于進一步的整形操作來說，近來通過利用一個內部輥子和一個外部軟墊或通過一個內部輥子和一個相匹配的外部較硬元件，而將對稱的縱凹槽或棱條及菱形、格柵形及其他多種圖案施加到筒形容器體上。在所述三件式金屬容器體上施加這些圖案時也利用了脹開式心軸。當筒體徑向擴展時對其一端施加一個軸向負荷是一種通用的輔助擴展方法。本領域技術人員所理解的“整形”(或“再整形”)不但包括形成或改變一個通常的外形、輪廓、截面等，而且還包括其他多種項目如進行浮雕印飾(或凹印飾)、變形處理等。
較著名的技術限于在容器體上達到整形的徑向延伸和合成。例如，在任何單個的操作中，當前拉延及壓薄而成的鋁制飲料容器(例如，側壁厚度約為4-7mm的容器)不能利用模頸縮技術來進行超過約3％的徑向改變，模頸縮技術通常不能用來將容器體的直徑增加然后減小(或相反操作)，或沿著容器體的縱向進行不連續(xù)的/傾斜的整形設計。現在已發(fā)現利用旋壓整形技術可進行較高程度的擴展(例如，對當前的拉延和壓薄而成的鋁制飲料容器來說，擴展量可超過15％)，在容器體和形成輥子之間需進行相對轉動，這樣就限制了沿著容器體的縱向擴展形成非圓形橫截面的能力。
當前提出的其他技術也具有一些局限。例如，已考慮的電磁工藝和靜液壓工藝分別需要利用磁場和壓力容器而朝向一個外部整形模來擠壓容器體的側壁。但是，上述的工藝均需要容器體具有足夠的延展性，以承受相當大的附加塑性變形而不失效。對于當前的拉延和壓薄而成的鋁制飲料容器來說，由于所利用的鋁合金具有有限的延展性，因此，在失效之前實現的變形范圍小于3％(通常小于2％)。而對這種容器體進行退火可使其產生足夠的延展性而可進行較大的金屬變形，但是這會降低容器體的強度且需進行不希望的額外的熱處理工序。
發(fā)明概述在一個實施例中，容器的整形過程涉及利用一種壓力流來進行局部的加工，同時將所述容器置于軸向負荷作用之下，例如，向著容器的凸緣壓一個最好為浮動的支撐。所述軸向負荷可通過一個彈簧組件來得到，所述彈簧組件由位于一個彈簧頂帽和一個較低的基體如一個空氣壓力箱體之間的一根彈簧來構成。在一種構造中，彈簧組件放置靠在浮動支撐上。在一種情況下，所述彈簧組件可產生的軸向負荷約在5磅力和100磅力之間，但所述軸向負荷最好在約10磅和40磅之間。所述軸向負荷可用來密封處于一個浮動密封環(huán)和容器凸緣之間的交界面。在一個實施例中，施加到容器凸緣上的一個軸向負荷可產生一個施加到容器體側壁上的軸向負荷，當所述容器通過罐成型操作而向外擴展時，該負荷有助于金屬的流動。
所述容器體可通過多種方式放置到工具中。例如，在所述容器體和模腔之間可存在一個間隙，這樣就可通過一個浮動的第二支撐來夾持(例如，在容器凸緣端)所述容器，和/或通過所述模腔在上端夾持所述容器，但是在其側壁上不必利用模腔來夾緊。此外，如果一個實施例利用容器體的內部空氣壓力，直到所述容器體擴展至與所述模腔相接觸，所述壓力不需要相對于模腔壁來夾持所述容器。所述模腔的配合的進一步的變化還包括在容器體壁和模腔內徑之間的稍微過盈配合。例如，當模腔處于一個閉合的位置時，容器體側壁可由模腔表面來夾緊。模腔的安裝配合的另一個實施例，包括在容器體壁和模腔內徑之間進行較大的過盈配合。
如果容器和模腔均具有回旋的連續(xù)表面，在容器和模腔之間最好只有一個較小的過盈配合，或當所述模閉合時由所述模腔來擠壓容器。當容器體承受內部壓力時，容器至少部分地通過模腔/容器之間的過盈配合，和由于容器中的內部壓力的作用而使容器體側壁產生的徑向擴展的組合，而保持在模腔中。這樣就阻止了容器在模腔中以一種不希望有的方式進行轉動。
此外，所述模腔可包含一種不連續(xù)的輪廓如棱條、凹槽或凸出的字母，當所述模腔閉合時，這些輪廓就可部分地被壓入到所述容器上。在對所述容器進行整形之后，所述腔體輪廓上的這些高出點就保持在容器的表面中，從而在所述容器表面上就產生了一個凹飾圖案，而容器向外擴展的部分通過整形操作就從最初的容器表面上凸出出來。在這種方式中，利用容器直徑的較低程度(與原來的方法相比)的完全擴展，就可在容器中產生一種程度增加的局部起伏。所述棱條或其他圖案也可將容器鎖定在模腔中，特別是如果所述棱條或其他圖案承受壓力的話，它們就可阻止容器進行轉動。模腔上的輪廓的有效圓周長度比容器壁的圓周長度長，這樣可減少這樣一種可能性，即當模腔閉合時，所述模腔會擠壓所述容器。至少在某些情況下，所述工具模腔凹陷入所述容器中的程度是由容器壁的圓周長度來限制的。
本發(fā)明的一個實施例的另一個方面通常涉及利用兩種流體來進行的容器體整形/再整形操作。所述流體之一向容器體高效地施加局部整形力，在整形力施加到容器體的過程中，另一種流體用來有效地“控制”容器體(例如，在對容器體進行整形時，所述另一種流體用來高效地“控制”或“保持”被拉拔和壓薄而成的金屬容器體)。
在本發(fā)明的利用單一流體的實施例中，或在上述本發(fā)明利用多個流體的實施例中，所述容器體可被“預先施加負荷”(軸向負荷)。在容器體暴露在第一壓力流體的過程中，和/或例如通過第二流體對容器體的表面的作用而將整形力施加到容器體的過程中，就可將一個軸向的負荷(例如，加壓負荷)施加到容器體上。
附圖的簡要描述

圖1所示為根據本發(fā)明的一個實施例而利用凸緣密封和軸向負荷對容器體進行整形的一種裝置的剖視圖；圖2所示為一個部分剖視圖，該圖顯示了根據本發(fā)明的一個實施例而在整形操作之前在模腔和容器之間的間隙；圖3所示為一個部分剖視圖，該圖顯示了根據本發(fā)明的一個實施例而在整形操作之前在模腔和容器之間的輕微的接觸；圖4所示為一個部分剖視圖，該圖顯示了根據本發(fā)明的一個實施例而在整形操作之前在模腔和容器之間的過盈配合；圖5所示為根據本發(fā)明的一個實施例的容器體整形裝置的剖視圖；本發(fā)明的詳細描述根據本發(fā)明的一個實施例，該實施例提供了一種用來成形和浮雕薄壁工件、如容器體(例如，容器體的側壁厚度不超過約0.0070inch)的一種裝置/方法，特別地，該裝置/方法可在金屬容器的側壁中形成復雜的及非一致性的形狀/設計。該裝置/方法也具有通過一種方式進行成形和浮雕的能力，該方式不需要對容器體隨后進行退火處理，特別地，所述容器體包括筒形的經拉延和壓薄而成的鋁、鋼合金容器。
為達到上述目的，一個“定形罐”為一個薄壁金屬容器，其中所述側壁表面可包含規(guī)則的回旋、凸起、棱條和凹槽表面；所述側壁表面還可包含不規(guī)則的表面如凹槽、棱條、浮雕、字母、公司的印記或其他印記、菱形、飾面、工藝幾何涂飾、三角、紋理、氣泡或一些奇異的形狀。所述可能的形狀及表面并不僅限于上面列舉的這些，它們還包括這些幾何表面的組合和配置。
下面將要詳細描述的至少一種裝置/方法是使用至少一種壓力流體流(例如，液體)，所述壓力流體流以較高的速度直接噴射到容器體的側壁上，以產生所需要的形狀/設計圖案。與所述流體流相關的詞語“壓力”是指流體的噴嘴壓力，所述噴嘴將較高的壓力轉變?yōu)檩^高的速度。由流體流的流束產生的沖擊力及其速度，實際上被用來變更容器體的形狀(相反的情況為，例如對于流體的靜液壓力來說，這些靜液壓力在本質上是典型地非局部力，它們在整形過程中只起很小的作用)。
應特別注意到被引導的流體流的應用可使金屬容器體側壁的局部處理達到較高程度的金屬變形(例如，對于當前的經拉延和壓薄而成的鋁制容器體來說，金屬變形量可超過15％)。特別地，通過在流體流和容器體之間進行相對的縱向和轉動運動，可以通過例如螺旋的方式圍繞及沿著容器體而進行所述的局部處理。
下面將詳細描述的一個或多個裝置/方法的一個或多個方面，可達到復雜的及非一致性的形狀/設計圖案，所述形狀/設計圖案包括幾何形狀/設計圖案(例如，菱形、三角形、公司印記等)、文字(例如，以塊狀印刷體、手寫體等表示的產品/公司名稱等)及奇異的形狀/設計圖案，所述奇異的形狀/設計圖案具有傾斜的和/或尖銳的形狀確定邊緣和/或表面，所述形狀確定邊緣和/或表面圍繞、相對于及沿著容器體的縱向變化。
在一個實施例中，所述容器壓力可朝著容器的凸緣緊壓一個浮動的密封環(huán)。因為該浮動密封環(huán)的結構可用來保持一個軸向負荷，同時保持密封，因此這種結構是特別有用的。所述軸向負荷可用來密封浮動密封環(huán)和容器凸緣之間的交界面。
模腔配合作用的多種變化包括在容器壁和模腔內徑之間的稍微較強的過盈配合。在一個實施例中，當模腔夾緊一個容器體時，容器體壁就被向內/向外推，過盈配合力的累加可對容器體壁產生較大的應力釋放。當施加內部壓力時，通過模腔壁和容器體之間的過盈配合、和容器側壁由于容器中的內壓力的作用而進行徑向擴展的組合作用，容器體相對于模腔進行夾持。
圖1顯示了用來對一個金屬容器進行整形所用的容器體整形組件600的一個實施例，該組件包括一個通常為圓筒形輪廓表面616，該圓筒形輪廓表面616在一個上部區(qū)域701和一個底部區(qū)域704之間軸向延伸。圖中顯示的整形組件600包括一個模組件604，所構造的模組件604包括一個具有模腔612的模608，模腔612具有的輪廓表面616與容器的第一表面688不同，且二者至少部分地相分離。包括有模608的模組件604可形成為多個部分，用以放置/除去容器體第一表面688(例如，所述模608可形成為三個相分離的且可徑向移動的模部分)。
所述模608至少部分地與容器體相鄰，模608的第一支撐703與容器的上部區(qū)域701相接觸，而其第二支撐716與底部區(qū)域704相接觸。第一支撐703可相對于第二支撐716進行定位，這樣容器側壁692的至少一個第一部分就放置在軸向負荷的作用下。容器的上部區(qū)域701包括一個布置在第一支撐上的向外延伸凸緣707，安裝的第二支撐716使其在具有一個部件的方向上被推向第一支撐703，從而對向外延伸的凸緣707的表面施加壓力。這樣，第二支撐716就可自由移動(例如，“浮動”)，從而當容器側壁692與模608的輪廓表面616相一致時，第二支撐716可隨著容器凸緣700的運動而運動。因此，當第二支撐716移動時，第二支撐716就可在容器側壁692的至少一個第一部分上基本保持一個軸向負荷。當第二支撐716具有一個軸向負荷時，相對于容器凸緣700就可形成流體密封，當第二支撐716移動時，也可基本保持所述的流體密封。在一個實施例中，所述的軸向負荷在約5磅(約2kg)的力和小于約100磅(約50kg)的力之間，該軸向負荷最好大于約10磅(約5kg)而小于40磅(約20kg)。
第二支撐716與密封組件620的一個彈簧帽677相互作用。彈簧帽677與一根負荷彈簧693相互作用，彈簧693與密封組件620的一個箱體699接觸。彈簧帽677、負荷彈簧693和箱體699通過彈簧保持件697來固定。一個O形環(huán)644可布置在第二支撐716和彈簧帽677之間以保持適當的密封。另外，一個O形環(huán)685可布置在噴射桿680和箱體699之間而保持液密密封。
在所顯示的實施例中，整形組件600具有一個可布置在容器側壁692的內部736中的噴嘴684，噴嘴684用來在至少一個具有非軸向部件的第一方向705(和/或在一個第二方向706)上噴射壓力流體流，而容器側壁692的至少一部分受軸向負荷的作用。這樣就可容易地使容器側壁692與模608的輪廓表面616基本一致。
所述流體流作用到容器體表面688的一個被選擇的部分上，而將力加在容器體側壁692的該部分朝向所述模組件604的輪廓表面616。通過移動所述流體流，側壁692就在壓力流體流705和輪廓表面616之間成型為預定的構造，當側壁692被整形時，側壁692的至少一部分受到一個軸向負荷的作用。
在圖2中，側壁692限定了一根對稱的縱軸709?；静慌c側壁過盈配合的模608具有一個內輪廓表面616，所述內輪廓表面616基本圍繞所述側壁692的至少一部分，而內輪廓表面616與容器側壁692的第一表面688是不同的。在圖3所示的實施例中，模608的內輪廓表面616的至少一個第一部分通過側壁692的初始外直徑而向內延伸一個第一距離(所述的距離應足夠的小以避免側壁產生非彈性變形，并應有助于利用流體進行整形)，而在內輪廓表面616的至少一個第一部分和側壁692之間確定了一個較小的過盈配合。在圖4所示的實施例中，所述的第一距離可足夠使容器側壁692的一部分向內變型，在某些情況下使容器側壁692進行非彈性變形而產生較強的過盈配合。
圖4還顯示了一種構造，其中構成了內輪廓表面616，這樣，在側壁與模相一致之后，側壁的至少一個區(qū)域產生變型，而使容器側壁692的初始外直徑向內變形一個第一距離，所述側壁的至少另一個區(qū)域產生變型，而使容器側壁692的另一個區(qū)域的初始外直徑向外變形一個第二距離。在這種方式中，即使側壁692是由在距離上具有上限的材料形成的，筒形容器側壁692也可被向外變形而不失效。變形的第一距離和第二距離可超過所述的上限。
在圖5所示的實施例中，模組件604與密封組件620相互作用，可使容器體表面688在由另一種流體(通過一個噴射組件676)進行基本的整形操作之前，利用一種流體(通過壓力組件652)進行沖壓。在這種方式中，所述模608的較低部分包括一個頸環(huán)632，所述頸環(huán)632與模608整體形成或分離式地安裝到模608上。沿著模608可利用不同的隔板(未顯示)來分開所述的頸環(huán)632，這樣可將容器體第一表面688放置到模組件604中。
頸環(huán)632與密封組件620的密封殼體624相接觸。密封殼體624包括一個密封腔628，密封腔628用來將壓力流體從壓力組件652通過其開口端704而引入到容器體第一表面688中。在一個頸環(huán)632和密封殼體624之間可布置不同的O形環(huán)644，以在應用壓力組件652的過程中提供適當的密封。
模組件604的頸環(huán)632也與頸696的上部分及容器體第一表面688的凸緣700一致性地相接觸并對其進行支持。容器體第一表面688的凸緣700被保持在分離的頸環(huán)632和通常為筒形的內密封636之間，筒形內密封636布置在密封殼體624之中。一根或多根彈簧648(圖中顯示了一根)布置在密封殼體624中的一個適當造型的彈簧腔646中，彈簧648朝著容器體表面688的凸緣700偏壓所述內密封636，而強制性地將凸緣700保持在頸環(huán)632和內密封636之間。這樣在使用壓力組件652的過程中，可對容器的內部736進行有效密封。在一個實施例中，彈簧648施加到凸緣700上的力的范圍在約10磅至50磅之間，以將凸緣700保持在內密封636和頸環(huán)632之間。該彈簧也可朝著模608的一個突出座618偏壓容器體第一表面688，以對容器體側壁軸向地預加負荷。
壓力組件652對容器體的內部736施加壓力，或將一種壓力流體施加到容器體第一表面688的某一部分上，通過一個噴射組件676的作用而在容器體第一表面688的變形過程中來“保持”或“控制”金屬。壓力組件652所用的操作壓力小于噴射組件676所用的壓力(例如，壓力組件652的操作壓力為噴射組件676所用壓力的約0.5％至6％)，這樣就可認為壓力組件652利用一種低壓流體，而噴射組件676利用一種高壓高速流體。壓力組件652的特征在于，通過利用噴射組件676而提高了容器體的可塑性，從而在容器體第一表面688變形之后減小了其“反彈”的可能性。與上面所述的實施例相比，該實施例可潛在性地減小噴射組件676所用的壓力，從而在變形完成之后提高了容器體第一表面688的表面光潔度，與前面所述的實施例相比，該實施例可減少噴射組件676所需要的通道的數目。
所述壓力組件652包括一個壓力源656(例如，一個壓縮機)，所述壓力源656中包含有合適的流體，所述壓力源656通過一個壓力管路660而與密封腔628因而與容器體的內部736進行流體內連。所述壓力管路660延伸過密封殼體624并穿過內密封636中的一個適當開口，流體在箭頭A所示的方向上流動。壓力組件652所用的流體優(yōu)選為氣體，更優(yōu)選為空氣。在一個實施例中，壓力組件652將一種流體(例如，一種氣體如空氣)引導入容器體的內部736中，而將容器體的內部表面728全部置于流體壓力(例如，空氣壓力)的作用下，所述的流體壓力最好是基本均勻分布的，該流體壓力在容器壁上將產生一種拉伸環(huán)式的應力，流體壓力是在容器體第一表面688的屈服強度的約10％至約50％的范圍內。在一個實施例中，容器體的內部736中的壓力是基本恒定的，在約20psi和約100psi之間的范圍內，最好在約30psi至約60psi之間的范圍內，更優(yōu)選的情況為所述壓力不大于約40psi。在整形或利用噴射組件676的過程中，所述內部736中的壓力也可通過一種受控制方式來增加。在噴射組件676將流體引入到容器體的內部736的過程中，所述內部736中的壓力將增加至超過由壓力組件652提供的壓力?？衫靡粋€壓力安全閥來限制所述壓力升至一個預定的值(例如，在標示的范圍內或少于100psi)。在容器體進行變形時，在噴射組件676的至少部分運行過程中，特別地在貫穿于噴射組件676的整個運行過程中，容器體的內部736中的壓力最好通過壓力組件652而基本保持為常值。這樣，在整形過程中，由壓力組件652提供的流體壓力基本為靜壓力。
所述噴射組件676產生基本的整形力并將其施加到容器體第一表面688的內部表面728的局部區(qū)域上。通常情況下，所述噴射組件676包括一個噴射桿680，噴射桿680延伸過密封殼體624的下部分并進入容器體第一表面688的內部736，噴射桿680至少具有一個噴嘴684。
一種適當的流體，該流體最好為水，在箭頭B所示的方向上被引導向上穿過噴射桿680的內部通道682，并從每個噴嘴684中噴出而將一個局部整形力施加到容器體的內部表面728的一部分上。然后，整形力徑向向外擠壓容器體第一表面688的壓緊部分，而與模608的輪廓表面616的相應的部分基本一致地配合。噴射組件676和容器體第一表面688之間的超時的相對轉動和縱向運動，可使噴嘴684將流體引導到容器體的容器體側壁692的整個內表面728上(例如，通過使噴射桿680圍繞與容器體的中心縱軸線740相應的轉動中心而在箭頭C所示的方向上進行轉動，同時在箭頭D所示的方向上至少一次、通常是多次使噴射桿680軸向進入和退出容器體的內部736)。
從噴嘴684排放的流體以集中的力來沖擊容器體的內部表面的一個較小的部分。本發(fā)明中存在多個起作用的因素。最初，在一個實施例中，每個噴嘴684與側壁692的內部表面相間隔一定的距離，該距離在約1/8″至約3/4″的范圍內，更優(yōu)選的是該距離在約1/4″至1/2″的范圍內。來自于噴射組件676的流體(例如，水)穿過來自于壓力組件652的流體(例如，空氣)，來自于壓力組件652的流體也在容器體的內部736沖擊容器體第一表面688而使其進行變形。
對將集中的局部力施加到容器體上產生影響的另一個因素，是從每個噴嘴684中噴出的流體(例如，水)，來自于每個噴嘴684的流體是以高速流體流的形式噴射到容器體第一表面688上的。在一個實施例中，當所述流體流沖擊容器體的內部表面728時，流體流的寬度在約0.040英寸至約0.150之間變化，在某一時間而在任何點處由每個流體流沖擊的容器體第一表面688的面積，在約0.0015平方英寸至約0.050平方英寸之間變化。在一個實施例中，作用到由流體流沖擊的容器體第一表面688的內部表面728上的壓力，在約1000psi至約5000psi之間變化。在罐中通過利用內部(空氣)壓力而可降低對使金屬整形所需的噴射力的壓力要求，該壓力在罐中產生拉伸應力。
通過一個排放組件644將來自于噴射組件676的流體從容器的內部中除去，特別是在流體沖擊容器體的內壁表面728之后，通過一個排放組件644可將來自于噴射組件676的流體從容器的內部中除去。排放管路668延伸過密封殼體624，并與密封殼體腔628和一個排放箱672進行流體內連。排放管路668可與壓力管路660相鄰布置。排放箱672也處于例如約45psi的壓力的作用下。來自于噴射組件676的流體落入密封殼體腔628并在箭頭E所示的方向上流過排放管路668而流入排放箱672。
下面將簡單描述利用整形組件600而進行的整形操作。在將一個容器體放入模608中時，所述模608是開啟的(也就是說，所述模608徑向地分離為至少兩部分，最好為三個不同的部分)，模組件604和密封殼體624是軸向分離的或間隔開的。此后，所述模608可被閉合而密封殼體624可移動與模組件608相配合。這將使容器體承受徑向壓縮力，如上面所描述向容器體第一表面688預加負荷。此外，這也將密封容器體的內部736以啟動壓力組件652的運行。特別地，通過彈簧648有效地向容器體的內部736施加壓力，第一表面688的一個凸緣700就被強制性地保持在模組件604的頸環(huán)632和密封組件620的內密封636之間。
壓力組件652被啟動而將流體(例如，空氣)引導入密封殼體腔628中，然后再引導入容器體的內部736。相對于噴射組件676的噴射壓力來說，容器體第一表面688的內部736中的氣體壓力是比較低的，通常它不能夠使容器體側壁與模608的輪廓表面616完全相一致。這樣可更有效地“保持”或“控制”容器體第一表面688的那些部分，即由來自于一個噴射組件676的噴嘴684的流體流所噴射的部分。在任何給定的時間，來自于噴嘴684的流體流只作用到容器體第一表面688的內部表面728的一小部分上。噴射桿680可沿著與容器體第一表面688的中心縱軸線740相一致的軸線進行轉動，并可在容器體的內部736中軸向前進及回縮而對容器進行整形(噴射桿680的一個向內的伸展及隨后的回縮包括一個行程，也可采用多個行程)。來自于噴射組件676的流體可通過排放管路668將其從容器體的內部736除去。
上面為了顯示和說明的目的而對本發(fā)明進行了描述。但所描述的內容并不僅限于此處所披露的發(fā)明形式。因此，與上述技術相一致的變化和變更及相關領域的技術和知識均在本發(fā)明的范圍之內。上面所描述的實施例是為了解釋實現本發(fā)明的最好的方式，這樣可使本領域的其他技術人員可根據對本發(fā)明的特殊應用的要求來利用本發(fā)明或根據本發(fā)明做出不同變更。應認識到附加的權利要求可以包括由現有技術所允許的可替代的實施例。
權利要求
1．一種用來對金屬容器進行整形的裝置，所述容器包括一個通常為筒形的薄壁，所述筒形壁在一個底部區(qū)域和一個上部區(qū)域之間軸向延伸，所述裝置包括一個模，所述模的外形與所述容器壁的一個第一表面不同，且二者至少部分地相分離；分別與所述容器的底部區(qū)域和上部區(qū)域至少部分接觸的第一支撐和第二支撐，所述第一支撐和第二支撐中的一個相對于另一個進行定位，而將所述容器壁的至少一第一部分置于軸向負荷作用下；一個用來引導壓力流體流的定位的噴嘴，所述噴嘴用來在至少具有一個非軸向部件的方向上引導壓力流體流，壓力流體流作用到所述容器壁的一個第二相對表面的至少一部分上，而所述容器壁的所述第一部分處于軸向負荷作用下，其中，所述容器壁的至少一部分與所述模的輪廓基本一致。
2．根據權利要求1所述的裝置，其中，所述容器的上部區(qū)域包括一個向外延伸的凸緣，其中所述第二支撐的安裝，使在具有一個部件的方向上朝著所述第一支撐推壓安裝的所述第二支撐，第一支撐可朝所述凸緣的一表面提供壓力。
3．根據權利要求2所述的裝置，其中，所述第二支撐可自由移動，這樣，當所述容器壁與所述模的輪廓相一致時，它可隨著所述凸緣的移動而移動。
4．根據權利要求3所述的裝置，其中，當所述第二支撐運動時，所述第二支撐基本保持一個作用在所述容器的至少第一部分上的軸向負荷。
5．根據權利要求3所述的裝置，其中，所述第二支撐相對于所述凸緣形成一個流體密封，當所述第二支撐移動時，可基本保持所述的流體密封。
6．根據權利要求1所述的裝置，其中，所述軸向負荷至少為約5磅的力。
7．根據權利要求1所述的裝置，其中，所述軸向負荷至少為約10磅的力。
8．根據權利要求1所述的裝置，其中，所述軸向負荷為小于約100磅的力。
9．一種金屬容器整形裝置，該裝置包括一個形狀確定裝置，該裝置具有至少一個與金屬容器體相鄰布置的輪廓表面，所述金屬容器體確定了一根縱軸線；在至少一個具有一非軸向部件的第一方向上用來引導壓力流體流的裝置，壓力流體作用到容器體的一個被選擇的部分上，朝著所述形狀確定裝置的輪廓表面施力所述容器體部分，其中，所述容器體部分在所述壓力流體流和所述輪廓表面之間形成為預定的構造；在所述容器體部分進行整形時，用來將所述容器體的至少被選擇部分放置于軸向負荷作用下的裝置。
10．根據權利要求9所述的裝置，其中，所述容器的上部區(qū)域包括一向外延伸的凸緣，其中所述將所選擇的部分放置于軸向負荷作用下的裝置，包括一凸緣接觸表面以及朝著所述凸緣的一個表面提供凸緣接觸表面壓力的裝置。
11．根據權利要求9所述的裝置，其中，所述的容器的上部區(qū)域包括一徑向延伸的凸緣，還包括在所述容器體部分整形時相對所述凸緣保持一液密密封的裝置。
12．一種用來制作容器的方法，該方法包括如下步驟形成一個容器體，該容器體具有一個通常為筒形的側壁，該側壁確定了一根縱軸線；軸向壓縮所述筒形側壁的至少一個第一部分；在一個具有非軸向部件的方向上引導至少一種流體流，該流體流直接作用在所述容器體的分散的部分上；利用所述的引導流體的步驟改變所述容器體的分散部分的形狀。
13．一種用來對金屬容器進行整形的裝置，所述容器包括一個具有一直徑的通常為筒形的薄壁，所述裝置包括一個具有內表面的模，該內表面與所述筒形壁的至少一部分相鄰，所述內表面具有的形狀與所述容器壁的第一表面不同；所述直徑應使在所述筒形壁和所述模的內表面之間至少具有一第一間隙；一個噴嘴，該噴嘴定位以引導壓力流體流作用在所述容器壁的至少一部分上，從而使所述容器壁的至少一部分與所述模的內壁的輪廓基本一致。
14．一種用來對金屬容器進行整形的裝置，該容器包括一個具有一外直徑的通常為筒形的薄壁，該筒形薄壁確定了一根所述筒形壁的對稱縱軸線，該裝置包括一個具有內表面的模，該內表面基本圍繞所述筒形壁的至少一部分，所述內表面具有的輪廓與所述容器壁的一第一表面不同；所述模的內表面的至少一第一部分向內延伸一第一距離而穿過筒形壁的外直徑，從而在所述模的內表面的至少所述第一部分和所述容器筒形側壁之間進行過盈配合；一個噴嘴，該噴嘴定位以引導壓力流體流作用在所述容器壁的至少一部分上，從而使所述容器壁的至少一部分與所述模的內壁的輪廓基本一致。
15．根據權利要求14所述的裝置，其中，所述的第一距離足夠使所述筒形壁向內變形。
16．根據權利要求14所述的裝置，其中，所述的第一距離足夠使所述筒形壁進行非彈性變形。
17．根據權利要求14所述的裝置，其中，所述內表面的軸向區(qū)域圍繞所述的縱軸線確定了一個回旋表面，該內表面包括所述內表面的第一部分。
18．根據權利要求14所述的裝置，其中，所述內表面的軸向區(qū)域圍繞所述縱軸線是徑向非對稱的，該內表面包括所述第一部分。
19．根據權利要求14所述的裝置，其中，所述模的內表面的每個周向距離基本上大于相鄰的所述筒形壁的圓周。
20．根據權利要求14所述的裝置，其中，在所述容器壁的至少所述部分與所述模的內壁的輪廓基本一致之后，所述容器壁具有沿所述外直徑向內變形一第一距離的至少一個區(qū)域，及沿所述外直徑向外變形一第二距離的至少另一個區(qū)域。
21．根據權利要求20所述的裝置，其中，所述容器由在距離上具有上限的材料制成，所述筒形側壁可在不失效的情況下向外變形，其中所述第一距離和所述第二距離的總和超過所述上限。
22．一種用來對金屬容器進行整形的裝置，所述容器具有一個基本為筒形的側壁，該側壁具有一個外表面和一個內表面，該裝置包括一個形狀確定裝置，該裝置具有一個圍繞所述側壁外表面的輪廓表面，該輪廓表面與所述側壁外表面相分離；一個用來引導壓力流體流的裝置，該壓力流體作用到所述側壁內表面的一個被選擇的部分上，而朝著所述形狀確定裝置的輪廓表面向外施力所述容器體部分，其中，所述的容器體部分在所述壓力流體流和所述輪廓表面之間形成為一個預定的構造。
23．一種用來使金屬容器成型的裝置，所述容器具有一個基本為筒形的側壁，所述側壁具有一個外表面和一個內表面，所述外表面確定了側壁的直徑，該裝置包括一個形狀確定裝置，該裝置具有一個構造的表面，并相對于所述容器的側壁進行定位，這樣，所述輪廓表面的第一部分就向內延伸，穿過所述側壁直徑從而使二者進行過盈配合；一個用來引導壓力流體流的裝置，該壓力流體作用到所述側壁內表面的一被選擇的部分上，朝著所述形狀確定裝置的輪廓表面的至少一第二部分向外施力所述容器體的被選擇部分，其中，所述的容器體部分在所述壓力流體流和所述輪廓表面之間形成為一個預定的構造。
24．一種用來對金屬容器進行整形的方法，所述容器具有一個基本為筒形的側壁，該側壁具有一外表面和一內表面，該方法包括將所述容器置于一個具有輪廓表面的模中，該模的輪廓表面圍繞所述側壁外表面并與其相分離；將壓力流體流引導作用到所述側壁內表面的一被選擇的部分上，朝著所述模的輪廓表面向外施力所述容器體部分，其中，所述的容器體側壁在所述壓力流體流和所述輪廓表面之間形成為一個預定的構造。
25．一種用來制作容器的方法，該方法包括如下步驟形成一個具有基本為筒形側壁的容器，該側壁具有一內表面和一外表面，確定了一個側壁直徑；將所述容器置于一個具有輪廓表面的模中，這樣，所述輪廓表面的第一部分就向內延伸，穿過所述側壁直徑從而使二者進行過盈配合；將至少一種壓力流體流引導作用到所述側壁內表面的一被選擇的部分上，朝著所述模的輪廓表面的至少一第二部分向外施力所述容器體的所述被選擇部分，其中，所述的容器體側壁在所述流體流和所述輪廓表面之間成型為一個預定的構造。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種利用浮動機構(716)施加一個軸向負荷而使容器體(688)進行整形的方法和裝置,如一個經拉延和壓薄而成的金屬容器體。在一個實施例中,一個容器體具有基本為筒形的側壁,該側壁具有一個內表面(692)和一個外表面(688),其中一個形狀確定裝置(608)具有一個相對于容器側壁(688)定位的輪廓表面。當浮動機構(716)施加軸向負荷時,就可保持流體密封并通過一種被引導的壓力流體使側壁進行變形。
文檔編號B21D26/02GK1319036SQ99811231
公開日2001年10月24日 申請日期1999年9月20日 優(yōu)先權日1998年9月22日
發(fā)明者格雷格·魯濱遜, 奧蒂斯·威爾洛比, 霍華德·C·查斯蒂恩 申請人:鮑爾公司