專利名稱：帶有一種封閉箔膜的罐以及生產(chǎn)罐的方法、裝置和箔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種如權(quán)利要求1概述中所述的罐，一種如權(quán)利要求4概述中所述的方法，以及用于生產(chǎn)這種罐的裝置和箔。
過去金屬皮罐基本上是通過罐切邊的共同卷邊采用金屬皮蓋封閉(例如如WO83/02577或US-A-3952677所述)；或者配置一截配有箔的金屬皮環(huán)(如AT-A-368919所述)；或者罐壁(1)的內(nèi)側(cè)，至少在拉高的箔邊區(qū)域(5)的范圍內(nèi)必須設(shè)計(jì)為錐形(例如如DE-U-9414440所述)，這一切需要比較復(fù)雜的罐生產(chǎn)過程和大的公差，以便當(dāng)沖模進(jìn)入時(shí)，總能使膜盤相對于罐邊到達(dá)的相同位置。
此外，也曾公開過具有拉高邊緣、用于塑料罐的、未覆蓋搭接罐的盤(例如DE-A1-3305144或OH-A-629984)，然而在那里總是涉及到相對堅(jiān)固的蓋用于可加壓的罐的底部，或者用于由相對軟的壁制得的罐(例如如US-A-4599123所述)，這種軟壁要求具有外部的承壓裝置用于封閉過程。
本發(fā)明給自己提出的目的是，創(chuàng)造一種金屬皮罐，尤其是一種用白鐵皮或鋁皮制做的金屬皮罐，具有簡單的、并且首先是低成本的封閉。這項(xiàng)任務(wù)第一次通過在權(quán)利要求1特征中所列舉的特征達(dá)到目的。這時(shí)的封閉正如在其它相關(guān)這處所公開的那樣，僅由一種箔膜組成，有時(shí)由(尤其是用薄鋁箔粘貼的)紙、和/或塑料、然而優(yōu)選金屬箔，尤其是鋁箔組成，所有這些為簡便起見，以下仍僅稱作箔，并且有時(shí)允許以本身已公開的方式，借助于拉開接片以露出罐口。在罐軸的方向上拉高的膜盤邊并不覆蓋搭接罐邊，主要是卷了邊的罐邊，因而便利了拉開過程，還為罐邊保留了其堅(jiān)固的外側(cè)或豎立面。
箔膜優(yōu)選最厚為0.2mm，尤其最厚為0.1mm，例如由50μ的鋁箔構(gòu)成它帶有在內(nèi)側(cè)的20μ熱壓膠合涂層和在外側(cè)的10～20μ潤滑漆涂層組成，因此適合于封閉后面的取料孔。然而取決于待裝料或所使用的蓋，需要時(shí)也可以按照本發(fā)明設(shè)計(jì)罐底。此外優(yōu)選使用沖壓箔，因?yàn)樗軌蜉p易地緊貼具有交替式偏差的罐，并且還更牢固。
一般來說，最好至少在規(guī)定用于與罐內(nèi)壁結(jié)合的區(qū)域內(nèi)涂熱壓膠合漆。原則上處于上述區(qū)域內(nèi)的罐內(nèi)壁，如同那些(例如帶有鋁箔層)復(fù)合罐的內(nèi)壁，也可以有一層底漆或能夠熱壓膠合的涂層，此外，緊密的結(jié)合經(jīng)常需要使用專門的，尤其是多組分的粘結(jié)劑或熱壓膠合漆。因此裸露的或帶漆的金屬皮罐無論如何也能夠被密封。
用于生產(chǎn)按照本發(fā)明的罐的方法使用了權(quán)利要求3表明的特征。按照本發(fā)明方法的其它優(yōu)選設(shè)計(jì)在權(quán)利要求4和5的特征中說明。
迄今為止還是繁瑣地要求，對于固定的、被安裝在(相對軟的)紙罐內(nèi)部的沖模，通過環(huán)扇形段的走攏或雙圓錐表面的走攏，使外部壓力作用于堅(jiān)固的內(nèi)部沖模。但從現(xiàn)在開始對于按照本發(fā)明的方法，不再是這種情況了。這種好得多而繁瑣少得多的方法，即從內(nèi)部獲得壓力，而對于過去的軟罐則是不可能的，這是因?yàn)閷τ谝环N精確的、針對內(nèi)部壓力的外部托座來說，罐的直徑偏差太大，或者罐內(nèi)壁和沖模必須被設(shè)計(jì)為圓錐形。對于按照本發(fā)明的金屬皮罐來說，現(xiàn)在根本不需要外部托座，只要粗略的對中就可以了。
如權(quán)利要求6所述的裝置特別適于實(shí)施按照本發(fā)明的方法，如果至少實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求7的一個(gè)標(biāo)志，那么優(yōu)選這種裝置。
顯然，用于封閉本發(fā)明罐的箔膜應(yīng)按權(quán)利要求9所述的材料預(yù)制，目的是借助于本發(fā)明的方法，置于相應(yīng)的罐口上。箔膜首先擁有權(quán)利要求10的特征，這樣即使對于具有不同偏差的罐，它也能輕易地放入，有時(shí)能部分地通過錐形的箔邊區(qū)域(5)安放在所要求的位置。這種保險(xiǎn)功能還可以通過權(quán)利要求11的特征來改善。
一種平行于膜盤延伸的、寬闊的凸緣，正好在US-A-4599123所述，表現(xiàn)得特別不利，這是因?yàn)樵谒腿牍迌?nèi)時(shí)，不覆蓋搭接罐邊的切邊，必須導(dǎo)致形成折皺，它給箔與罐內(nèi)壁的緊密結(jié)合造成困難，甚至使之成為不可能。
當(dāng)然已有眾多符合技術(shù)要求的方案可用于最終的安裝。但由于按照本發(fā)明使用的箔相對較薄，并且優(yōu)先用一種具有良好導(dǎo)熱性的箔，人們將使用一種熱粘結(jié)方法，例如把一種熱熔膠涂在外表面上。
本發(fā)明的其它細(xì)節(jié)根據(jù)插圖中解釋的實(shí)施例見下述說明。圖中所示為

圖1按照本發(fā)明的方法的過程，因此圖2～3說明了來自圖1a和1b的放大細(xì)節(jié)II和III，而圖4展示了按照本發(fā)明的裝置的剖面。
圖5a和b處于兩個(gè)不同工作位置的按照本發(fā)明裝置的水平局部剖面。
按照圖1中的表示(a)，應(yīng)該用一種箔膜2封閉金屬皮罐1?？梢圆捎米陨砣芜x的方式，例如通過粘貼使箔2與撕裂用接片結(jié)合。與傳統(tǒng)的撕裂用接片不同，連板3用于，把裝進(jìn)罐1內(nèi)，并且在邊緣與罐結(jié)合一起的箔膜工作為整體拉下來。由于在傳統(tǒng)的實(shí)施過程中，必須或者提供一個(gè)規(guī)定的拉開部位，例如通過模壓；或者使覆蓋搭接著罐切邊的箔膜邊與緊繃著罐開口的箔膜盤分離，因此按照本發(fā)明的這種方法更為有利。對于一種優(yōu)選最大為0.2mm厚、一般甚至最大為0.1mm厚的薄箔，這仍舊意味著困難。
顯然，一種這樣的薄箔，它確實(shí)僅僅用于保鮮或留香和防止污染，相對難以處理。按照本發(fā)明，在罐蓋區(qū)域4的周邊，擁有周圍拉高的箔邊區(qū)域5，它使繃緊了罐開口的膜盤部分獲得一定增強(qiáng)。封閉罐底的箔膜2最好為了增強(qiáng)(還為了在深沖和/或封閉時(shí)獲得微小的徑向彈性)，至少擁有一道圓環(huán)形凹槽。這樣被增強(qiáng)的箔2就可以剛性連接地(因此在放入罐口內(nèi)時(shí)，箔形不會被改變)，例如借助于一種本身已經(jīng)公開的吸力式抓持器被提起，并且第一步就放到罐1的上面。這里就產(chǎn)生了另外一種與薄箔有聯(lián)系的困難也就是說必須保證，箔留在罐1的上面，這樣箔才能在緊接著的步驟中與罐內(nèi)壁緊密地結(jié)合。還可以考慮到，罐1的上邊有粘結(jié)劑，使得罐邊上的箔粘附在所要求的位置上。然而這最好按照本發(fā)明，采用一種由圖2更好地清楚表達(dá)的方式實(shí)現(xiàn)。
因此拉高的邊至少呈輕微的錐形擴(kuò)展，即與鉛垂線V有一個(gè)盡管很小，但仍可測出的角度β，其值小于5°。尤其是小于2°。在一種實(shí)際的實(shí)施例中，膜盤下面的直徑，即在蓋面4的區(qū)域內(nèi)，僅比膜盤的開口直徑小約十分之幾毫米，這時(shí)沿鉛垂線V測得的高度值則僅約5mm。
這時(shí)箔2的上面較大的直徑，當(dāng)然要作合理選擇，使它由吸力式抓持器放置時(shí)，通過摩擦接觸被保持在罐1的上面。另一種用于保證位于罐1的上面的箔2的措施是在橫截面內(nèi)呈勾形凸緣6，它與罐1的上邊咬合。此外罐1上面的多數(shù)情況下為尖棱的邊緣最好向外卷邊(見圖1a、圖3中的7)，目的是防止損壞薄箔或劃傷使用者。
箔2也就與罐邊上的凸緣6固定。這只不過是封閉罐1的一個(gè)中間步驟，它不應(yīng)該妨礙緊接著的步驟。這就要求在圖1b中僅用簡圖表示的沖模8發(fā)揮作用，它要把箔2壓入由圖1b清楚地表示的位置中去。這時(shí)凸緣6由在圖3中用虛線表示的位置，即凸緣處于沖模8的向下壓力的位置，滑到罐的內(nèi)部，并且由于箔材料的可延性(同時(shí)存在足夠的韌性)，定位在圖3中用實(shí)線反映的、在罐內(nèi)周邊的位置上。同時(shí)，借助于圖2表示的箔邊區(qū)域5的具有小角度β的斜度也就轉(zhuǎn)變?yōu)閳A筒形，所以箔邊區(qū)域5緊貼在罐的周邊上。通過這個(gè)微小的斜度，避免了如在US-A-4599123中明確提到的撓曲和皺紋的形成。
按照本發(fā)明的方法以及按照本發(fā)明的裝置，如下所述，實(shí)現(xiàn)了箔膜2同罐內(nèi)壁圓筒區(qū)域直接在最好為卷邊的罐邊下面的緊密結(jié)合。
沖模8是按照一種對應(yīng)于圖4所示剖面的優(yōu)選實(shí)施方式設(shè)計(jì)的。它由幾個(gè)部分組成，即真正的沖模面9，它通過向上突出的銷子10(僅表示了一個(gè)，最好有3個(gè))，與沖模頭12的伸長部分11聯(lián)接。圍繞沖模面9放置了一個(gè)對心環(huán)13，它可以沿導(dǎo)向銷14、并且抵抗至少一根壓簧15的作用進(jìn)行移動。通常環(huán)13占據(jù)在圖4中左邊降下的位置，在這里例如采用未被表示的方式支撐在沖模面9的上側(cè)面上，當(dāng)然有時(shí)也通過其它方法固定。
在這個(gè)位置上，對心環(huán)13容納了罐邊，并且為此還擁有一個(gè)小空缺16’。那么過程可以這樣進(jìn)行，即罐，位于升降臺上，并且被升高，這樣對心環(huán)13就克服彈簧15的作用，滑動到右邊所示的高位置上。同時(shí)沖模面9從環(huán)13的內(nèi)部出來，從而把箔膜2壓到圖16和圖3所示的位置上。
另一種選擇是，環(huán)13的位置也可以是固定的，而且罐被對心固定，與此同時(shí)沖模面9向下移動。在這種情況下，例如伸長部分11可能被設(shè)計(jì)為活塞和罐裝置、尤其是氣動活塞和缸裝置的活塞桿。但顯然在這里大的間隙就由結(jié)構(gòu)上加以考慮了，因?yàn)檫@僅僅取決于所示部分和罐的相對運(yùn)動。還可能以不相同的方式，進(jìn)行罐的對心，或者說相對于箔2的對心。
通過上面的解釋已經(jīng)清楚，重要的是，把箔膜2上拉高的箔邊區(qū)域5盡可能緊密地放到罐內(nèi)周邊上(見圖3所示)，目的是使二者緊密結(jié)合。為了這一目的，沖模8擁有一套擴(kuò)張裝置，在按照圖4的實(shí)施例中，它由一種楔形結(jié)構(gòu)構(gòu)成。沿沖模面9的上面由一系列楔形扇形體16導(dǎo)引，以便相對于沖模8的中心軸A，能夠沿徑向向外移動。為了導(dǎo)向，沖模面9的背面例如(圖中未示出)可能擁有槽或縫。然而即使是沖模面平坦的背面用于導(dǎo)向，可能也已足夠。
雖然楔形扇形體16本身可能是考慮用于壓緊在罐1內(nèi)部周邊上箔2的拉高的箔邊區(qū)域5，但是如果楔形扇形體被彈性活塞環(huán)17或撐開環(huán)合抱住，那么是有益的。這樣就在環(huán)17壓緊箔2的箔邊區(qū)域5時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)均勻的圓周面，此外按其雙重作用方式，就是還有一種作用于扇形體16的回復(fù)力。
為了沿徑向朝外壓楔形扇形體16，提供了一種錐形楔18，它借助于最好是氣動類型的傳動裝置的操縱桿19，能夠向下并且在帶楔形面20楔形扇形體之間以移動。首選氣動傳動裝置的原因在于，在這種情況下很少存在因油或泄漏而造成的污染，并且能夠特別簡便地調(diào)整最大壓力，保證不使罐擴(kuò)強(qiáng)。如果錐形楔18向下朝沖模表面9移動，那么它就使楔形扇形體18互相分開，這樣就把彈性環(huán)17朝外壓向箔邊壓域5(在圖4的右下方被部分地給出)，這時(shí)罐邊固定在空缺16’內(nèi)。使用這種方式達(dá)到了箔2按圖16所示的位置。
在這種情況下，箔2還需鎖定，而且一般還必須被密封。這可以采用傳統(tǒng)方式借助于粘貼。最好借助于熱壓膠合實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)楸〔?確實(shí)能相對良好地傳送熱量。為了這一目的可以給箔邊的外側(cè)涂熱熔膠21(見圖2)。然后給擴(kuò)展裝置16-18配置加熱裝置。加熱裝置本身可能由安裝在楔形扇形體16內(nèi)的加熱線圈構(gòu)成，當(dāng)然這個(gè)位置上的空間非常小，在這里還要有可移動的接線。所以雖然不應(yīng)該排除這種可能性，但例如可以在錐形扇形體16和環(huán)17的上方提供一個(gè)(例如是環(huán)狀的)幅射熱源22，它加熱扇形體和環(huán)這兩個(gè)部分，目的是使熱熔膠21(圖2)升溫，并且與罐1的內(nèi)壁熔接。楔形扇形體16可以例如由一種具有良好蓄熱性質(zhì)的陶瓷材料構(gòu)成，這也改善了耐磨性能。
圖5a表示了處于封閉狀態(tài)的楔形扇形體16和撐開環(huán)17，圖5b(通過圖中未表示的、且垂直于附圖平面而移動的沖模8的楔塊18)表示了處于擴(kuò)展?fàn)顟B(tài)，目的是使箔2在罐內(nèi)壁上熱壓膠合。
顯然所示的楔結(jié)構(gòu)僅僅是一種可能的、并且考慮到裝置的使用壽命而優(yōu)選的實(shí)施例，同時(shí)可以想象在本發(fā)明的范圍內(nèi)有眾多的變化。例如錐形楔18可能簡單地由一塊相對于沖模面9移動的壓板構(gòu)成，這時(shí)可能在沖模面9的上面和這塊壓板之間提供一只橡膠氣囊。當(dāng)用一種壓力介質(zhì)加壓時(shí)，則通過代替了零件18而安裝的壓力板，使氣囊從上側(cè)向側(cè)邊膨脹開，并且因此壓在可移動的零件16上，或者直接壓在環(huán)17上。那么同樣，為了操作，壓力板可能與桿19聯(lián)接。還有一種沿徑向朝外水平延伸的傳動裝置，也許可用于單個(gè)的扇形體16，但結(jié)構(gòu)太浪費(fèi)。尤其在這種情況下，但也不排除其它情況，為了熱壓膠合，從外面加熱上面的罐邊可能構(gòu)成更簡單的解決方法。
處于圖1b狀況下的罐1一旦被封閉，有時(shí)其它的附加措施是有好處的。為了保護(hù)容易受損的箔2，還可以疊放一層蓋23或24(圖1c)。
本發(fā)明一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)還在于，箔可以單獨(dú)制作，并且必要時(shí)可以存在庫中，此時(shí)當(dāng)罐1的直徑相同時(shí)，具有不同容積的罐就能夠使用預(yù)制的，并且由于帶有構(gòu)造仍然足夠牢固的箔2的箔邊區(qū)域5來裝配。這個(gè)箔邊區(qū)域5還能夠方便地用粘結(jié)劑21涂刷，而這在罐的內(nèi)部周邊由于污染的危險(xiǎn)很難被涂上。另一方面，本發(fā)明當(dāng)然不局限于使用已解釋過的這種粘結(jié)劑。
本發(fā)明并不局限于已介紹過的實(shí)施方式。所以按照本發(fā)明，具有例如安裝在一轉(zhuǎn)臺上的組合沖模的裝置，其生產(chǎn)能力能夠按照本身已公開的方式被提高。
權(quán)利要求
1.金屬皮罐，它帶有至少在一個(gè)端面設(shè)置的由紙、塑料或金屬箔制做的封閉膜(2)，膜至少封閉罐的一個(gè)端面，使在罐的軸線(A)方向上拉高的箔邊區(qū)域(5)的外側(cè)面與罐壁(1)的內(nèi)側(cè)面緊密地結(jié)合，最好用粘結(jié)或熱壓膠合，而并不覆蓋搭接罐壁邊，其特征在于，罐壁(1)的內(nèi)側(cè)面，至少在拉高的箔邊區(qū)域(5)的范圍內(nèi)，基本上是設(shè)計(jì)為圓筒形的。
2.如權(quán)利要求1所述的罐，其特征在于，罐壁邊(7)向外卷邊，而且/或者箔邊區(qū)域(5)基本上沒有折曲，也沒有皺紋地緊貼在罐(1)的內(nèi)壁上。
3.用于生產(chǎn)如權(quán)利要求1和2所述罐的方法，其中，帶有拉高的箔邊區(qū)域(5)的箔膜(2)放入罐內(nèi)，箔邊區(qū)域就借助于帶有可擴(kuò)展周邊(17)的沖模(8)，壓向罐(1)的內(nèi)壁，接著在熱作用下，拉高的箔邊區(qū)域(5)基本上通過其整個(gè)垂直延伸段與罐(1)內(nèi)壁之間實(shí)現(xiàn)密封結(jié)合，這種方法的特征在于不用外部承壓裝置而進(jìn)行擴(kuò)展。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，借助楔(16、18、20)和活塞環(huán)或撐開環(huán)(17)的組合，實(shí)現(xiàn)沖模周邊的擴(kuò)展。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，借助于一只氣動操作的橡膠氣囊實(shí)現(xiàn)沖模周邊的擴(kuò)展。
6.用于實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求4或5所述方法的裝置，帶有一只可移動的沖模(8)，沖模具有垂直于移動方向可擴(kuò)展的周邊，其中，對沖模用一套移動機(jī)構(gòu)(19)，而且提供一套擴(kuò)展機(jī)構(gòu)(16～18)用于產(chǎn)生相應(yīng)的移動，這套裝置的特征在于，至少提供下述特性的一項(xiàng)a)一套對心機(jī)構(gòu)(13)，用于箔膜(12)和/或罐(1)；b)一套加熱機(jī)構(gòu)(22)，用于沖模(8)的周邊。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，擴(kuò)展機(jī)構(gòu)(16～18)包括一個(gè)組合體，它一方面由至少2個(gè)，最好3～4個(gè)可徑向擴(kuò)展的、帶有錯(cuò)開布置開口的活塞環(huán)或撐開環(huán)(16)組成，另一方面由至少3個(gè)、最好4～8個(gè)、尤其是6個(gè)圓環(huán)狀布置的楔(18、20)組成。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，擴(kuò)展機(jī)構(gòu)由一個(gè)沿沖模周邊安裝的彈性環(huán)(17)，最好由至少一個(gè)液壓或氣動操作單元，例如一只橡膠氣囊組成。
9用于如權(quán)利要求1或2所述罐的箔(2)，其特征在于，箔(2)是一種最厚為0.2mm、一般最厚為0.1mm的金屬箔，尤其是壓制或粒面處理的膜。
10.用于如權(quán)利要求1或2所述罐的箔(2)，其特征在于，在它的徑向外側(cè)有一個(gè)拉高的，最好向上呈錐形擴(kuò)展的0.2～0.3mm的箔邊區(qū)域(5)，它最好在外側(cè)具有粘結(jié)層尤其有加熱熔膠的粘結(jié)層(21)。
11.如權(quán)利要求10所述的箔(2)，其特征在于，它在箔邊區(qū)域(5)的自由末端具有一個(gè)沿徑向朝外、截面略呈鉤狀的凸緣(16)。
全文摘要
金屬皮罐至少在一側(cè)端面用一種由紙、塑料或金屬箔制成的膜封閉,使得在罐的軸(A)方向上拉高的箔邊區(qū)域(5)的外側(cè),與基本上設(shè)計(jì)為圓筒狀的罐壁(1)內(nèi)表面緊密結(jié)合,而不覆蓋搭接罐壁邊緣。帶有拉高的箔邊區(qū)域(5)的箔膜(2),被送入罐內(nèi),并借助于一只帶有可張開圓周(17)的沖模(8)朝罐(1)的內(nèi)壁擠壓。然后,在熱的作用下,不用任何外部受壓裝置,在拉高的箔邊區(qū)域(5)與罐(1)的內(nèi)壁之間實(shí)現(xiàn)緊密結(jié)合。
文檔編號B65D77/10GK1185138SQ96194081
公開日1998年6月17日 申請日期1996年3月30日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月2日
發(fā)明者沃納·格雷伯 申請人:沃納·格雷伯