无环金属罐和方法与流程

本发明涉及适合用于可更换盖的无环金属罐。

背景技术：

用于可更换盖的常规金属罐或容器，特别是油漆罐等，通常具有通过将扁平金属板滚轧成圆筒且沿着连接处形成接缝(例如，通过焊接)而形成的圆柱形本体。端部被缝合到罐的底部开口以提供罐底。为了提供一种允许将盖可更换地固定至罐的顶部开口以便于封闭罐并由此防止泄漏的手段，环不可拆卸地被缝合在顶部开口周围。环通常通过从平板冲压出坯料并随后将坯料形成为具有适当的截面形状来制造。

图1是具有罐体2的常规罐1的立体图，常规罐1设置有环3以将盖4定位并密封在恰当的位置。图2示出了罐的细节，该细节被截取为轴向截面。通过围绕如图中区域a所示的边缘卷曲环3，环3被固定至罐1的上部周缘区域。环3进一步在其最内区域成形以提供基本上为圆形的、平坦的面向内的密封表面5。在环的内边缘和外边缘之间，环3的截面形状还限定了通向罐上方的空间的环形空间或间隙6。盖4形成有大致平坦的圆形面板7，其由深u形卷边8包围，u形卷边8在其周缘处以卷曲部9终止。卷边8提供圆形的、平坦的密封表面10，该表面10面向外以邻接由环3提供的密封表面5。从图中可以看出，杆(诸如螺丝刀)可以插入到间隙6中，以使得盖4能够从罐1的顶部被撬开。

虽然环的使用提供了增加的刚性并且提供了优异的密封性能，但它确实增加了制造罐所需的总的金属，且因此增加了制造成本。因此，已经认识到无环罐可以满足需求。us5316169描述了一种无环罐，其中围绕罐体的顶部开口设置有卷边，以增加该区域的刚度并为盖提供密封表面。该盖具有围绕其外围形成的环形密封凹槽，其中凹槽套在罐开口的上部边缘。这种设计的缺点在于，虽然杆可以插入到盖下方的间隙中，并且力施加在凹槽的下侧和罐的外表面之间，但这种动作可能会损坏盖和/或罐的结构，从而妨碍盖以足够好的密封性重新附接。此外，us5316169的设计需要全新的盖设计，并且罐体不能与常规罐盖一起使用，即不能用于被设计成与具有环的罐一起使用的盖。此外，us5316169的罐体结构和类似的罐体设计需要涉及多重卷边的相对复杂的罐体形成过程。普遍认为的是，结构越偏离常规结构，则制造成本越高(主要由安装新的制造设备而增加资本支出所引起)。

技术实现要素：

根据本发明的第一方面，提供了一种罐，其包括罐体，该罐体仅包括单一均质的材料件并且具有限定通至本体内的顶部开口的边缘。罐体还包括向内定向的卷边，该卷边被压入本体中，并且绕本体延伸且邻近所述边缘，并且该卷边限定面向内的密封表面。罐还包括限定向外定向的密封表面的盖。该表面邻接由卷边提供的面向内的密封表面以将盖密封至罐体。

在罐的某些实施例中，限定通至本体内的顶部开口的所述边缘是卷曲边缘。向内定向的卷边的面向内的密封表面可以与卷曲边缘沿轴向方向至少部分地重叠。

在一些实施例中，由卷边限定的面向内的密封表面沿轴向范围具有基本上恒定的横向截面尺寸。

在另外一些实施例中，向内定向的卷边的径向最外区域沿轴向方向皱缩，以将卷边基本上封闭成围绕罐体的区域，并且得到的卷边具有基本上为三角形的轴向截面形状。特别地，所述截面形状基本上为等腰三角形，其具有中心线，该中心线径向地延伸且与卷边的封闭区域基本上沿轴向对准。

在又一些实施例中，向内定向的卷边的面向上的一个或多个表面与限定通至本体内的顶部开口的边缘一起限定径向地位于边缘内侧的环形槽。盖被构造成允许通过盖移除工具进入槽。

在一些实施例中，向内定向的卷边具有范围为2mm至10mm的径向深度，或者优选范围为2mm至5mm。在其他实施例中，向内定向的卷边的密封表面具有在2mm至10mm之间的轴向范围，或者更优选地，在2mm至6mm之间。

在一些实施例中，罐体为金属的。在其他实施例中，罐体和盖构造成当盖被密封至罐体时，盖的上表面位于罐体的边缘的上方。在又一些实施例中，罐包括固定至罐体的端部以封闭罐体的底部开口。

在一些实施例中，盖包括基本上平坦的面板，该面板具有绕其外围限定的u形卷边，其中u形卷边的径向外表面提供向外定向的密封表面。盖还可以包括卷曲的周缘，其中卷曲边缘的下表面邻接向内定向的卷边的上表面。

根据本发明的第二方面，提供了罐体，该罐体具有限定通至罐体内的顶部开口的卷曲边缘。罐体还包括向内定向的卷边，该卷边被压入本体，并且绕本体延伸且基本上邻近卷曲边缘。卷边提供沿轴向范围具有基本上恒定的横向截面尺寸的面向内的密封表面。

根据本发明的第三方面，提供了加工管状罐体的方法。该方法包括以下步骤：提供管状罐体；将向内定向的卷边压入罐体，其中该卷边绕罐体延伸；以及将卷边绕其外围皱缩。使卷边皱缩将卷边基本上封闭成围绕罐体的区域，同时提供沿轴向范围具有基本上恒定的横向截面尺寸的向内定向的密封表面。

该方法可以包含以下步骤：压制和皱缩向内定向的卷边，给卷边提供沿轴向方向与罐体的卷曲边缘至少部分地重叠的密封表面。

该方法还可以包含：皱缩步骤包括将对置的压缩工具施加至向内定向的卷边的上表面和下表面，其中压缩工具的对置表面相对于横向方向成角度，以便将卷边压缩成采用基本上为三角形的截面形状。

根据本发明第四方面，提供了具有单一均质材料件的罐体。罐体包括限定通至本体内的上部开口的边缘；向内定向的夹紧或皱缩卷边，该卷边被压入本体并且绕本体延伸且邻近所述边缘，该夹紧或皱缩卷边限定提供面向上的密封表面的凸缘；以及向内定向的卷边，在所述边缘和夹紧或皱缩卷边之间该卷边绕本体延伸。罐体被构造成盖能够压合或卡合到上部开口中并且在两个卷边之间保持密封接合。

夹紧或皱缩卷边可以具有基本上为长菱形的轴向截面形状。

夹紧或皱缩卷边可以基本上被封闭成围绕罐体的区域。

罐体边缘可以是向外卷曲边缘。罐体可以是金属的。

根据本发明的第五方面，提供了罐，该罐包括根据上述第四方面的罐体以及罐盖。罐盖包括基本上平坦的中心面板，向下依附的圆柱形侧壁从该中心面板延伸；以及外边沿，该外边沿从侧壁延伸，限定或支撑用于与罐体的密封表面接合的面向下的密封表面，其中边沿的周缘构造成保持在罐体的两个卷边之间。

边沿的边缘可以是卷曲边缘。

盖可以包括提供在边沿的下侧的密封化合物，以提供面向下的密封表面。边沿可以在卷曲边缘和侧壁之间限定向下的开口通道，密封化合物位于向下的开口通道中。盖可以配合在罐体的顶部开口中，使得环形间隙存在于罐体的卷曲边缘和盖的中心面板之间，以允许杆插入间隙中来移除盖。盖的中心面板可以具有绕中心面板的外围而径向定向的唇部。

罐可以包括固定至罐体的端部，以封闭罐体的底部开口。

附图说明

图1示出了使用环的常规罐，其中附接有盖；

图2是图1的罐的轴向截面细节图；

图3至图7示出了用于生产新型无环罐体的各种站点以及本体的各种制造状态；

图8示出了无环罐体；

图9示出了新型无环罐体的细节，其中附接有盖；

图10示出了制造图9的罐体的生产过程；以及

图11是无环罐体的轴向截面细节图，其中附接有盖。

具体实施方式

常规的带有环的油漆罐已经参考图1和图2在上面进行了描述。现在将参考图3至图10对改进的无环油漆罐进行描述。

形成圆柱形罐体的第一阶段是常规的，需要切割矩形平板，将板滚轧成圆筒，并且焊接邻接边以形成接缝。绕罐体的顶部边缘形成卷曲，以便“隐藏”切割边缘的同时增强边缘。绕罐体的底部边缘形成向外定向的凸缘，以允许随后附接底端。图3示出了以这种方式形成的罐体10，其中卷曲部11绕罐体10的顶部边缘而形成，并且凸缘12绕罐体10的底部边缘向外定向。底端还没有被附接至罐体，从而底部仍然敞开。

图4示出了深卷边形成站点13的工具，图3的罐体10被引入该站点13。站点13用于形成周向地绕罐体10向内定向的卷边，该卷边带有预定的深度、高度和形状。第一内工具14通常是圆柱形且绕其圆柱形形状的轴线28可旋转。凹槽15绕内工具14的圆周设置，并且具有通常矩形的截面形状。第二外工具16通常是圆柱形且安装成用于绕其轴线旋转，以沿外工具16的相反方向旋转。工具16以及其旋转的安装，能够相对于内工具14的轴线径向地移动。

在卷边形成站点13处，内工具14通过顶部开口插入罐体10。当罐体10保持固定不动时，外工具16和内工具14两者通过在径向上沿相反方向移动而相互接合。这造成罐体10的一部分被压入围绕内工具14的凹槽15中。这就是图5所示的位置。(也可以设想接合内工具14和外工具16的其他布置。)然后，外工具16绕其自身的轴线29被旋转。内工具14绕其自身轴线28被反向旋转(内工具14可以被驱动或者可以自由地旋转)。该操作引起罐体10绕其自身轴线30旋转，使得卷边17绕罐体10的整个圆周而形成。

形成凹槽需要至少刚好超过360度的旋转。然而，形成向内定向的卷边17通常需要罐体10绕其轴线30旋转3至20次。在该操作之后，内工具14和外工具16被移动脱离与罐体10的接合。图6示出了在从卷边形成站点13移除后形成的罐体10。

然后，罐体10被移动至卷边尺寸调整站点18，该站点18的操作在图7a、图7b和图7c中示出。该站点18利用上卷边成形工具19和下卷边成形工具20。这些工具19、20具有形成在它们相对的端部区域上的互补地成形的角度特征21和22。图7a和7b示出了被引入罐体10的上卷边成形工具19和下卷边成形工具20。下工具20的角度特征22的最上边缘已经通过底部开口被引入罐体10并且刚好与卷边17的下部外周区域接合，同时上卷边成形工具19将要通过顶部开口进入罐体10。图7c示出了上卷边成形工具19和下卷边成形工具20绕卷边17被拼在一起，并且在卷边17的顶表面和底表面的外周区域处，将卷边17的顶表面和底表面压在一起，即将卷边17在其外部区域处夹紧在一起以形成夹紧卷边23。然后，上卷边形成工具19和下卷边形成工具20从罐体10移除，且本体10被推进至生产线上的下一个站点，例如，将底端附接至罐体10的站点。

图8示出了带有夹紧卷边23的完整的罐体10。图9示出了形成的罐体10的截面细节，同样示出了在恰当位置的盖4。夹紧卷边23在截面上通常是三角形，其中最外区域b通过卷边成形操作被有效地封闭。卷边23的这种封闭是可取的，以便在结构上加强卷边23，从而防止在轴向载荷作用下的皱缩，并且防止产品和灰尘等随后进入到卷边23内。夹紧卷边23的面向内的密封表面24在截面上是平坦的，并且当轴向地观察时具有圆形截面。换言之，密封表面24沿其轴向范围具有基本上恒定的横向截面尺寸。卷边23的径向深度dr优选地在2mm至10mm的范围内，更优选地在2mm至5mm的范围内。卷边23的封闭的外区域b刚好位于罐体10的卷曲边缘25的下方，即在边缘25的紧挨着的下方。卷边表面的面向内的密封表面24具有在2mm至15mm范围内的轴向范围da，优选地在2mm至6mm的范围内。图9还示出了罐盖4的外围，其在结构上是常规的，即其可以是适合于与带有环的罐一起使用的罐盖。

图2和图9的对比示出了本文提出的无环设计具有与带有环3的常规罐1非常相似的表面外观。无环罐10适于接收进入罐体的卷曲边缘25和盖4的卷曲边缘27之间的间隙26的杆，以使盖4能够从罐体10被撬开。无环罐10的滴出特性与带有环3的罐1基本相同，即油漆或其他产品在能够溢出罐体的卷曲边缘25之前被捕获在间隙26中。

图10提供了用于制造上述罐的示例性过程。步骤100、200和300是常规罐体形成步骤：使用金属平板并且将其形成为带有焊接接缝的通常为圆柱形的罐体。本体形成有卷曲的顶部边缘和围绕其底部边缘的凸缘。步骤400是可选的卷曲尺寸调整操作。步骤500形成围绕罐体的深卷边，其在顶部卷曲边缘的正下方(见上文以及图4和图5)。步骤600将卷边皱缩以便夹紧外周且留下平坦的密封表面(见上文以及图7a、7b和7c)。在步骤700，利用先前形成的凸缘，底端被引入和缝合至罐的底部开口。

图11示出了可替代的无环罐设计的截面细节。罐体31包括向内定向的凸缘33。凸缘33绕罐体31周向地延伸，并且具有伸长的基本上菱形的或长菱形的截面。凸缘33可以通过首先将卷边压入壁中，然后夹紧或压平卷边而形成。凸缘33的最外区域b’被有效地封闭成围绕罐体31的区域，从而基本上防止灰尘或其他物质进入凸缘内。凸缘33具有面向上的密封表面34，该密封表面沿基本上垂直于罐体31的纵向轴线的平面延伸进入罐体31内部。面向上的密封表面34可以包括关于彼此稍微成角度的两个表面。密封表面34可以形成最高点。

圆柱形罐体31包括绕其顶部边缘的向外的卷曲部32。在卷曲部32和凸缘33之间，罐体31的壁设置有保持卷边35。保持卷边35被压入罐体31中，并且形成绕罐体31的外圆周而向内定向的基本上半圆形的凹槽。保持卷边35向外通往围绕罐体31外部的区域。

图11还示出了就位在罐体31上的基本刚性的罐盖38的一部分。盖38包括基本上平坦的中心面板39，向下依附的圆柱形侧壁40从该中心面板39延伸。中心面板39的直径超过侧壁40的直径，使得中心面板的外围形成悬于侧壁40上的唇部41。侧壁40连接至外边沿42，该外边沿42在基本上与中心面板39的平面相同的平面中从侧壁40延伸。向上敞开的u形通道43在侧壁40和外边沿42之间延伸。外边沿42在其外围处具有向内的卷曲部44。一层密封化合物37设置在形成在u形通道43和卷曲部44之间的通道内，使得密封化合物37的面向下的密封表面被暴露。

在使用时(即当盖38就位在罐体31上并且罐体31被常规地定向)，由密封化合物37提供的密封表面压靠在由凸缘33提供的面向上的密封表面34，轻微地压缩密封化合物。更特别地，密封表面34的最高点被紧紧地压入化合物37中。可以理解的是，化合物37可以稍微地突出于在边沿42内的容纳通道，坐落于与通道的表面齐平的位置，或者甚至稍微位于通道内(由于凸缘33的上表面轮廓)。

盖38通过盖卷曲部44在保持卷边35下方的接合被保持在罐体31上。由盖卷曲部44提供的弹力允许盖38经过保持卷边35以压合或卡合的方式被压入罐体31内。该结构允许盖38即使在初次打开之后也能够被再附接至罐体31。保持卷边35和凸缘33之间的间隔使得当盖38被附接至罐体31时卷曲边缘44陷在这两个特征之间。在罐的运输期间，保持卷边35有助于防止由侧部冲击造成的盖38从罐体31的位移。

无环罐适于接收进入由罐体31和盖38的截面形状限定的环形空间或间隙36的杆。将向上的力施加至唇部41的下侧使得盖38能够从罐体31被撬开。当盖38被撬开时，密封化合物37的下侧和凸缘33的上密封表面34之间的密封被破坏。这层密封化合物37优选地在打开之后被保持在边沿42的下侧。

密封化合物37可以包括例如塑料溶胶，其可以是柔软的，但当被施加时随后可以变硬。密封化合物37可以被施加至盖38的边沿42的下侧，或者被施加至罐体31的密封表面34。如果密封化合物37被初次施加至盖38，在将盖38放置在罐体31上之前，例如通过可移除的覆盖物或带料密封化合物37可以保护密封化合物37。这有利于盖38的操纵和储存。

在罐体31和盖38容纳物质(如油漆)的地方，例如向内定向的凸缘33的进一步的好处在于其还可以用作很方便地从刷子移除过多的油漆的手段。

本领域技术人员可以理解的是，在没有背离本发明的范围的情况下可以对上述实施例进行修改。例如，尽管参考图9的上述设计中夹紧卷边呈现出压平的向内定向密封表面，但是表面可以采用另一种形式，例如弯曲的或者刃形的。

在一些实施例中，本文描述的无环罐的卷边可以不被夹紧以完全封闭，并且通向罐体外部的间隙可以保留。尽管上述设计具有圆柱形罐体，其他罐体形状也是可能的，例如，带有矩形或三角形截面的罐体。