专利名称：制造具有卷曲端的罐的方法和装置、这种罐以及罐体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种制造诸如油漆罐之类的罐的方法、制造罐的装置以及这种罐和罐体。
背景技术：
诸如油漆罐之类的罐一般设有比如通过缝合、焊接或粘结附着到罐体的环。这种环具有开ロ，开ロ的直径选择成使得这种罐的盖子以良好限定的夹紧カ容纳在环开ロ中。这种夹紧カ选择成在正常操作条件下，所述盖子会保持在所述罐上并且罐的内容物不会被弄脏。同时，所述夹紧力使得用户能够将所述盖子从所述罐移除而不需施加过多的カ并且不会破坏所述罐——尤其是在使用诸如螺丝刀之类的工具来移除所述盖子时。所述盖子的这些特征一般需要在単独的エ艺和装置中制造所述环，使得可以独立于制造所述罐体的エ艺和装置来保持并控制精美的结构和形状。最終将单独的环附着到罐体从而形成所述罐。 显然，由金属片単独地生产这种环导致在切割掉中心区域从而形成环开ロ时形成了相对大量的废料。此外，需要额外的操作步骤来将所述环附着到所述罐体。当不能保证通过所述环将所述盖子夹紧在所述罐体上的情况下，则要在罐的上部区域施加単独的夹紧带或条以便于产生额外的夹紧力。这种夹紧带或条的使用増加了成本，且在将其移除之后，夹紧カ就不再理想了。
发明内容
为实现本发明的目的，本发明提供了ー种基本克服上面提到的缺点的罐，并且仍然可以将盖子施加到罐体并被足够的夹紧カ保持而不需要単独附着的环和/或夹紧带或条。同时，通过用户可以以通常的方式将所述盖子移除而不施加过多的力。为了解决该问题，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种制造诸如油漆罐之类的罐的方法，包括步骤i :提供一圓筒体；ii :将活塞装置布置在圆筒体的第一开口中用于限定开ロ的直径；iii :径向向外地、且沿着圆筒体轴向地卷曲第一开ロ的自由端，从而形成卷曲部，使得第一开ロ的限定直径基本在周向上尺寸稳定。本发明的该方法能够避免使用単独的夹紧环，因为其中要以所需夹紧カ容纳盖子的罐体开ロ具有足够的径向強度和周向尺寸稳定性一这是由于所形成的卷曲部以及在罐体形成期间在开口中存在控制并保持所限定的直径的活塞装置。所述卷曲部被径向向外卷曲以便于保持形状稳定性并且避免了轮廓和壁厚的明显改变。设有这种一体式向外卷曲的夹紧卷曲部的罐本体的优点是内表面平滑并连续，从而能够以在罐体与环之间的连接处的内槽或狭缝中没有遗留任何材料的方式将罐的内容物倒出。根据ー个优选的实施方式，在步骤iii)中形成卷曲部之前，在罐体的第一开ロ的自由端设置预卷曲部。因此，对通常是锋利的切割边缘的圆筒体的边缘进行了防护，并且该边缘几乎并不暴露，从而避免了可能的锈蚀问题。正如上面所述的，需要所述卷曲部径向向外地并且沿着圆筒体轴向地形成。这意味着卷曲部的外径大于圆筒体以及最終的罐体的外径。在如下优选的情况下，即卷曲部并不延伸超出罐体很多或者优选地位于罐体的边界之内，从而具有与罐体外径相同或小于罐体外径的外径时，所述卷曲部将会形成在所述罐体的具有较小直径的部分中。这种具有减小直径的罐体部分不能通过对罐体的该部分进行颈缩操作而形成，因为当进行颈缩操作时，不能充分地控制周向尺寸稳定性和壁厚。该目的还可以根据本发明的ー个优选实施方式满足，所述圆筒体被部分地径向伸展，直至第一自由端，使得所述卷曲部形成在伸展后的圆筒体的未伸展的颈缩部中，优选地，所述卷曲部位于径向伸展的圆筒体部分的外部虚拟包络面(envelope)内。因此，通过增加圆筒体的其他部分的直径、从而不操作由于活塞装置的存在而具有所需的限定的直径并保持自由端不被接触的开ロ的自由端来形成圆筒体的颈缩部分。 径向伸展的圆筒体的形成可以通过任何合适的技术来完成，比如轧制、伸展、(深)拉和减径挤压加工。优选的是通过径向向外伸展来形成，因为这产生了具有基本恒定壁厚的伸展罐体并且允许伸展20-50%，从而提供了额外的材料节省。例如在W02009/130034中披露了这样的伸展操作。为了以受控且良好的方式实施这种伸展操作，优选地圆筒体的第ニ开ロ设有扩张ロ，并且利用伸展装置经由直至第二开ロ的自由端(但这并非排他方式)的扩张ロ来实施径向伸展。这样，伸展装置可以设置用于限定并保持开ロ的限定直径的、伸入该自由端中的活塞装置。当扩张ロ的尺寸使得相对于圆筒体的扩张角在5°到40°的范围内时，比如在10°到30°之间时，可以在单个相同操作中——因此也是在相同的装置单元或工作台中——形成扩张口和预卷曲部。由于这些原因，在圆筒体的一端上形成卷曲部的轴向カ小于在另一自由端上形成扩张ロ所需的轴向力。但是，根据圆筒体的金属的类型、其壁厚以及扩张工具的形式，还可以首先形成扩张ロ，随后是预卷曲部。在某些情况下，扩张口和预卷曲部可以基本同时形成。为了以受控且可靠的方式径向伸展圆筒体，优选地所述圆筒体由夹紧装置牢固地保持。圆筒体相应地要设有夹紧凸缘。因此，根据本发明的ー个优选实施方式，在圆筒体径向伸展之前，第二开ロ的自由端设有夹紧凸缘以用于在径向伸展期间由夹紧装置夹紧圆筒体。在夹紧时这种伸展操作不会在圆筒体中形成波纹结构，这种波纹结构是当圆筒体的远离扩张ロ的第一开ロ没有支撑时伸展操作的轴向阻カ导致的。这可以通过保持支撑圆筒体的装置与夹紧装置的支撑装置之间的距离来实现，因为径向伸展将导致圆筒体的长度减小。圆筒体在被夹紧装置悬吊并夹紧时被提升。优选地，填充好的封闭的罐是容易操作并携带的——尤其是对于具有较大容积的罐而言，那么根据本发明，在卷曲部形成期间，可以将手柄装置封闭在卷曲部中。这种手柄装置可以具有由塑料或金属制成的柔性条或带的形式。在卷曲部形成期间，手柄装置被精致地结合在卷曲部中。另ー个优点是这些手柄装置基本不延伸超出罐的界限，因此容易操作并且堆叠和存放在小的表面区域。
通过在罐制造期间使用容纳在开口中的确定直径用活塞装置获得的罐的卷曲开ロ的周向尺寸稳定性对于所有罐直径都是基本等同的。作为ー个示例，对于具有32mm至300mm (比如48mm至286mm,尤其是57mm至165mm)直径的罐的尺寸稳定性具有±0. IOmm或者更少的误差。优选地，该尺寸稳定性的误差是±0. 05mm，更优选地是±0. 03mm。具有这样误差的这种尺寸稳定性使得对于具有这些直径的罐而言，夹紧力足以实现盖子在罐上的可靠固定，而不需要夹紧环和/或夹紧带或条。本发明的另ー个方面涉及根据本发明的罐的制造装置。该装置包括活塞装置，其将会布置在圆筒体的第一开ロ内用于保持该开ロ的限定直径基本上尺寸稳定；和卷曲装置，其用于通过径向向外地并且轴向地沿着圆筒体卷曲第一开ロ的自由端而形成卷曲部。在一个实施方式中，该装置包括用于将活塞装置布置在开口中的単元和用于形成卷曲部的卷曲装置。
为了增加第一开ロ的自由端的強度和避免通常锋利的自由端的露出，优选地该装置包括用于在形成所述卷曲部之前将第一开ロ的自由端预先卷曲的装置。为了将卷曲后的自由端布置在罐的颈缩部分中，优选地根据本发明将所述罐的另一部分径向伸展。相应地优选地该装置包括用于将圆筒体径向伸展直至第一开ロ的第一自由端的伸展装置，优选地活塞装置结合在伸展装置中。如果优选地该装置包括用于扩张圆筒体的第二开ロ的装置，那径向伸展是精确受控的。用于扩张第ニ开ロ的径向カ可以比用于形成预卷曲部的径向カ更大、更小或者ニ者相等，以便于一个接ー个地制造，或者基本同时制造。根据本发明，扩张装置和用于形成预卷曲部的装置可以布置在该装置的相同単元中，从而减小単元的数量和制造罐的时间。为了在优选扩张ロ处合适地控制圆筒体的径向伸展，推荐为自由端设置夹紧凸缘。相应地，本发明的该装置优选地包括用于在第二开ロ的自由端上形成夹紧凸缘的装置和用于在径向伸展期间夹紧圆筒体的装置。这种径向伸展然后可以在圆筒体的远端开ロ不被支撑的情况下执行，以便于基本避免相反的轴向力。这导致了本体壁厚的改进的一致性。优选地根据本发明用于形成夹紧凸缘的装置和用于形成卷曲部的装置结合在相同的装置单元中。还优选地根据本发明的该装置包括用于将手柄装置封闭在卷曲部中的装置。最后，本发明的第三方面涉及因此获得的罐和罐体。所述罐可以是油漆罐或食品罐，并且是可通过正如上面所描述的本发明的方法获得的。具有夹紧盖子的该罐的特征在于设有卷曲部的自由端，所述卷曲部与罐体一体，所述卷曲部限定了容纳所述盖子的罐开ロ，该开ロ基本是尺寸稳定的，优选地具有±0. IOmm误差的尺寸稳定性，优选地是±0. 05mm,更优选地是±0. 03mm。本发明的罐的罐体特征在于第一开ロ具有颈缩的自由端，所述颈缩的自由端设有卷曲部，所述卷曲部限定了基本尺寸稳定的开ロ，优选地第二开ロ具有夹紧凸缘。
用于制造本发明的罐和罐体的方法和装置以及所述罐和罐体的所提到的特征和其他特征将通过仅是出于信息目的而给出的、并不g在将本发明限定到任何程度的多个实施方式进ー步阐述。将參照与这些实施方式相关的附图，其中图IA是用于制造圆筒体的金属片的平面视图；图IB是由图IA的金属片形成的圆筒体的透视图；图2A-2F示意性地示出了用于形成扩张ロ(tromped mouth)和预卷曲部(precurl)的各个阶段；图3A-3E示意性地示出了用于形成部分卷曲部和部分夹紧凸缘的各个阶段；图4A-4C示意性地示出了圆筒体的夹紧和径向伸展；图5A-5C示意性地示出了卷曲部在圆筒体的颈缩部分中的形成； 图6A和6B示意性地示出了底部应用到圆筒体；图7A-7C示意性地示出了盖子的安装和移除；图8A和SB示意性地示出了用盖子封闭的本发明的罐的堆叠；图9A-9F示出了本发明的罐的另一个实施方式，其具有一体的底部；和图10A-10C示出了根据本发明的罐的另一个实施方式，其设有柔性手柄。
具体实施例方式图IA示出了金属片1，比如钢、马ロ铁、铝等。该片根据形成本发明的罐的金属和操作而具有大约0. 12-2mm的壁厚。该片I形成圆筒体2并且设有焊缝3。图2A-2F示出了本发明的装置的第一単元4，其用于在圆筒体2上的第二自由端6上形成扩张ロ 5，并且用于在圆筒体2上的第一自由端8上形成预卷曲部7。相应地，该单元4包括扩张工具16，其具有入口部9、第一外扩部10以及第二外扩部11，所述第一外扩部10具有在大约5°至大约15°范围内的适中的外扩角，所述第二外扩部11具有在大约15°至大约35°范围内的较大的外扩角。所述圆筒体2的自由端6安装在扩张工具16的入口部9上。随后，推顶工具12沿着箭头13将圆筒体推到外扩部10和11上，从而形成扩张ロ 5 (见图2B)。此后，所述推顶工具12缩回并且将活塞装置14布置在第一自由端8中，从而在形成结构期间限定并控制第一自由端8的限定的直径(见图2C)。所述活塞装置14安装在成型工具15上。该成型工具15包括成型腔17，所述成型腔17设计成通过根据箭头19的向下运动、借助处在限定开ロ 20中的活塞装置14在本体壁18中形成预卷曲部7(见图2D和2E)。用于形成所述预卷曲部7的轴向向下的力小于用于形成所述扩张ロ 5所需的力。因此，安装在扩张工具16上的圆筒体2基本保持在其原始的位置上。所以，在単元4中最終形成了圆筒体21，其在第一自由端8处具有由活塞装置14和预卷曲部7限定的第一开ロ20，而且在第二自由端6处具有扩张ロ 5 (见图2F)。正如之前指出的，例如根据圆筒体的材料、其壁厚以及扩张工具16的形式，扩张口和预卷曲部可以以不同的顺序或者基本同时形成。在本发明的装置的单元23中，在装置单元4中生产的圆筒体安装在支撑件24上(见图3A)。安装在成型工具26上的活塞装置25安装在设有所述预卷曲部7的限定的第一开ロ 20中。沿箭头27的运动将导致在成型工具26的成型腔28内形成卷曲部22。该卷曲部22承载所述预卷曲部7 (见图3B和3C)。此后，使成型工具29沿着箭头30朝向位于成型腔32中的扩张ロ 5的自由边缘31轴向运动。该成型腔32形成在所述支撑件24与エ具34之间。成型工具29的成型边缘33接触所述自由边缘31并且在扩张ロ 5处形成夹紧凸缘35 (见图3D和3E)。以这样的方式形成圆筒体36，其具有设有夹紧凸缘35的扩张ロ5和具有限定直径并且设有卷曲部22和预卷曲部7的第一开ロ 20。将该圆筒体36上下颠倒(相比于图3B)并且通过夹紧装置37将其悬吊在夹紧装置中。这些夹紧装置37包括夹紧工具38和39。伸展工具40移动经过扩张ロ 5，并且在沿箭头42经过夹紧工具40时径向向外伸展位于伸展工具40的外表面上的圆筒体36。这导致了圆筒体36的长度的减小(见图4A-4C)。圆筒体36的大部分被径向向外伸展。圆筒体的余下的未被伸展的部分现在形成由安装在伸展工具40上的活塞装置44限定的颈缩部43(见图4A和5A)。如图5A-5C中所示，沿箭头50使成型工具45向上运动。该成型工具45包括成型腔46，该成型腔首先在颈缩部43中形成具有沿着圆筒体的预卷曲部7的细长卷曲部47。该细长卷曲部47沿着活塞装置44形成，所述活塞装置44限定了此时设有所述细长卷曲部47的第一开ロ的直径。最終，包住一部分细长卷曲部47的成型腔沿着箭头50的运动形成了台阶48。结果是形成了细长的带阶梯卷曲部49。在颈缩部43中具有细长的带阶梯卷曲部49的圆筒体51经由接缝连接部53设有底部52。这形成了根据本发明的罐体54 (见图6A 和 6B)。罐体54可以设有盖子55，盖子55的环形盖部56抵靠在细长卷曲部49上，盖卷曲部57在细长卷曲部49中的台阶48上方径向延伸(见图7A-7C)。这形成了工具58的入ロ，通过所述工具58可以从本发明的罐61的圆筒体51上移除盖子55。由细长卷曲部49限定的开ロ 60与活塞装置44的直径对应，并且具有误差范围为0. 03mm的尺寸稳定性。利用在开ロ 60中的夹紧カ来夹紧盖子55，从而本发明的封闭的罐可以用作例如油漆罐。所述夹紧カ是通过细长的带阶梯卷曲部49的形成而产生的。图8A和SB示出了两个堆叠的本发明的罐61。上部罐61的底部抵靠在下部罐61的盖子55的环形盖部56上。接缝连接部53延伸超出卷曲部57并且包住所述卷曲部57，使得将上部堆叠的罐61以防止径向位移的方式锁紧。罐体54是由两部分构成的，即具有一体的细长的带阶梯卷曲部49的圆筒体51和接缝连接的底部52。包括盖子55在内，本发明的罐61是由三部分构成的。图9A-9F示出了由两部分(即罐体63和盖子64)构成的本发明的另ー种罐62的制造。具有一体的底部的罐体63由圆筒体65形成。圆筒体65的自由端66设有可选地具有台阶的细长卷曲部。相应地，自由端设有正如上面结合图2E描述的使用具有预卷曲部成型腔17的成型工具形成的预卷曲部67。卷曲部68通过使用成型工具69形成。使用成型工具71将该卷曲部68变成细长卷曲部70。可选地，该细长卷曲部70设有利用成型工具72和支撑工具73形成的台阶48。成型工具71和72设有在一体的卷曲部70形成期间布置在圆筒体65的开75内的活塞装置74。这意味着本发明的罐62具有带一体式底部的罐体63和具有与活塞装置74的外径密切对应的限定直径的卷曲部70。图10A-10C示出了根据本发明的罐76的另ー个实施方式。罐76包括盖子77，其在颈缩部78中封闭设有一体的卷曲部79的开ロ。该限定的开ロ是以与上面描述的根据本发明的罐相同的方式生产的。然而，在形成一体的卷曲部79期间，将手柄装置80放置在颈缩部78中将要形成整体的细长卷曲部79的部位。在形成卷曲部79之后，手柄装置80被封闭起来并紧紧地固定到罐76。这些手柄装置可以在携带本发明的罐76 时使用。
权利要求
1.制造诸如油漆罐或食品罐之类的罐的方法，包括如下步骤 i:提供圆筒体；:将活塞装置布置在圆筒体的第一开口中以用于限定第一开ロ的直径； iii :径向向外地、并且轴向地沿着圆筒体卷曲第一开ロ的自由端，从而形成卷曲部，使得第一开ロ的限定直径基本在周向上尺寸稳定。
2.根据权利要求I所述的方法，其中，在步骤iii)中形成卷曲部之前，所述第一开ロ的自由端被设置预卷曲部。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其中，所述圆筒体一直到第一自由端都被部分地径向伸展，使得在伸展后的圆筒体的颈缩部中形成所述卷曲部，且优选地所述卷曲部位于径向伸展后的圆筒体部分的外部虚拟包络面内。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，圆筒体的第二开ロ设有扩张ロ，径向伸展操作是利用伸展装置经由直至第二开ロ的自由端的所述扩张ロ实施的。
5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在圆筒体的径向伸展之前，第二开ロ的自由端设有夹紧凸缘，以用于在径向伸展期间利用夹紧装置夹紧圆筒体。
6.根据权利要求1-5所述的方法，其中，在形成卷曲部期间将手柄装置封闭在卷曲部中。
7.根据权利要求1-6所述的方法，其中，开ロ的限定直径具有误差为±0.10mm、优选地是±0. 05mm、更优选地是±0. 03mm的尺寸稳定性。
8.用于制造根据权利要求1-7所述的罐的装置，包括将被布置在圆筒体的第一开ロ中的活塞装置，以用于保持该第一开ロ的限定直径基本尺寸稳定；以及卷曲装置，其用于通过径向向外地且沿着圆筒体轴向地卷曲第一开ロ的自由端来形成卷曲部。
9.根据权利要求8所述的装置，包括用于在形成所述卷曲部之前对第一开ロ的自由端预卷曲的装置。
10.根据权利要求8或9所述的装置，包括用于直至第一开ロ的第一自由端径向伸展圆筒体的伸展装置，优选地所述活塞装置结合在所述伸展装置中。
11.根据权利要求8-10所述的装置，包括用于扩张圆筒体的第二开ロ的装置。
12.根据权利要求8-11所述的装置，包括用于在第二开ロ的自由端上形成夹紧凸缘的装置以及用于在径向伸展期间夹紧圆筒体的装置。
13.根据权利要求8-12所述的装置，包括用于将手柄装置封闭在卷曲部中的装置。
14.通过权利要求1-7所述的方法可获得的罐，比如油漆罐，其包括设有卷曲部的自由端，所述卷曲部与罐体一体并且限定了基本尺寸稳定的罐开ロ，所述罐开ロ优选地具有误差范围为±0. 10mm、优选地是±0. 05mm、更优选地是±0. 03mm的尺寸稳定性。
15.罐体，包括第一开ロ，所述第一开ロ具有颈缩的自由端，该颈缩的自由端设有卷曲部，所述卷曲部限定了基本尺寸稳定的开ロ ；并且优选地包括具有夹紧凸缘的第二开ロ。
全文摘要
本发明涉及用于制造罐(61)比如油漆罐的方法和装置，包括步骤i.提供圆筒体(2，36，51，65)；ii.将活塞装置(19，25，44，74)布置在圆筒体的第一开口(20，60，75)中用于限定开口的直径；iii.径向向外地并且轴向地沿着圆筒体(2，36，51，65)卷曲第一开口(20，60，75)的自由端(8，66)，从而形成卷曲部(47，49，57，68，70，79)，使得第一开口(20，60，75)的限定直径基本在周向上尺寸稳定；本发明还涉及所制造的罐(61)和罐体(63)。
文档编号B44D3/12GK102712026SQ201180005977
公开日2012年10月3日 申请日期2011年1月13日 优先权日2010年1月14日
发明者S·伊特斯玛 申请人:印普瑞思集团有限公司