专利名称：瓶罐的制造方法和制造装置以及瓶罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及瓶罐的制造技术，特别涉及金属制瓶罐的制造方法和制造装置、以及金属制瓶罐(本文将“金属瓶罐”简称为“瓶罐”)。
背景技术：
目前通常使用瓶来装盛液体，尤其是各类饮料。瓶一般包括用来装盛液体的瓶罐和用于密封瓶罐的盖，盖可以通过与瓶罐之间的螺纹配合而反复地打开和闭合，使得瓶罐中倒出部分液体后剩下的液体还能再被密封。现有技术为了得到上述的瓶罐，首先需要经过拉深(Cupping)、减薄拉伸、切边(Trimming)、洗涤-干燥、侧涂-干燥、印刷-重涂-底部边缘涂敷-干燥、内表面涂敷_干燥等多道加工工序成型出如图Ia所示的具有底部11和壁部101的有底筒状体100。然后，对有底筒状体100进行内表面检查并合格后，利用一制造装置对有底筒状体100进行加工，使有底筒状体100的壁部101依次成型出如图Ib中所示出的躯体部12、位于躯体部12上方的肩部13、位于肩部13上方的颈部14、位于颈部14上方的口径部15，以及，位于口径部15的侧壁15a并靠近颈部14的裙部16、位于口径部15的侧壁15a并位于裙部16上方的螺纹部17、使口径部15具有顶部15b的卷曲部18。从而，使如图I所示的有底筒状体100成型为如图Ib所示的瓶罐10。其中，如图2所示(图2所示剖视图的剖面平行于瓶罐10的轴线Cl、并省略了剖面线)，颈部14具有一靠近肩部13、并与肩部13连接的凸部14a，一靠近口径部15、并与口径部15连接的凹部14b，以及，连接凸部14a和凹部14b的过渡曲面14c。在图2中示出的颈部14的凹部14b先于螺纹部17成型，主要用于在螺纹部17环绕于口径部15的侧壁15a成型时确保螺纹部17的圆度(即，在垂直于瓶罐10的轴线Cl的截面外轮廓接近于圆型的程度)。然而，由于现有技术在成型颈部14时，容易导致颈部14的形状存在缺陷，从而使颈部14不具有足够的强度来有效地确保螺纹部17的圆度。而如果螺纹部17的圆度被破坏，则盖与瓶罐10之间的螺纹配合也会受到影响，从而难以确保盖对瓶罐10的有效密封。
发明内容
基于上述发现，本发明提供一种瓶罐的制造方法、一种瓶罐的制造装置、以及一种瓶罐。本发明提供的一种瓶罐的制造方法，对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加 工，以使具有底部的所述有底筒状体顺序成型出躯体部、肩部、颈部、口径部；成型出的所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面；成型出的所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部；该制造方法的主要特征在于在成型所述颈部时，使所述过渡曲面成型为曲率半径在2mm 4. 5mm范围内的形状。从而，能够在成型所述螺纹部时，避免所述过渡曲面具有曲率半径过小的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的折皱，以及，避免所述过渡曲面具有曲率半径过大的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的歪曲。进而，能够通过具有合理形状的过渡曲面的颈部有效确保所述螺纹部的圆度。本发明提供的一种瓶罐的制造装置，其对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工，并装设有使具有底部的所述有底筒状体顺序成型出躯体部、肩部、颈部、口径部的若干加工工具；成型出的所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面；成型出的所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部；该制造装置的主要特征在于所述若干加工工具中的用于成型所述颈部的加工工具的形状，能够使所述过渡曲面成型为曲率半径在2_ 4. 5_范围内的形状。从而，能够在成型所述螺纹部时，避免所述过渡曲面具有曲率半径过小的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的折皱，以及，避免所述过渡曲面具有曲率半径过大的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的歪曲。进而，能够通过具有合理形状的过渡曲面的颈部有效确保所述螺纹部的圆度。相应地，本发明提供的一种瓶罐，该瓶罐具有躯体部、肩部、颈部、口径部；所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面；所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部；该瓶罐的主要特征在于所述过渡曲面成型为曲率半径在2mm 4. 5mm范围内的形状。从而，该瓶罐的螺纹部在成型时，能够避免所述过渡曲面具有曲率半径过小的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的折皱，以及，避免所述过渡曲面具有曲率半径过大的形状时所导致的所述口径部在所述螺纹部的区域处的歪曲。而且，该瓶罐在使用过程中受力时也同样能够避免上述的情况出现。进而，该瓶罐的螺纹部能够由于具有合理形状的过渡曲面的颈部而确保具有所需的圆度。
图1a为根据现有技术的有底筒状体的示意图。图1b为根据现有技术的由如图Ia所示的有底筒状体成型的瓶罐的示意图。图2为根据现有技术的如图Ib的瓶罐在颈部的局部放大剖视图。图3为根据本发明的瓶罐的制造方式所得到的瓶罐在颈部的局部放大剖视图。图4为螺纹部成型加工时的受力示意图。图5a至图5c为根据本发明的瓶罐的制造装置的简化示意图。符号说明10、30 :瓶罐100,300 :有底筒状体101 :壁部11 :底部
12 :躯体部13,33 :肩部14、34 :颈部14a、34a :颈部的凸部14b,34b :颈部 的凹部14c、34c:过渡曲面15、35: 口径部15a、35a 口径部的侧壁15b、35b : 口径部的顶部16、36:裙部17、37 :螺纹部18、38:卷曲部40 :螺纹形成工具41:螺纹形成工具的内体42 :螺纹形成工具的外体5 :制造装置51 :工件保持部511 工件保持部的圆盘512 :工件保持部的基垫513:工件保持部的入口514 :工件保持部的出口52 :工具保持部521 :工具保持部的圆盘522 :工具保持部的加工工具53 :支撑部54 :驱动部C1、C2:瓶罐的轴线C3 :螺纹形成工具的轴线C4 :制造装置的轴线F :螺纹部成型加工时所受的力R 过渡曲面的曲率半径
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。参见图3 (图3所示剖视图的剖面平行于瓶罐30的轴线C2、并省略了剖面线)，除了未在图3中示出的底部和躯体部之外，本实施例中的瓶罐30还具有肩部33、颈部34、以及口径部35。其中，颈部34具有一靠近肩部33、并与肩部33连接的凸部34a，一靠近口径部35、并与口径部35连接的凹部34b，以及，连接凸部34a和凹部34b的过渡曲面34c ;而口径部35具有位于侧壁35a并靠近颈部34的裙部36、位于侧壁35a的裙部36上方的螺纹部37、以及形成口径部35的顶部35b的卷曲部38。前文背景技术部分所述的导致圆度(即、在垂直于瓶罐30的轴线C2的截面外轮廓接近于圆型的程度)无法得到保证的颈部34的形状存在缺陷，主要是由图3所示的瓶罐30纵向(平行于轴线C2)剖面内的颈部34的过渡曲面34c的曲率半径R不合理所致。具体说，如图4所示，如果口径部35在利用螺纹形成工具40的内体41和外体42成型螺纹部37时受到可能破坏圆度的外力F，则由于颈部34的凸部34a连接肩部33、凹部34b连接口径部35，因而，该外力F会传递至颈部34的凹部34b，并由凹部34b通过过渡曲面34c传递至凸部34a。此时，凸部34a由于受到锥状的肩部33的限制而不易导致其圆度被破坏，同时，受肩部33限制的凸部34a还会通过过渡曲面34c限制凹部34b的圆度被破坏，进而，再由受凸部34a限制的凹部34b来限制口径部35、尤其是口径部35的螺纹部37的圆度被破坏。但是，如果过渡曲面34c的曲率半径R不合理，则可能破坏圆度的外力F就不易由凹部34b通过过渡曲面34c传递至凸部34a，相应地，受肩部33限制的凸部34a无法通过过渡曲面34c有效地限制凹部34b的圆度被破坏，进而，凹部34b也就难以限制口径部35、尤其是口径部35的螺纹部37的圆度被破坏。例如当上述的过渡曲面34c的曲率半径R过大时，过渡曲面34c的强度就会变弱。此时，如果可能破坏圆度的外力F由凹部34b通过过渡曲面34c向凸部34a传递，则由于过渡曲面34c的强度较弱，因而容易出现外力F被过渡曲面34c吸收、并导致过渡曲面34c的某一部分变形，从而导致过渡曲面34c所在的颈部34出现歪曲，进而导致口径部35出现歪曲。而当口径部35出现歪曲时，就会偏离于与螺纹形成工具40的轴线C3之间的平行关系，因而，也就导致口径部35、尤其是口径部35的螺纹部37的圆度被破坏。再例如当上述的过渡曲面34c的曲率半径R过小时，虽然过渡曲面34c的强度就会很大，但凸部34a和凹部34b之间就近似地变为通过带有尖角的棱边连接、而非平滑过渡。此时，可能破坏圆度的外力F就难以由凹部34b传递至凸部34a，而且，由于过渡曲面34c的强度很大、并大于凹部34b和口径部35，因而，凹部34b受过渡曲面34c的限制而不会产生破坏圆度的形变，但口径部35、尤其是口径部35的螺纹部37却由于外力F而产生破坏圆度的形变，从而，由于凹部34b和口径部35的形状的不匹配，使口径部35、尤其是口径部35的螺纹部37出现折皱。针对上述问题，本实施例对如图3所示结构的瓶罐30进行了试验。所述的试验所采用的评价标准主要有重封转矩(Reseal Torque)，该重封转矩评价标准主要用来表示在盖拧紧于瓶罐30的过程中，当拧到规定位置时所感觉到的抗力。
当然，理想状态下，重封转矩应无限接近于零。但是，从实际应用的经验考虑，15N cm也可以允许。因此，本发明以15N cm为标准进行所述的试验。将瓶罐30的所有样本以过渡曲面34c的曲率半径R取不同值(除曲率半径R之外的其余尺寸均取常规值)划分为若干组，每组包括50个瓶罐30的样本。经过对每组瓶罐30的样本的试验，确定当以曲率半径R在2mm 4. 5mm的范围内时，能够避免前文所述的问题。由此，本实施例在制造如图3所示的瓶罐30的过程中，当成型颈部34时，需要使过渡曲面34c成型为曲率半径R在2_ 4. 5_范围内的形状。从而，能够在之后成型螺纹部37时，避免过渡曲面34c具有曲率半径R过小的形状时所导致的口径部35在螺纹部37的区域处的折皱，以及，避免过渡曲面34c具有曲率半径R过大的形状时所导致的口径部35的歪曲。进而，能够通过具有合理形状的过渡曲面34c的颈部34有效确保螺纹部37的圆度。 为了实现上述制造过程，本实施例相应地提供了一种瓶罐30的制造装置。参见图5a至图5c (图5b为图5a的A向视图、图5c为图5a的B向视图)，上述的制造装置5通常包括工件保持部51和工具保持部52。工件保持部51和工具保持部52可绕轴线C4相对旋转、以及可沿轴线C4相对前进和后退地被支撑部53支撑并被驱动部54驱动。工件保持部51具有一圆盘511，该圆盘511朝向工具保持部52的一面装设有环状排列的若干基垫512 (图5a和图5b中仅示出了所有基垫512中的一部分、并省略了其余部分)，每个基垫512持有可成型为瓶罐30的有底筒状体300 (图5a中未示出、图5b中示为圆形虚线)；工具保持部52具有另一圆盘521，该圆盘521朝向工件保持部51的一面装设有环状排列的若干加工工具522 (图5a和图5c中仅示出了所有加工工具522中的一部分、并省略了其余部分)，若干加工工具522与有底筒状体300的开口相向设置、并可按照环状排列的顺序依次使有底筒状体300的各部分成型为瓶罐30的相应部分形状。在加工时，驱动部54驱动工件保持部51与工具保持部52之间绕轴线T有节奏地相对旋转和停止，使基垫512与加工工具522之间同步地错位。有底筒状体300可放置于旋转至入口 513处并停止的基垫512中，并随该基垫512依次旋转至后续对应每一加工工具522的位置处并停止。基垫512停止的每一位置处对应的加工工具522能够实现基垫512所保持的有底筒状体300的相应工序。以此类推，当基垫512旋转并停止于出口 514处，其保持的有底筒状体300已完成所有工序并成型为瓶罐30。针对如前文所述的瓶罐30的制造过程，工具保持部52的圆盘521所装设的环状排列的加工工具522应至少包括使有底筒状体300顺序成型出躯体部、肩部33、颈部34、口径部35的若干加工工具。但是，其中的用于成型颈部34的加工工具的形状，应当能够使过渡曲面34c成型为曲率半径R在2_ 4. 5_范围内的形状。从而，能够在之后成型螺纹部37时，避免过渡曲面34c具有曲率半径R过小的形状时所导致的口径部35在螺纹部37的区域处的折皱，以及，避免过渡曲面34c具有曲率半径R过大的形状时所导致的口径部35的歪曲。进而，能够通过具有合理形状的过渡曲面34c的颈部34有效确保螺纹部37的圆度。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种瓶罐的制造方法，对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工，以使具有底部的所述有底筒状体顺序成型出躯体部、肩部、颈部、口径部； 成型出的所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面； 成型出的所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部； 其特征在于在成型所述颈部 时，使所述过渡曲面成型为曲率半径在2mm 4. 5mm范围内的形状。
2.一种瓶罐的制造装置，其对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工，并装设有使具有底部的所述有底筒状体顺序成型出躯体部、肩部、颈部、口径部的若干加工工具； 成型出的所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面； 成型出的所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部； 其特征在于所述若干加工工具中的用于成型所述颈部的加工工具的形状，能够使所述过渡曲面成型为曲率半径在2mm 4. 5mm范围内的形状。
3.一种瓶罐,所述瓶罐具有躯体部、肩部、颈部、口径部； 所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面； 所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部； 其特征在于所述过渡曲面成型为曲率半径在2_ 4. 5mm范围内的形状。
全文摘要
本发明公开了一种瓶罐的制造方法和制造装置以及瓶罐。本发明对可成型为所述瓶罐的有底筒状体实施加工，以使具有底部的所述有底筒状体顺序成型出躯体部、肩部、颈部、口径部；成型出的所述颈部包括与所述肩部连接的凸部、与所述口径部连接的凹部、以及连接所述凸部和所述凹部的过渡曲面，成型出的所述口径部具有裙部、螺纹部、卷曲部；其中，在成型所述颈部时，使所述过渡曲面成型为曲率半径在2mm～4.5mm范围内的形状，以有效确保所述螺纹部的圆度。
文档编号B21D51/38GK102615212SQ20111003235
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月27日 优先权日2011年1月27日
发明者細井正宏 申请人:环宇制罐株式会社