专利名称：容器封盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种金属容器，尤其涉及一种用于碳酸化合饮料的罐头并可具有一易开启口的顶端封盖。
碳酸化合饮料通常盛放放在一个薄铁皮材料的顶端封盖的圆柱体金属容器内，这种顶端封盖设有一个环形拉手或拉攀用于可容易地开启其上的预刻痕开口。在制作过程中，圆柱体的容器被充满饮料，然后配装其顶端封盖以封装饮料，此后，容器可经受加热以便对容器中的饮料加以消毒。这种加热过程引起在容器内部的压力的临时升高。而如果接着使容器贮存在暖热的环境中或剧烈地震动，那么其内部压力就会大大地增加。为了承受增大的内部压力，这些容器的顶端封盖通常在其周边附近加工有一周向凹陷或锥形扩口。虽然这些容器可以设计得承受100磅/平方英寸的工业标准压力，所述的锥形扩口就可能在容器内所产生的内部压力作用下在局部的点上反向突起。迄今已有一种趋势是尽可能减小用于制作顶端封盖(下称端盖)的片材的厚度，这是因为用在封盖上的片材的成本是构成容器的制造总成本的基本部分。然而，为了使用于端盖的薄片材料的厚度减小，就必须采取措施以防止在容器内部的内压作用下时锥形扩口的局部反向突起。在美国第4093102号专利中给出一种建议，它有关使这种锥形扩口具有一种特定的横截面轮廓，以便锥形扩口的相对壁可相应于内部压力而运动，因而锥形扩口采用了一种具有提高的抗反突起能力的改进的廓形。在美国第4832223号专利中给出了另外一种建议，它是有关在锥形扩口与端盖的中央板交接处的一个环形区周围对端盖压花纹。
本人已设计出一种具有抗容器内的内部压力的改进布置结构的容器端盖。
按本发明，如从一方向所看到的，它设有一用于容器的片材端盖，所述端盖具有一其上设置易打开装置的中央板，一在所述中央板周围形成的且靠近端盖周边的圆周锥形扩口，以及一在锥形扩口和中央板间的交接处上形成的折叠，所述折叠具有两相对的侧壁，它们彼此毗邻或接触地设置，并从端盖向上突伸，或者折叠在锥形扩口的底部形成，折叠在端盖中形成一个环形刚性区域。按本发明设置的这种折叠是通过增加当锥形扩口反突起时不得不变形的金属的体积而在一个可能变形的区域上形成一刚性的环形区。因此，所述折叠甚至在绕其周向的局部点上提供了可阻止锥形扩口的反向突起的有效抵抗力。
在锥形扩口和中央板之间交接处具有形成折叠的一些实施例中，可使折叠从中央板向上突起。在另一个实施例中，可使折叠径向向内弯曲，或以与中央板成一个锐角设置或紧靠中央板平整地设置。在再有的一个实施例中，可使折叠向外弯曲，例如紧靠锥形扩口的径向内侧壁而平整地设置。
折叠的相对表面可以用粘贴在其表面上的粘合剂以使折叠的相对侧壁粘合在一起，从而改善折叠的强度。或者，制成端盖的片材可以具有一热塑性涂层，在这种情况下，通过加热将折叠的两相对侧壁粘结在一起。
由于通过阻止锥形扩口反向突起的折叠所提供的抵抗力，端盖可以用具有比目前所用的片材厚度更薄的片材制成。或者，可以使用具有较小固有强度的片材这种材料可以具有较厚的规格但价格比传统使用的材料便宜。
使用较厚规格的片材具有某些优点例如，它容易从中央板上的材料上对拉攀进行铆接；它还可以较容易地在中央板上的所需开口的周围形成适当深度的刻痕，从而不存在围绕所述开口的刻痕线可能太浅的危险。
然而，如果端盖使用一种较厚规格的材料，那么要想用适配于已有厚度规格的材料的端盖的同样的机器来使端盖适配于已灌满饮料的容器就变得困难了。这样，在将端盖配装在已充满饮料的容器时，端盖的外部周向凸缘被折叠在容器顶面的一向外突伸的周向边缘的内部，而接缝通过滚压形成由于三层的端盖材料和两层的容器材料被滚压在一起，就可允许端盖具有较小的厚度变化而无需改变压力大小和滚压模的廓形。
本人已设计出多种能将较厚规格的材料的端盖装配到容器上而无需改动用于配装端盖的机器的结构。
这样，按本发明，如从第二方面所看到的，它设有一用于容器的片材端盖，所述端盖具有一周向边缘或另一厚度减小的环形区域。
这种端盖可以用具有比通常的片材厚度较厚的片材制成，但是其厚度缩减的周向边缘能够使用用于装配具有传统厚度的片材的端盖的机器以将端盖装配在容器上。
另外按本发明，如从第三方面所看到的，提供有一种利用周向边缘或另一厚度缩减的环形区域形成容器端盖的方法，该方法包括利用冲头通过压模冲压出片材端盖的坯料，该冲头在其本身和模具的至少某些部分之间具有一个小于所述片材厚度的间隙，所述端盖坯料具有大于通过压模的开孔的尺寸。
在使用这种方法以形成具有厚度缩减边缘的端盖坯料时，当冲头开始驱动通过压模的端盖坯料时，坯料的周向边缘变成在冲头周围的向上弯曲。然后当冲头继续驱动通过模具的坯料时，由于冲头和模具之间的间隙小于端盖的初始厚度，所述的周向边缘的厚度便被缩减。这样就形成了一个具有厚度缩减的周向壁的杯形预制件。这个步骤可以被安排得使在端盖上的任何涂层都被原封不动地保持住。一种类似的步骤被应用于当通过抬高杯形预制件的中央底部方式形成中央板时使在冲压完成端上(而不是在边缘上，尤其不是中央板的壁上)的环形区域上的金属减薄。
当在端盖坯料上完成这个步骤后，然后进一步完成的成型的步骤以生产出一个具有所要求的外形和任意的易开孔的最终端盖。
当一板材坯料被拉延成如上所述的杯形时，它通常是最好在某些区域上变薄。这种情形被称为“凸耳”(“earing”)，并且其产生的原因是由于用于成形薄片金属的滚压加工将凸耳分配给较容易地滑移入薄片金属中的各轴线而造成的。因而如果将一圆形的坯料拉延成一杯形形状，则其边缘将不是平的，而是波状的，其尖顶称作“耳”。不希望生产出的成品端盖呈现过多的波纹，因为这会导致在完成的容器接合面上产生不可接受的金属量变化差别。经常是接凸耳方面具有较小初始直径的非圆形坯料开始加工来对这种影响进行补偿。
本人已设计出另一种可补偿凸耳影响并提高端盖强度的结构。
这样按本发明，如从第四方面所看到的那样，提供一种由可呈现一个或一个以上更理想的滑动方向的片材的圆形坯料以形成杯形件的方法，这种方法包括利用一个具有凸头的冲头对坯料进行拉延，所述凸头的轮廓和其相对于坯料的定位方向设置得使这样成形的杯形件的边缘是基本上平的。
利用数个具有类似变化的轮廓的冲头进一步加工所述的杯形件以生产出所需形状端盖，它们布置得由于凸耳而使多出的金属被压延进中央板区域。
现将仅以举例的方式并参照
本发明的一些具体实施方式
，在这些附图中图1是一已有技术的容器端盖的部分视图；图2是本发明的端盖的一实施例的与图1相类似的视图；图3是通过图2的端盖的锥形扩口和折叠区域的放大比例的剖面图；图4是端盖的第二实施例的类似剖面图；图5是端盖的第三实施例的类似剖面图；图6是端盖的第四实施例的类似剖面图；图7是端盖的第五实施例的类似剖面图；图8是端盖的第六实施例的类似剖面图；在该实施例中所述的折叠是在锥形扩口的底部上形成；图9至11是通过一拉伸装置，以在其使用中的三个相继步骤，形成具有厚度缩减的周向边缘区域的端盖坯料的示意剖视图；图1 2是拉伸具有优选滑移方向的片材圆形坯料生产出的杯形端盖预制件的视图；以及图1 3是用于拉伸无“凸耳”的一个端盖预制件的冲头的示意图。
现参看图1，图中示出一个用于容纳碳酸化合饮料的圆柱体金属容器的已有技术的铝顶端封盖。顶端封盖用薄片材制成，它具有一圆形中央板10，圆形中央板10在铆有拉攀的区域14的周围加工成薄弱轮廓线12。当使用者手指拉起拉攀16时，区域14便沿着线12撕离中央板以在容器的顶端上形成一开孔，而这个开孔与中央板的总尺寸相比是较小的。端盖在与中央板10的周边相邻处有一加工成圆周凹陷或锥形扩口18以及一沿锥形扩口18的周围延伸且在其外边缘上有一加工成向内弯曲环形周边部分或边缘部分20。在加工时，各圆柱体容器充满碳酸化合饮料，然后如图所示的将端盖施放到容器顶部并通过与容器的顶边缘一起折叠到部分20的外边缘上而密封容器。然后对已充满饮料并经密封的容器进行加热以对其内的饮料进行消毒。
按本发明，如图2和3所示，端盖在其锥形扩口18和中央板10之间的交接处上加工有一折叠22。折叠22的两相对侧壁24、26彼此紧密地靠近或理想地进入面对面接触，它们一般较理想地是平坦的并相互平行。所述折叠22的侧壁24、26相对于中央板10是向上突出的。
在图4所示的实施例中，折叠22已被径向地向内弯曲以使其两侧壁与中央板10形成一锐角的设置。
在图5所示的实施例中，折叠22已被径向向内弯曲并平靠在中央板10的顶面上。在本实施例中，所述折叠22的相对壁24是彼此面对面地相接触并与中央板的顶部面对面接触。
在图6所示的实施例中，中央板10已抬高但留下一向下倾斜的周向边缘11。折叠22具有压平在一起的两相对侧壁并且它本身是平靠在中央板的所述倾斜边缘11上。
在图7的实施例中，折叠22已被径向地向外及向下地弯曲直到其侧壁24面对面地贴靠在锥形扩口的径向内侧壁上。
图8示出一个在锥形扩口18的底部上形成的折叠22。在此实施例中，两相对侧壁24、26彼此面对面地相接触并且折叠22弯曲得使两侧壁24、26水平地设置而侧壁26与锥形扩口的底部上的其一部分相接触。
图5至8的折叠22可以通过将一力垂直地作用于折叠22的平面上而加以压缩以便使全部或部分的折叠的片材厚度减薄。
图2至8的端盖的折叠22可以施加粘结剂以使它们的两相对侧壁24、26粘结在一起。或者，制成端盖的片材可以有一热塑性涂层，在这种情况下，可以应用加热而将折叠22的两相对侧壁24、26粘合在一起。
在所有的图2至8中所示的实施例中，折叠22在端盖的锥形扩口18上形成一刚性的环形区域。这在容器内部压力作用下尤其当容器承受加热或震动时，即使在围绕锥形扩口的圆周的局部点上也可提供阻止锥形扩口18反向突起的有效阻力。而且，有可能使用于端盖的铝或别种片材的厚度比迄今用的片材厚度更薄或可使用具有较小的固有强度的片材—这可以具有较厚的厚度但还是价格比传统使用的材料便宜。
如上所述，如果端盖的厚度较标准的厚，那么最好是能够使用类似于配装传统厚度材料的端盖的机器而无需改装将端盖配装于充满饮料的容器上。请看图9至11，为此目的，端盖设有厚度减薄的一个周向边缘。这样，使用一个冲头34将圆形端盖坯料30通过压模32而加以冲压，而在冲头34与通过压模的开口的至少某些部分之间的半径差要小于坯料30的初始厚度。当冲头开始驱动通过压模(通过压模的开孔的直径要小于坯料30的直径)的坯料30时，坯料的周向边缘就开始绕着冲头向上弯曲。然后，当冲头继续驱动通过压模的坯料时，由于冲头与压模之间的间隙小于坯料的起始厚度，所述的周向边缘的厚度便减小。这样就制成了一个一般是杯形的预制件，而其直立边缘具有减薄的厚度。这个预制件然后被进一步加工以生产所需形式的、例如在图2至8的任一图中所示但带有有缩减厚度的边缘20的成品端盖。当通过抬高杯形预制件的中央一底部形成的中央板时，也可以任选地进行一种类似的加工以缩减形成中央板的两侧壁的厚度。
如上所述并如图12所示，一圆形薄片金属坯料在被拉延时经常有波浪边缘，这种效应称作“凸耳”，而在边缘的顶端称为耳子。这是通过使用形成耳的滚压加工而在薄板金属中引起的择优滑移倾向所造成的，所述的耳对应于这些择优的滑移方向。
为了避免这种情形并且按照本发明，使用一个具有成凸头轮廓(图13)的冲头来拉延一圆形薄金属板以使被成形的杯形件或端盖预制件42具有一个基本平的边缘。这样，冲头凸头的周边成波浪形状，各个尖峰(冲头的凸头的一端)向凸头的中央(冲头的轴线方向)逐渐缩小。冲头相对于坯料的择优滑移方向定位，以使在冲头末端上的顶峰在相应于薄板金属择优滑移方向上按轴线方向进一步伸延坯料，从而使杯形件42的边缘基本上是平的。
杯形件然后被进一步加工成所需形式的、如图2至8的任一图上所示的成品端盖。这进一步的加工是使用后面的一些冲头或多组冲头来完成的，这些冲头具有与上述冲头40类似方式变化的轮廓形状，它们被布置得可使由于凸耳产生的剩余金属被压延进中央板区域中。较厚的板产生较坚固的端盖，以便带有较厚板的端盖可在大部分凸耳的位置上具有较大的局部强度，并因而具有较大的总强度，并可使用较薄厚度的初始材料以进一步节省金属使用量。
权利要求
1.一种用于容器的薄片材料的端盖，所述的端盖具有一任选的易开口装置的中央板，一在所述中央板周围的且靠近端盖的周边形成的周向锥形扩口，以及一在所述锥形扩口和中央板之间的交接处上形成的折叠，所述折叠具有彼此紧密地靠近或彼此接触并从端盖向上伸出的两相对侧壁，或者所述折叠在锥形扩口的底部上形成，它在端盖上形成一环形刚性区域。
2.如权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述的折叠是在所述锥形扩口和中央板之间的交接处上形成并从中央板向上伸出。
3.如权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述的折叠是在所述锥形扩口和中央板之间的交接处上形成并径向向内地弯曲。
4.如权利要求3所述的端盖，其特征在于，所述的折叠与中央板成一锐角地设置。
5.如权利要求3所述的端盖，其特征在于，所述的折叠平靠地设置在中央板上。
6.如权利要求1所述的端盖，其特征在于，所述的折叠是在所述锥形扩口和中央板之间的交接处上形成并径向向外地弯曲。
7.如权利要求6所述的端盖，其特征在于，所述的折叠平靠地设置在所述锥形扩口的径向内侧壁上。
8.如前述任一项所述的端盖，其特征在于，折叠的两相对侧壁被粘结在一起。
9.一种用于容器的薄片材的端盖，其特征在于，所述的端盖具有一周向边缘或另外的厚度缩减的环状区域。
10.一种形成带有一周向边缘或另外的厚度减薄的环状区域的容器端盖的方法，它包括用一冲头冲压通过压模的片材端盖坯料，所述冲头与压模的至少一部分之间具有小于所述片材厚度的一个间隙，所述端盖坯料具有大于通过压模的开孔的尺寸。
11.一种用呈现一个或一个以上理想滑移方向的片材圆形坯料所形成的杯形件的方法，它包括利用一个冲头压延坯料，所述的冲头具有一个凸头，它相对于坯料是如此取向的即使成形的杯形件的边缘基本上是平的。
全文摘要
一种用于容器的端盖，它具有一中央板、一在中央板周围且靠近端盖的周边形成的一周向的锥形扩口(18)、以及在锥形扩口和中央板之间的交接处上形成的一个折叠(22)，所述折叠具有两个彼此紧密靠近或接触，并从端盖向上伸出的侧壁。折叠还可以在锥形扩口的底部上形成，折叠在端盖中的环形刚性区上形成。
文档编号B21D22/20GK1118150SQ94191228
公开日1996年3月6日 申请日期1994年2月18日 优先权日1993年2月18日
发明者戴维·罗伯特·萨君特 申请人:戴维·罗伯特·萨君特