专利名称：多室容器及其制造方法
技术领域：
本发明涉及有两个盛装液体或可流动固体的罐或封闭室的容器，用作诸如软饮料或啤酒罐。
现有软饮料或啤酒罐包括一大体呈圆柱形的金属片罐体，带有一紧密地固接于其顶边缘的圆盘状金属片罐盖。这种现有罐体采用本技术领域之熟练人员熟知的金属薄板工艺过程用可回收的铝或薄钢板制成。
现有软饮料或啤酒罐仅能盛装一种液体。但是，过去已提出过通过包入一盛装第二种液体的内罐来改进这种罐体。
授予Hitzler的美国专利第4，919，295号描述了一个这种多室容器的例子。Hitzler采用了一种老式的圆柱形外罐。而目前使用的罐体是采用光滑缩颈工艺在位于圆柱形坯件顶部的开口处形成一锥形罐颈。这种新式的缩颈工艺技术的强度对节省材料、增强抗垂向堆放失稳的强度以及减小仓储空间等有好处。
Hitzler的内罐包括一紧靠在圆柱形外罐之一半内壁上的一半圆形等截面罐体。Hitzler的罐盖由两个在其直线边连接在一起的半圆形片部分组成。两直线边以其底边连接于内罐的竖直的直线边缘，从而形成一条横贯连接成的圆形罐盖的顶表面的中间接缝。
Hitzler所描述的多室容器的缺点是其两片式罐盖部件相对比较复杂且实际上难以制作。罐盖由两部分组成，它们必须在罐盖的中心线处与内罐连接在一起。大多数情况下，盛装于这种罐体中的液体处于压力之下，因此，罐体和其外部空气之间的密封可靠性极其重要。在多种食品盛装于容器的各室内时尤其如此。
Hitzler的多室容器的再一个缺点是，盛装在内罐内的液体的容量比可以盛装在外罐的其余部分内的液体容量少。由于罐盖沿其中心线密封，盛装于半圆柱形内罐中的液体容量因内罐的壁厚而少于外罐内部容量的一半。
不能盛装相同容量的缺点是限制了多室容器的市场价值。例如，三个多室容器可用来取代六个等容量标准罐。而如果需要容器内的液体以等容量混合起来用作某种用途，诸如将环氧树脂和环氧凝固化合物混合，就不能采用这种各室容积不相等的多室罐。
多室容器可用作一种推销手段来等容量地销售一家公司的两种产品。比如，一家啤酒公司可能希望将一种淡啤酒和一种浓啤酒一同装在一个多室容器内作为一种促销工具。不能等容量销售在多室容器的两室内的液体产品会增加产品生产中的考虑因素和商标需求量。其结果便是降低了本可作为一种促销手段的多室容器的吸引力。
因此需要生产一种不仅能以最少的部件简单容易地制造而且能在多个腔室和外部空气之间达到可靠密封的多室容器。
也需要生产一种其中各分隔室的容积都相等的多室容器。
为确保任何多室容器为市场所接受，采用最新流行的外罐外形具有实际的必要性。外罐应采用现有的机器进行大批量地成形和印刷，任何要求改变已被接受的制造方法的改进都可能导致商业上的失败。因此，需要制造一种其中各分隔室的容积都相等，且其外罐具有最新通用标准外形的多室容器。
本发明为了克服上述现有技术的不足，提出了制造一种多室容器的一种新颖的方法，它包括一沿其开口顶端周边有一顶边缘的中空外罐;一沿其开口顶端周边有一顶边沿的中空内罐，内罐置放于外罐中，以其顶边沿的第一部分与顶边缘的相邻部分相叠置;顶边沿的第二部分横贯外罐的所述开口顶端;一罐盖，它封住外罐和内罐两者所述开口顶端，从而在内罐中形成一个第一封闭室，以及在内罐外面的外罐中形成一个第二封闭室，罐盖沿其外周缘有一向下翻卷形成的周向槽和一横趣并连通于所述周向槽的向下开口的内槽，罐盖的周向槽密封地夹紧外罐的顶边缘和内罐的顶边沿的叠合着的第一部分，而内槽则密封地夹紧顶边沿的第二部分，内槽和所述顶边沿的第二部分形成一折叠于罐盖顶面上的叠合缝。
本发明还提供了一种制造已灌装的多室容器的方法，它包括将第一种液体灌入沿开口顶端周边有一顶边沿的中空内罐，大致灌至低于所述顶边沿的液位，该顶边沿由第一和第二顶边沿部分组成;
用一罐盖封闭所述内罐的开口顶端，从而在内罐中形成一第一封闭室，罐盖沿其外周缘有一向下翻卷而成的周向槽和一横跨并连通于所述周向槽的开口向下的内槽，罐盖的内槽供顶边沿的第二部分嵌入，并且周向槽的至少一部分供顶边沿的第一部分嵌入;
紧密地将内槽与顶边沿的第二部分夹紧到一起;
将内槽和顶边沿的第二部分叠平于罐盖的顶面上，从而形成一叠合缝，其两端与所述周向槽汇接;
将第二种液体部分地灌入一中空的外罐，该外罐沿其开口顶端周边有一顶边缘;
将内罐插入外罐中，使内罐的底部浸没于第二种液体中，使顶边沿的第一部分与顶边缘的相邻部分叠置，使顶边沿的第二部分横越外罐的所述开口顶端;
用所述罐盖封闭外罐的开口顶端，从而在内罐外面的外罐中形成盛装有所述第二种液体的第二封闭室;
将罐盖的周向槽与外罐的顶边缘和顶边沿的叠置着的第一部分紧密地夹紧到一起。
紧密地夹紧周向槽的步骤最好包括翻折周向槽以包住所述顶边缘和所述顶边沿的叠置着的第一部分;
再次翻折周向槽和包在其内的顶边缘以及叠置着的顶边沿的第一部分，从而形成一周缘卷边;
顶边沿的第一叠置部分和所述顶边缘就因此而紧密地夹紧并叠合在所述周缘卷边内。
为了表现出容器的两个室内装有等容量的液体的视觉效果，叠合缝最好是位于圆形罐盖的中心线上。将该叠合缝翻折90°而叠平到罐盖的顶面上，以产生一改善的密封，并且将内罐的顶边沿紧紧夹在罐盖的内槽内。该叠合缝能封住较高的压力并且能在受到撞击后阻止渗漏，以及适合用薄板材料来制罐。
内罐最好是先制成一直径小于外罐直径的圆柱形罐体，然后在其顶端压平以形成一半圆形顶边沿。形成一第一封闭室的内罐可以这样来制作，即，使它的容积等于内罐外面的外罐中形成的第二封闭室的容积。通过形成两个等容积的腔室，这种容器在商业上的实际应用就增强了。例如，可以用一较大的多室容器取代两个单独的容器而降低商标费用和仓储空间。可以促进两种产品之间的比较，或者可以在一个多室容器内一起出售等容量的两种产品的样品。
通过下文的详细描述，本发明的进一步特点将变得更加明显。
为了便于理解本发明，以下参照附图来说明本发明的一个最佳实施例。其中
图1是本发明的一个软饮料罐朝上放置时的立体图，图中虚线所示为其中的内罐;
图2是图1中的罐的部分纵剖视图;
图3、4、6、7和8是本发明局部剖视详图，它们示出了密封内罐和外罐顶端的中央叠合缝和周缘卷边的逐步成形过程;
图5是罐盖的俯视图，它示出了处于中间阶段的中央叠合缝的结构细节。
图9是罐盖的俯视图，它示出了处于完成阶段的中央叠合缝的结构细节。
图10-13示出了内罐的详细构形，其中图10是内罐的正视图;
图11是内罐的俯视图;
图12是内罐的仰视图;
图13是沿图10中13-13线的剖视图;
图14是沿图2中14-14线的剖视图，示出了内罐和外罐的尺寸之间的最佳几何关系。
图1示出了本发明的有一种空外罐1和一中空内罐2的多腔容器的总体布置。一圆盘形罐盖3密封着外罐1和内罐2两者的顶端，从而形成第一和第二封闭室4和5。如图2所示，第一封闭室4是形成于内罐2内，而第二封闭室5是形成于内罐2外面的外罐1内。
如图1所示，罐盖3最好是一个有一将其对称地分成为两个半圆部分的叠合缝10的圆盘。每个半圆部分有其独立的开罐装置6，它可以采用任何现有饮料容器的开罐形式。
图8的局部剖视图和图9的俯视图示出了罐盖3的新颖特点和第一、第二封闭室的密封结构。外罐1是中空的，且沿其初始开口顶端周边有一顶边缘7。
中空的内罐2沿其初始开口顶端周边有一顶边沿8。在所示的最佳实施例中，顶边沿8由一半园形的第一部分20和一直的部分9组成。内罐2置于外罐1内，以其顶边沿8的第一部分20叠置于顶边缘7的相邻部分。顶边沿8的直的第二部分9槽跨外罐1的初始开口顶端。直的第二部分9插在罐盖3向下开口的内槽13内以形成叠合缝10，所示这一实施例中的叠合缝10是一次叠平于罐盖3的顶面11上。
图8和图9示出了罐盖3的最终结构形状，而图3至图7示出了周缘卷边21和中央叠合缝10的逐步成形过程。
如图8所示，外罐1沿其初始开口顶端周边有一顶边缘7。中空的内罐2沿其初始开口顶端周边有一顶边沿8。如图3所示，罐盖3沿其圆盘形罐盖的外周缘有一向下翻卷而成的周向槽12。罐盖3还有一向下开口的内槽13，其横越并与周向槽12相通。
显然，这一容器的两个室的灌装和这一容器的制造方法是不可分离地联系在一起的，下面描述本发明的用于制造一多室容器的方法。
如图3所示，中空的内罐2沿其开口顶端周边有一顶边沿8，该顶边沿8具有一大体呈半圆形的第一部分20和一大体为直的第二部分9。如图13详示，第二部分9比第一部分20底一段尺寸S。如图3所示，顶边沿8的上端初始形成一向外翻的唇缘22，其宽度近似为S。唇缘22在安装罐盖3时用于引导罐盖3，并在该罐完全制成时，折叠成外周缘卷边21。
中空的内罐2用第一种液体23灌装大致至低于顶边沿8的液位。
然后，用罐盖3盖住内罐2的开口顶端，如图3所示。从而，罐盖3使内罐2中形成一第一封闭室4。罐盖3沿其外周缘24有一向下翻卷形成的周向槽12，罐盖3还有一向下开口的内槽13，供内罐2的顶边沿的直的第二部分9嵌入其中。在所示的这一实施例中，顶边沿的第一部分20大致插入到周向槽12的一半。在罐盖3的接合表面上涂以密封材料以提高防渗漏性。
与通常一样，第一种液体23含有化合物，其经过一段时间后会产生二氧化碳使液体碳化。这种化学反应在一段时间内缓慢地进行。因此，当内罐2被首先充装时，第一种液体23不会对罐盖3产生明显的压力。在密封的多室容器完全制成后，碳化过程继续进行直至所述室4、5内的液体23、26被完全加压。
当罐盖3已盖到被灌装了的内罐2上时，用诸如滚压轮等将内槽13与顶边沿8的第二部分9紧密夹紧。
如图4和图5所示，下一步是将内槽13和顶边沿的直的第二部分9叠平于罐盖3的顶面11上，从而形成一条叠合缝10，其两端25与周向槽12相汇接。在所示的实施例中，叠合缝10是一次叠平于罐盖3的顶面11上。显然，如果需要，叠合缝10可进行两次叠合。叠合缝10对称地均分罐盖3的顶面11，这主要是为了视觉效果。罐盖3大体上是一由叠合缝10均分成两个半圆部分的圆盘。如图4和图5所示，为美化视觉效果，使罐盖3和外罐1的中分面显示在线X-X处，因此，处于最终叠平位置的叠合缝10是以线X-X为中心线的。
制造工序中的下一个步骤是用第二种液体26部分地灌装中空的外罐1。外罐1沿其开口顶端周边有一顶边缘7。如图6所示，顶边缘7有一向上外张的锥形唇缘27，其用来导引罐盖3。
然后，将内罐2插入外罐1内，命名内罐2的底部浸没于第二种液体26中，并使得在内罐2最后定位时，第一种液体23和第二种液体26的液位最好如图6所示大致相同。顶边沿8的第一部分20与顶边缘7的相邻部分相叠置，如图6的右部所示。如图6的中部所示，顶边沿8的第二部分9横贯外罐1的开口顶端。
因此，如图6所示，罐盖3封住了外罐1和内罐2两者的开口顶端，从而在内罐2中形成一第一封闭室4，以及在内罐2外面的外罐1中形成一第二封闭室5。罐盖3的向下翻卷形成的周向槽12位于罐盖3的外周缘24处，用来嵌入外罐1的全部顶边缘7，也用来嵌入内罐2的顶边沿8的半圆形叠合部分20。罐盖3的向下开口的内槽13横贯并与周向槽12相通，以使罐盖3能扣在内罐2和外罐1两者的开口顶端上。
罐盖3定位之后，如图6所示，外罐1的开口顶端就被罐盖3封住，因此，在内罐2外面的外罐1中形成装有第二种液体26的第二封闭室5。第二种液体26以与上述第一种液体大致相同的方式在一段时间内发生碳化反应。
制造过程的下一个步骤是将罐盖3的周向槽紧密地夹住外罐1的顶边缘7和内罐2顶边沿8的叠合着的第一部分20。图6至图7示出了密封过程的递进情况，而图8示出了最终位置。
对比图6与图7可见，紧密地固紧周向槽12的步骤最好包括两次翻折周向槽12。首先，象图7所示那样将周向槽向里压折以包住顶边缘7和顶边沿8的叠合着的第一部分20。与通常一样，用化学密封剂或液态橡胶涂于周向槽12的密封表面。
在图7至图8所示的递进过程中，周向槽12与由其包住的顶边缘7和顶边沿8的叠合着的第一部分20一起又被翻折了一次，形成了周缘卷边21。
对比图5中的罐盖3的中间阶段和图9所示的罐盖3的最终状态，可以看出，下一个要进行的步骤是压整叠合缝10的两端25，使叠合缝10和周缘卷边21的内表面27以大致成直角的角部汇接在一起。整平工艺可以用夹紧周缘卷边21之外表面的压模来进行。
顶边沿8被夹叠于周向槽12和内槽13内为盛装在第一封闭室4内的液体提供了进一步可靠的密封。
本发明的新颖特点在于第一室4和第二室5具有大体相同的容积。从而提高了多室容器的商业开发的可能性。
图10至图13示出了内罐2的详细结构。内罐2首先采用本技术领域的熟练人员熟知的常规方法制成为一圆柱形罐体。内罐2最初为一第一外半径以尺寸r表示的圆柱形罐。内罐2最初可采用共知的方法用可回收利用的铝或钢制成为一圆柱形顶部开口的罐。然后，内罐2顶部的最终成形可以通过在成形模具中对圆柱形坯件进行压整和修边来完成。
内罐2有一外底端15，在内罐装入外罐1内时，如图2所示，此外底抵靠于外罐1的内底表面16。外罐1也包括大致为圆柱形的罐盖，其第二内半径R大于内罐2的第一外半径r。
内罐2的顶边沿8成形为一大体上的半圆形，其外半径等于第二半径R。内罐2的顶部在大体为半圆形的顶边沿8和一底部半径为第一半径r的圆柱形部分18之间有一过渡表面17，过渡表面17包括一向上倾斜的平表面19，此平表面终止于顶边沿8的直平的第二部分9。在所示的实施例中，由于最终的叠合卷边和中央叠合缝10的高度不同，第二部分9需制成为低于顶边沿8其余部分一个尺寸S。
为成形图10至13所示的内罐2，可在一成形模具内对圆柱形坯件的初始开口顶端进行压整，使之成形为平表面19，同时使大体为半圆形的顶边沿8的半径扩展为R。
在所示的实施例中，外罐的形状为软饮料或啤酒罐工业中的常规形状，它大体上是一圆柱形的罐，其底部半径大于第二半径R，并且有一平滑的锥形颈部23将底部和顶边缘7连接起来。
为确保顶边沿8的叠合部分和顶边缘7以紧密关系接合，顶边缘7的内半径和顶边沿8的外半径均大致等于第二半径R。
同样，因内罐2最初是制成为一外半径为r的圆柱形罐体，显然在确定内罐2的最佳尺寸中有一个第一半径r和第二半径R之间的最佳关系。由于大体呈半圆形的顶部的成形最好是通过弯曲来进行而不要使内罐2的材料过分延展。因此，顶边沿8的周长应近似等于底部18的周长。
参阅图14，第一和第二半径之间的最佳关系可用数学方式描述如下内罐2的底部周长≤内罐2的顶部周长2πr≤πθR/180+2R·Sin(θ/2)
r≤R(θ/360+Sin(θ/2)/π)其中168°≤θ≤179°于是，0.78317R≤r≤0.81524R显然，如果叠合缝10是以罐盖的轴线X-X为中心线，那么θ将总是小于180°。如果不需要这样一种最终外观，或者，如果不要求第一室4和第二室5的容积相等，那么θ可以选择其它的范围。
虽然本公开已描述并图示了本发明的可应用于软饮料或啤酒罐的几个最佳实施例，但是，应该理解，本发明并不局限于这些特定的实施例。而是，本发明包括所有在功能和结构上与本文所描述和图示的特定的实施例和特征类同的全部实施例。
权利要求
1.一种多室容器，它包括一中空外罐，它沿其开口顶端周边有一顶边缘，一中空内罐，它沿其开口顶端周边有一顶边沿，所述内罐插入所述外罐内，顶边沿的第一部分与顶边缘的相邻部分相叠置，顶边沿的第二部分横贯所述外罐的开口顶端；一罐盖，它封闭所述外罐和内罐两者的开口顶端，从而在内罐中形成一第一封闭室，以及在内罐1外面的外罐中形成一第二封闭室，罐盖沿其外周缘有一向下翻卷形成的周向槽以及一横跨并且连通所述周向槽的向下开口的内槽，罐盖的周向槽紧密地夹住外罐的顶边缘和顶边沿的叠合部分，而内槽则紧密地夹住顶边沿的第二部分，所述内槽和顶边沿的第二部分折叠在罐盖的顶面上而形成一叠合缝。
2.如权利要求1所述的多室容器，其特征在于，所述叠合缝是一次折平于罐盖的顶面上。
3.如权利要求1所述的多室容器，其特征在于，所述叠合缝对称地均分所述罐盖的顶面。
4.如权利要求3所述的多室容器，其特征在于，罐盖是一个圆盘，并且叠合缝将罐盖分成两个半圆形部分。
5.如权利要求4所述的多室容器，其特征在于，每个半圆形部分有一独立的开罐装置。
6.如权利要求1所述的多室容器，其特征在于，所述第一和第二室的容积大致相等。
7.如权利要求6所述的多室容器，其特征在于，所述内罐包括一半径为第一外半径的大体呈圆柱形的罐，所述外罐包括一半径为大于所述第一半径的第二内半径的大体呈圆柱形的罐，所述内罐的顶沿大体呈半圆形，其外半径等于所述第二半径，并且，所述内罐的顶部在所述半圆形顶边沿和所述内罐的半径为所述第一半径的圆柱形底部之间形成一过渡表面。
8.如权利要求7所述的多室容器，其特征在于，内罐的外底抵靠在所述外罐的内底表面上。
9.如权利要求7所述的多室容器，其特征在于，所述过渡表面包括一终止于所述顶边沿的第二部分的向上倾斜的平的表面，所述第二部分是平的。
10.如权利要求7所述的多室容器，其特征在于，第一半径的范围是0.78317～0.81524倍的第二半径。
11.如权利要求7所述的多室容器，其特征在于，外罐为一大体呈圆柱形的罐，具有一内半径大于所述第二半径的底部，一锥形颈部连接于所述底部和所述顶边缘之间。
12.如权利要求1所述的多室容器，其特征在于，将周向槽翻折两次而形成一把顶边缘夹紧于其中的周缘卷边。
13.如权利要求12所述的多室容器，其特征在于，顶边沿的叠合着的第一部分与所述顶边缘的相邻部分被夹紧在所述周向槽内，并被翻折在所述周缘卷边内。
14.一种制造已灌装的多室容器的方法，它包括将第一种液体灌入沿开口顶端周边有一顶边沿的中空内罐大致灌至低于所述顶边沿的一个液位，该顶边沿由第一和第二部分组成;用一罐盖封闭所述内罐的开口顶端，从而在内罐中形成一第一封闭室，罐盖沿其外周缘有一向下翻卷形成的周向槽和一横跨并连通于所述周向槽的开口向下的内槽，罐盖的内槽供顶边沿的第二部分嵌入，并且周向槽的至少一分部供顶边沿的第一部分嵌入;紧密地将内槽与顶边沿的第二部分夹紧到一起;将内槽和顶边沿的第二部分叠平于罐盖的顶面上，从而形成一叠合缝，其两端与所述周向槽汇接;将第二种液体部分地灌入一中空的外罐，该外罐沿其开口顶端周边有一顶边缘;将内罐插入外罐中，使内罐的底部浸没于第二种液体中，使顶边沿的第一部分与顶边缘的相邻部分叠置，使顶边沿的第二部分横越外罐的所述开口顶端;用所述罐盖封闭外罐的开口顶端，从而在内罐外面的外罐中形成盛装有所述第二种液体的第二封闭室;将罐盖的周向槽与外罐的顶边缘和顶边沿的叠置着的第一部分紧密地夹紧到一起。
15.如权利要求14所述的一种方法，其特征在于，紧密地夹紧周向槽的步骤包括翻折周向槽以包住所述顶边缘和顶边沿的叠合着的第一部分。再一次翻折其中包有顶边缘以及顶边沿的叠合着的第一部分以形成一周缘卷边;以此，顶边沿的叠合着的第一部分和所述顶边缘就被紧密地夹紧并叠合在所述周缘卷边内。
16.如权利要求14所述的一种方法，它进一步包括整平所述叠合缝的所述两端以形成一基本上成直角的角部，把叠合缝和周缘卷边的内表面汇接在一起。
17.如权利要求14所述的一种方法，其特征在于，在罐盖、内罐和外罐的贴合表面之间涂有密封材料。
全文摘要
一种多室容器，它包括一中空外罐；一中空内罐，内罐置放于外罐中；一罐盖，它封住外罐和内罐两者的开口顶端从而在内罐中形成一第一封闭室，在内罐外面的外罐中形成一第二封闭室，罐盖沿其外周缘有一向下翻卷形成的周向槽和一横越并连通于所述周向槽的向下开口的内槽，罐盖的周向槽紧密地夹紧外罐的顶边缘和内罐的顶边沿的第一部分，而内槽则紧密地夹紧顶边沿的第二部分，内槽和所述顶边沿的第二部分形成一折叠于罐盖顶面上的叠合缝。还有一种制造已灌装的多室容器的方法。
文档编号B65D1/00GK1091379SQ9311277
公开日1994年8月31日 申请日期1993年12月2日 优先权日1992年12月2日
发明者齐浩 申请人:齐浩