專利名稱：罐端部的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于具有不可拆卸的操作面板的兩件啤酒和飲料金屬容器的端蓋。更具體地說，本發(fā)明涉及一種減小端蓋中的金屬量的方法。
背景技術(shù)：
用于啤酒和飲料容器的普通易開啟端蓋具有中心面板，中心面板有由形成于端蓋外表面“消費(fèi)者側(cè)”上的刻痕來確定的易碎面板(有時稱為“撕開面板”、“開啟面板”或“傾倒面板”)。流行的“生態(tài)”罐端部設(shè)計成提供一種通過撕破面板的刻痕金屬來打開端部的方法，而不允許分離端部的任何部分。例如，最普通的飲料容器端部具有撕開面板，該撕開面板通過無刻痕鉸接區(qū)域而保持在端部上，該無刻痕鉸接區(qū)域使撕開面板與端部的其余部分連接，且該撕開面板有鉚釘以便安裝用于打開撕開面板的杠桿拉片。這種容器端部通常稱為“續(xù)留拉片”(“SOT”)的端部有由不完整的圓形刻痕來確定的撕開面板，并帶無刻痕部分，用于將金屬斷片保留在撕開面板的位移鉸接線上。
容器通常為拉拔和壓平金屬罐，通常由薄的鋁板或鋼板構(gòu)成。這種容器的端蓋通常也由薄鋁板或鋼板的切邊構(gòu)成，形成為毛坯端部，并通過通常稱為端部轉(zhuǎn)變的處理來制成最終的端部。這些端部在這樣的方法中形成首先形成薄金屬的切邊，由切邊形成毛坯端部，并將該毛坯轉(zhuǎn)變成可以接合至容器上的端蓋。盡管并不是常用的選擇方式，這樣的容器和/或端部也可以由塑料材料構(gòu)成，帶有類似的用于可開啟的不可拆卸部分結(jié)構(gòu)。
罐端部制造商的一個目的是提供一種防止彎折的端部。美國專利US3525455(專利‘455)介紹了一種用于提高罐端部的彎折強(qiáng)度的方法，該罐端部有接合卷邊、夾壁以及沿中心面板周邊的埋頭孔。該方法包括沿夾壁的至少基本整個長度形成折疊的步驟。該折疊具有近似與接合卷邊的長度相同的垂直長度，且它的厚度近似等于其余夾壁的長度，其中，當(dāng)端部與容器的開口端接合時，該折疊將壓靠在容器的內(nèi)側(cè)壁上。
罐端部制造商的另一目的是減少用于形成罐端部的毛坯端部中的金屬量，同時保持端部的強(qiáng)度。用于實(shí)現(xiàn)該目的的一種方法如美國專利No.6065634(專利‘634)中所述。專利‘634涉及一種罐端部部件，它有接合卷邊以及從該接合卷邊向下延伸至埋頭孔的夾壁，所述埋頭孔連接罐端部的中心面板。專利‘634的方法通過減少毛坯的切邊而減少了金屬量。這通過將夾壁角度從大約11-13度增加至43度來實(shí)現(xiàn)。
專利‘634的方法可以減小中心面板的直徑。這將減小在中心面板上書寫操作說明例如打開說明或回收信息所需的面積。它還可以限制撕開面板的尺寸。而且，因?yàn)閵A壁的角度增大，因此在罐端部的周邊和撕開面板之間的空間增加。這在傾倒和/或飲用時引起溢出。
專利‘634的方法也產(chǎn)生埋頭孔。專利‘455在這方面也相同。埋頭孔布置在罐端部以便提高強(qiáng)度。但是，因?yàn)槁耦^孔是窄圓周凹口，因此污物通常集聚在埋頭孔中。另外，由于埋頭孔的幾何形狀而使得污物通常很難沖洗掉。
美國專利No.5950858(專利‘858)還公開了一種加強(qiáng)罐端部的方法。專利‘858公開了一種罐端部，該罐端部具有埋頭孔和折疊部分，該折疊部分位于中心面板的接頭處，或者在埋頭孔內(nèi)并在埋頭孔的最底側(cè)部分處。Sergeant所述的一個優(yōu)點(diǎn)是該折疊能有效防止埋頭孔顛倒。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種容易開啟的罐端部部件，該罐端部部件具有足夠強(qiáng)度和提高的清潔特征。該容易開啟的罐端部部件包括中心面板、卷邊、周邊夾壁和過渡壁。
中心面板環(huán)繞縱向軸線定位。它包括用于密封端部部件的蓋部件。一旦打開該容易開啟的罐端部部件時，蓋部件的一部分可保持在中心面板的一部分上。中心面板還包括布置在從縱向軸線徑向向外的臺階部分。臺階部分具有環(huán)形的凸形部分，該凸形部分與環(huán)形的凹形部分連接，并使得中心面板的至少一部分沿平行于縱向軸線的方向而垂直位移。
卷邊確定了端部部件的外周邊。周邊夾壁從該卷邊向下延伸。過渡壁使得夾壁與中心面板的周邊邊緣連接。過渡壁使得夾壁與中心面板的周邊邊緣連接。過渡壁包括折疊部分。折疊部分具有第一支腳、第二支腳和第三支腳。第一支腳直接與夾壁連接，并通過凹形環(huán)形部分與第二支腳相連。第二支腳通過凸形環(huán)形部分與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連。凸形環(huán)形部分的曲率半徑大于0.002英寸。
通過下面的說明并結(jié)合附圖，將清楚本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的罐端部的周邊的一部分剖開的透視圖；圖2是本發(fā)明的罐端部部件的局部剖視圖；圖3是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖4是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖5是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖6是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖7是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖8是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖9是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖10是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖11是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖12是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖13是本發(fā)明的罐端部的局部剖視圖；圖14是包括可剝離粘接蓋的實(shí)施例的透視圖；圖15是具有可剝離粘接蓋的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖16是具有可剝離粘接蓋的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖17是具有可剝離粘接蓋的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖18是可剝離蓋的俯視圖；圖19是具有可剝離粘接蓋的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖20是具有可剝離粘接蓋的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖21是具有可剝離蓋的容器的俯視圖；
圖22是具有可剝離粘接蓋和香料濃縮物(fragrance concentrate)儲罐的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖23是具有可剝離粘接蓋和香料濃縮物儲罐的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖24是具有可剝離粘接蓋和香料濃縮物儲罐的本發(fā)明實(shí)施例罐端部的局部剖視圖；圖25是具有可剝離蓋和香料濃縮物儲罐的容器的俯視圖；圖26是具有可剝離蓋和香料濃縮物儲罐的容器的俯視圖；圖27-32是表示本發(fā)明的罐端部部件在形成階段的局部剖視圖；圖33-37是表示本發(fā)明的罐端部部件和工具加工(tooling)在形成階段的局部剖視圖；圖38-40是表示本發(fā)明的罐端部部件和可選擇的工具加工在形成階段的局部剖視圖；圖41和42是表示圖11的罐端部部件和本發(fā)明的可選擇的工具加工在形成階段的局部剖視圖；圖43-46是表示本發(fā)明的罐端部部件和工具加工在形成階段的局部剖視圖；圖47-52是表示本發(fā)明的罐端部殼體和殼體壓機(jī)工具加工在形成階段的局部剖視圖；圖53-57是表示本發(fā)明的罐端部部件和轉(zhuǎn)換壓機(jī)工具加工的局部剖視圖；圖58是具有帶臺階部分的中心面板的罐端部部件和用于執(zhí)行精壓操作的工具加工的局部剖視圖；圖59是具有帶臺階部分的中心面板的罐端部部件和用于執(zhí)行精壓操作的工具加工的局部剖視圖；圖60是具有帶臺階部分的中心面板的罐端部部件和用于執(zhí)行精壓操作的工具加工的局部剖視圖；圖61是具有臺階部分的罐端部部件和用于制造該臺階部分的工具加工的局部剖視圖；圖62是具有臺階部分的罐端部部件和用于制造該臺階部分的工具加工的局部剖視圖；
圖63是具有臺階部分的罐端部部件和用于制造該臺階部分的工具加工的局部剖視圖；圖64是具有臺階部分的罐端部部件和用于制造該臺階部分的工具加工的局部剖視圖；圖65是具有折疊的罐端部部件的局部剖視圖；圖66是具有折疊的可選擇的罐端部部件的局部剖視圖；圖67是具有折疊的罐端部的局部剖視圖，表示了沿折疊和夾壁的不同曲率半徑；以及圖67a是圖67的罐端部的局部放大圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明能夠有不同形式的實(shí)施例，圖中表示和說明書中詳細(xì)介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本說明書應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是對本發(fā)明原理的舉例說明，而不是將本發(fā)明的廣義方面限制于所示實(shí)施例。
本發(fā)明的容器端部是續(xù)留拉片(stay-on-tab)端部部件10，它具有包括強(qiáng)度的改進(jìn)的物理性能。實(shí)際上，本發(fā)明提供了一種重量輕的端部部件10，它體現(xiàn)了在飲料容器市場中所需的物理特征和特性，如后面所述。
參考圖1，用于容器(未示出)的端部部件10有接合卷邊12、夾壁14、過渡壁16和中心面板壁18。容器通常為拉拔和壓平金屬罐，例如普通的啤酒和飲料容器，通常由薄的鋁板或鋼板構(gòu)成，這些鋁板或鋼板由稱為卷材的大卷帶材提供。用于容器的端蓋通常也由卷材提供的薄鋁板或鋼板的切邊構(gòu)成，形成毛坯端部，并通過通常稱為端部轉(zhuǎn)變的處理而制成最終的端部。在圖中所示的實(shí)施例中，端部部件10通過接合卷邊12與容器連接，該接合卷邊12與容器的匹配卷邊連接。端蓋10的接合卷邊12與夾壁14形成一體，該夾壁14通過過渡壁16與中心面板18的外周邊緣部分20連接。目前，用于使端部部件10與容器連接的這種裝置是在工業(yè)中用于連接的典型裝置，且上述結(jié)構(gòu)在由金屬板的切邊在形成毛坯端部的過程中形成，而在端部轉(zhuǎn)變處理之前。但是，本發(fā)明也可以采用其它裝置來使端部部件10與容器連接。
中心面板18有可移動的蓋部件。在圖1中，該可移動蓋部件是普通的撕開面板22。撕開面板22由曲線形易碎刻痕24和不易碎的鉸接部分26確定。鉸接部分26由在易碎刻痕24的第一端和第二端30之間的大致直線確定。中心面板18的撕開面板22可以打開，也就是，易碎刻痕24可以切斷，撕開面板22相對于中心面板18的其余部分移動至一定角度方位，而撕開面板22通過鉸接部分26而保持與中心面板18鉸接連接。在該開啟操作中，當(dāng)撕開面板通過離開面板18的平面而打開時，該撕開面板22以一定角度偏移而移動。
優(yōu)選是，易碎刻痕24為形成于中心面板18的公開側(cè)中的大致V形槽。剩余部分形成于該V形槽和端部部件10的產(chǎn)品側(cè)34之間。
端部部件10有拉片28，該拉片通過鉚釘38固定在中心面板18上鄰近撕開面板22。該鉚釘38以普通方式形成。
在用戶打開端部部件10的過程中，用戶拉起拉片28的拉起端40，以便使得鼻部42對著撕開面板22向下移動。鼻部42作用在撕開面板22上的力使得刻痕24破裂。當(dāng)拉片28繼續(xù)移動時，刻痕24的破裂環(huán)繞該撕開面板22傳播，優(yōu)選是從刻痕24的第一端朝著刻痕24的第二端30前進(jìn)。
下面參考圖2，中心面板18環(huán)繞縱向軸線50定心，該縱向軸線50垂直于中心面板18的直徑。接合卷邊12確定了端部部件10的外周邊，并與夾壁14形成一體。夾壁14從接合卷邊12以鈍角向下延伸。從中心面板18的平面或基本平面的周邊邊緣部分52測量的夾壁角α通常在10和70度之間，更優(yōu)選是在15和45度之間，最優(yōu)選是19至27度，或者其中的任意范圍或組合。夾壁14可以有如圖所示的曲率半徑，以便提高用于形成端部部件10的形成工具的性能。該曲率半徑幫助防止在工具內(nèi)由于力施加在未完成的端部部件10上而引起彎曲。
過渡壁16與夾壁14形成一體，并使夾壁14與中心面板18的周邊邊緣部分52連接。端部部件10與目前的飲料罐端部部件不同，目前的飲料罐端部部件通常包括形成于中心面板18的外周邊緣中的埋頭孔。平面的周邊邊緣部分52使得撕開面板24能夠更靠近端部部件10的外周邊。它還提供了用于印刷的附加中心面板18區(qū)域和/或更大的撕開面板開口。
過渡壁16包括折疊54，該折疊54相對于縱向軸線50向外延伸。圖中表示了沿夾壁14的外部部分形成的折疊54；但是應(yīng)當(dāng)理解，該折疊54可以位于其它位置，例如沿中心面板18的產(chǎn)品側(cè)34。但是，折疊54優(yōu)選是以高于水平平面大約8°的角度λ而向上延伸。(見圖65和66)。
折疊54有第一支腳56，該第一支腳56使夾壁14與環(huán)形凹形彎頭或部分58連接。環(huán)形凹形部分58包括頂點(diǎn)60，該頂點(diǎn)60接近成優(yōu)選是與中心面板18的外周邊緣52嚙合。在頂點(diǎn)60和外周邊緣52之間的該接觸幫助防止沿中心面板18的周邊邊緣52積累灰塵。它還使得當(dāng)在中心面板18上有灰塵或其它殘余物時能夠很容易地清潔中心面板18。
第二支腳62從環(huán)形凹形部分58向上延伸至環(huán)形凸形彎頭或部分64。第二支腳62可以是垂直、基本垂直、或者直到與縱向軸線50成±25度，并能夠壓靠第一支腳56的外部部分。
環(huán)形凸形部分64包括頂點(diǎn)66，該頂點(diǎn)66確定了折疊54的垂直范圍。折疊54的長度基本小于接合卷邊12的長度。當(dāng)與角形夾壁14組合時，該折疊54的結(jié)構(gòu)和長度使得端部部件10的彎曲強(qiáng)度滿足消費(fèi)者的要求，同時減小了切邊毛坯的尺寸并保持了最終的端部的直徑。換句話說，更小的切邊毛坯能夠制造出與在有埋頭孔的普通方法中由更大切邊毛坯形成的端部部件相同直徑的端部部件。
第三支腳68從環(huán)形凸形部分64向下延伸至第三彎頭70，該第三彎頭70使過渡壁16與中心面板18的外周邊緣52連接。第三彎頭70的曲率半徑適于使得該第三彎頭68與中心面板18的平面形外周邊緣連接。
第三支腳68可以壓靠第二支腳62的外部部分。這使得折疊54的橫向厚度基本等于夾壁14的厚度的三倍，且折疊54的橫向厚度基本小于夾壁14的長度。還有，該結(jié)構(gòu)通過使得切邊毛坯小于用于制造相同直徑的端部部件的普通切邊毛坯而導(dǎo)致節(jié)約金屬。例如，用于形成標(biāo)準(zhǔn)202罐端部的切邊毛坯的平均直徑為大約2.84英寸(72.14mm)，而用于形成本發(fā)明的202罐端部的切邊毛坯的平均直徑為大約2.70英寸(68.58mm)。
端部部件10可以在殼壓機(jī)(shell press)、轉(zhuǎn)換壓機(jī)(conversion press)或它們的組合中形成。例如，端部部件10可以局部在殼壓機(jī)中形成，然后在轉(zhuǎn)換壓機(jī)中完成。端部部件10也可以在可選擇的成形機(jī)器中完成，例如軋制成形裝置。也可選擇在轉(zhuǎn)換壓機(jī)之前或之后，端部部件10可以整個或局部軋制形成。
圖3-13表示了本發(fā)明的罐端部10的多個實(shí)施例。這些實(shí)施例包括多種設(shè)計變化，目的是提高罐端部10的強(qiáng)度、堆垛、性能和/或清潔性。
圖3表示了本發(fā)明的罐端部的可選擇實(shí)施例。在該實(shí)施例中，折疊54相對于縱向軸線50向內(nèi)延伸。環(huán)形凹形部分58并不與周邊邊緣52接觸。
圖4表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，夾壁14包括向外延伸的臺階90，用于增加強(qiáng)度。臺階90逆著環(huán)形凹形部分64向外彎曲。在本實(shí)施例中，臺階的外部部分與環(huán)形凸形部分64的垂直延伸部分嚙合。
圖5表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，中心面板18包括向上凸出的肋94。該肋94沿中心面板18的周邊邊緣布置。
圖6表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，中心面板18包括增大的高度。因此，中心面板18包括在它的周邊邊緣處的向上臺階98。
圖7表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，夾壁14包括彎頭或彎折102。該彎折102相對于縱向軸線50指向外。
圖8表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，夾壁14包括臺階形型面106。該臺階形型面106有與向上的環(huán)形凹形部分成一體的向上和向外的凸形環(huán)形部分，該環(huán)形凹形部分與接合卷邊12相互連接。
圖9表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，折疊54位于大致垂直于縱向軸線50的平面中。而且，中心面板18通過臺階110而包括增加的高度。中心面板18的增加高度使得中心面板18至少與折疊54的第一支腳56的一部分一起大約在垂直于縱向軸線的公共水平平面中。中心面板18的增加高度還使得中心面板18到達(dá)恰好處于第一支腳56的一部分上面或下面的水平平面中。
圖10表示了本發(fā)明的罐端部10的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，中心面板18包括沿它的周邊邊緣的臺階形型面114。該臺階形型面114有朝向上的凹形環(huán)形部分，該凹形環(huán)形部分與向上的環(huán)形凸形部分成一體，該環(huán)形凸形部分與折疊54相互連接。
參考圖11，圖中表示了本發(fā)明另一實(shí)施例的端部部件。在該實(shí)施例中，夾壁14包括與圖8類似的臺階形型面106。還有，臺階形型面106有朝向上和向外的凸形環(huán)形部分，該凸形環(huán)形部分與向上的環(huán)形凹形部分成一體，該環(huán)形凹形部分與接合卷邊12相互連接。夾壁14或連接壁的底部部分包括曲率半徑RCW，且與平行于縱向軸線50的線成角度ψ地向外傾斜。夾壁的該底部部分從在彎頭處開始的上部部分直至過渡壁16成大約35度角度。曲率半徑RCW選擇為與中心面板深度LCP(即從接合卷邊14的上部延伸部分至中心面板18的距離)、中心面板半徑RCP(從在縱向軸線上的中心點(diǎn)測量至夾壁)和卷邊高度Hcurl(即從接合卷邊12的上部延伸部分至凸形環(huán)形部分與向上的環(huán)形凹形部分的交點(diǎn)處的距離)的組合，以便得到合適的202端部部件，該端部部件的直徑為2.33英寸至2.35英寸(59.18mm至59.69mm)。
夾壁14的面板深度能夠通過以下關(guān)系式來表達(dá)XCW＝RCP+RCWcosψ；YCW＝RCWsinψ；LCP＝Hcurl+RCW(cosθ+sinψ)；RCW2＝Y(jié)CW2+(XCW-RCP)2；以及LCP＝Hcurl+{[YCW2+(XCW-RCP)2]1/2*(cosθ+sinψ)；其中，XCW是夾壁14的底部部分的曲率圓弧的中心，測量為離縱向軸線50的水平距離；YCW是夾壁14的底部部分的曲率圓弧的中心，測量為高于或低于中心面板18的垂直距離；而角度θ是在垂直于縱向軸線50的線和夾壁14的底部部分的最上側(cè)部分之間測量的角度。
中心面板深度LCP的范圍是從0.160英寸至0.250英寸(4.064mm至6.350mm)，更優(yōu)選是0.180英寸至0.240英寸(4.572mm至6.096mm)，或者其中的任意范圍或范圍組合。中心面板的直徑(RCP值的雙倍)的范圍是從1.380英寸至1.938英寸(35.052mm至49.225mm)，更優(yōu)選是1.830英寸至1.880英寸(46.482mm至47.752mm)，或者其中的任意范圍或范圍組合。曲率半徑RCW根據(jù)202端部部件10而變化，但是通常為0.070英寸至0.205英寸(1.778mm至5.207mm)，但是可以是小于無窮大的任意值。換句話說，假設(shè)中心面板高度固定，當(dāng)中心面板直徑增大時曲率半徑RCW增大。下面的表格表示了該關(guān)系。
表1

圖12和13表示了圖11的罐端部部件10的可選實(shí)施例。這些實(shí)施例包括周邊臺階部分、局部周邊臺階部分或布置成從縱向軸線50徑向向外的多個局部周邊臺階部分115。臺階部分115有與環(huán)形凹形部分117相連的環(huán)形凸形部分116，并使得中心面板18的至少一部分沿與縱向軸線50平行的方向垂直移動。環(huán)形凸形部分116和凹形部分117的一部分可以在形成過程中進(jìn)行精壓，以便提高強(qiáng)度和使得金屬朝著折疊54移動，從而防止拉力作用在折疊54上，該拉力將使得折疊54打開或展開。精壓是在工具之間使金屬硬化的加工。金屬通常在一對工具通常為上部和底部工具之間進(jìn)行壓縮。
端部部件10還可以有多個向上或向下的臺階。
特別參考圖12，圖中表示了端部部件10，其中為了清楚而沒有表示蓋部件和/或拉片。在該實(shí)施例中，端部部件10還包括中心面板18，其中，臺階115的向上高度HU為大約0.02英寸(0.51mm)。向上的臺階115增加了端部部件的彎曲強(qiáng)度特征。當(dāng)臺階115位于折疊54的徑向內(nèi)側(cè)時，彎曲強(qiáng)度將提高。但是，當(dāng)在折疊54和臺階115之間的徑向距離增加時，中心面板18的可用于信息文字的面積減小。因此，這些關(guān)系必須進(jìn)行優(yōu)化，以便有足夠面積來印刷信息，同時保持足夠的彎曲強(qiáng)度。
向上的臺階115有凸形環(huán)形的徑向最內(nèi)側(cè)部分116，該徑向最內(nèi)側(cè)部分116與凹形環(huán)形的徑向最外側(cè)部分117連接。最內(nèi)側(cè)部分116的曲率半徑為大約0.015英寸(0.381mm)。最外側(cè)部分117的曲率半徑為大約0.020英寸(0.51mm)。臺階115的徑向最內(nèi)側(cè)部分116定位成離端部部件10的中心的距離R1為大約0.804英寸(20.422mm)。臺階115的徑向最外側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R2為從大約0.8377英寸至0.843英寸(21.2776mm至21.4122mm)。本實(shí)施例的折疊54的徑向最內(nèi)側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R3為從大約0.9338英寸至0.94英寸(23.7185mm至23.876mm)，且徑向最外側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R4為從大約0.9726英寸至0.98英寸(24.7040mm至24.892mm)。端部部件10的半徑Rend為大約1.167英寸至1.17英寸(29.642mm至29.78mm)。
這些尺寸是關(guān)于202端部部件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些原則可以用于任意直徑的端部部件。例如，在200端部部件中，R1將為大約0.7725英寸(19.6215mm)；R3將為大約0.906英寸(23.0124mm)；R4將為大約0.951英寸(24.1554mm)；其它尺寸也將減小，優(yōu)選是成比例的減小。而且，在209端部部件中，R1將為大約0.8275英寸(21.0185mm)；R3將為大約0.972英寸(24.6888mm)；R4將為大約1.0220英寸(25.9588mm)；其它尺寸也將減小，優(yōu)選是成比例的減小。
圖13表示了圖11的罐端部部件10的另一實(shí)施例。再有，圖中表示了端部部件10，其中，為了清楚而沒有表示蓋部件和/或拉片。在該實(shí)施例中，端部部件還包括中心面板18，其中，臺階115的向下深度HD為大約0.02英寸(0.51mm)。向下的臺階115增加了端部部件10的彎曲強(qiáng)度特征。當(dāng)臺階115位于折疊54的徑向向內(nèi)時，彎曲強(qiáng)度將提高。但是，當(dāng)在折疊54和臺階115之間的徑向距離增加時，中心面板18的可用于信息文字的面積減小。因此，這些關(guān)系必須進(jìn)行優(yōu)化，以便有足夠面積來印刷信息，同時保持足夠的彎曲強(qiáng)度。
向下的臺階115有凹形環(huán)形的徑向最內(nèi)側(cè)部分117，該徑向最內(nèi)側(cè)部分117與凸形環(huán)形的徑向最外側(cè)部分116連接。這些環(huán)形部分的曲率半徑為大約0.015英寸(0.381mm)，并可以在形成過程中進(jìn)行精壓，以便防止折疊54產(chǎn)生不利變形。臺階115的徑向最內(nèi)側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R5為大約0.804英寸(20.422mm)。臺階115的徑向最外側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R6為從大約0.8377英寸(21.2776mm)。本實(shí)施例的折疊54的徑向最內(nèi)側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R3為從大約0.9338英寸(23.7185mm)，且徑向最外側(cè)部分定位成離端部部件10的中心的距離R4為從大約0.9726英寸(24.7040mm)。端部部件10的半徑Rend為大約1.167英寸(29.642mm)。
此外，這些尺寸是關(guān)于202端部部件。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些原則可以用于任意直徑的端部部件。尺寸將根據(jù)端部部件的相關(guān)尺寸而增加或減小，優(yōu)選是成比例。
下面參考圖14-26，圖中表示了本發(fā)明的另一實(shí)施例。在這些實(shí)施例中，蓋端部10包括剝離粘接蓋。這些類型的蓋在PCT國際專利申請WO02/00512A1中進(jìn)行了說明。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖2-13中所示的任意蓋都能夠與圖14-26中所示的實(shí)施例組合使用。
圖14-26中所示實(shí)施例的罐端部10一般包括接合卷邊12、夾壁14、過渡壁16和中心面板18。中心面板18包括凸緣區(qū)域120，該凸緣區(qū)域120確定了孔124。蓋部件128例如柔性金屬箔蓋延伸覆蓋該孔124，并通過熱封而可剝離地粘接在凸緣120的一部分上。這些實(shí)施例的罐端部并不需要形成鉚釘。
凸緣120通常為形成于中心面板18中的、向上凸出的截頭錐形的環(huán)形表面。應(yīng)當(dāng)理解，該結(jié)構(gòu)獲得適宜的防爆裂性，同時不需要過大的力來剝離該蓋部件128。
截頭錐形環(huán)形表面132確定了孔124的形狀?？?24優(yōu)選是圓形形狀，但是應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，孔124也可以為任意形狀。
截頭錐形環(huán)形表面132的周邊邊緣通常形成為胎緣134。該胎緣134防止用戶的嘴唇與截頭錐形環(huán)形表面132的周邊邊緣的切割金屬接觸和受傷，并避免由于與切割金屬接觸而損壞蓋部件128。胎緣134可以有反向的卷邊，例如如圖15所示，或者有向前的卷邊，如圖24所示。在任意一種情況下，水平平面P與胎緣134的上部延伸部分相切。
反向卷邊是形成胎緣134的優(yōu)選方法。當(dāng)蓋部件128熱封至凸緣120表面上時，在截頭錐形環(huán)形表面132的周邊邊緣處的切割金屬(通常為鋁合金)必須不與包含的飲料接觸，因?yàn)樵谶吘壧幍那懈罱饘?與罐端部10的主表面不同)并沒有保護(hù)涂層，將受到酸性或含鹽飲料的侵蝕。也可選擇，可以通過將漆施加在截頭錐形環(huán)形表面132的周邊邊緣上而保護(hù)切邊。
柔性蓋部件128由板材制造，該板材包括金屬箔，例如鋁箔，優(yōu)選是合適涂漆的鋁箔板或鋁箔-聚合物層疊板。更廣義地說，可以用于蓋部件128的材料包括但不局限于涂漆箔(其中，漆是合適的熱封配方)；擠壓涂覆箔(其中，聚合物通過標(biāo)準(zhǔn)或其它擠壓涂覆方法來施加)；前述箔-聚合物層疊物(其中，箔利用粘接固定層而層疊在聚合物薄膜上)；以及箔-紙-漆組合物(例如用于某些低成本包裝用途)。
蓋部件128整個延伸覆蓋孔124，并通過至少在環(huán)繞孔124的整個環(huán)形通路區(qū)域內(nèi)延伸的熱封而固定在截頭錐形環(huán)形表面132上。因?yàn)榉聪蚓磉吿ゾ?34并不超過凸緣120外表面的斜面凸出，因此，蓋部件128與該胎緣134和凸緣120外表面平滑疊加，從而在蓋部件128和凸緣120之間形成良好的密封接觸。在罐端部10固定在裝滿碳酸飲料的罐體上之前，蓋部件128通過熱封粘接在凸緣120上，覆蓋并封閉孔124。
一旦罐端部10安裝在罐體上時，由飲料產(chǎn)生的壓力而施加的力使得柔性的蓋部件128向外膨脹。凸緣120外表面相對于截頭錐形環(huán)形表面132的周邊邊緣的平面P(見圖15)的傾斜角度σ這樣選擇，即在凸緣120的內(nèi)邊緣處與膨脹的蓋部件128的彎曲圓弧相切的線與平面P所成的角度基本不大于凸緣120外表面的傾斜角度σ。因?yàn)楣薅瞬?0的公開側(cè)32基本為平面(因此平行于平面P)，所以，角度σ可以選擇地定義為凸緣120外表面與公開側(cè)32表面(至少在環(huán)繞凸緣120的區(qū)域中)的傾斜角度。
在圖15和16中，蓋部件128表示為成圓頂，直到截頭錐形環(huán)形表面132與圓頂形蓋部件128的圓弧相切的點(diǎn)。換句話說，當(dāng)在垂直平面中看時，截頭錐形環(huán)形表面132的傾斜線在孔124的周邊邊緣處與蓋部件128的彎曲圓弧相切(當(dāng)在相同垂直平面中看時)。
對于這些蓋，由于箔中的張力而作用在熱封凸緣區(qū)域120上的力FT是主要的剪切力，而沒有沿相對于截頭圓錐環(huán)形表面132的平面成90°的方向T而作用的明顯剝離力。因此，防爆性將取決于熱封接頭的剪切強(qiáng)度或箔或薄層疊物自身的膨脹強(qiáng)度。這相對于大致平面形的標(biāo)準(zhǔn)熱封容器提供了更大的防爆性。
截頭圓錐環(huán)形表面132提供了傾斜角度σ，該傾斜角度σ足夠容納在罐設(shè)計的提高內(nèi)部壓力下成圓頂形或膨脹的蓋部件128的延伸部分，從而能夠明顯提高防爆性，因此蓋128具有對于消費(fèi)者可接受的剝離力。角度σ相對于平面P在大約12.5°和大約30°之間，更優(yōu)選是至少15°，最優(yōu)選是在大約18°和大約25°之間，或者為其中的任意范圍或范圍組合。剝離力取決于選擇的熱封漆系統(tǒng)的固有特性以及與蓋部件128在剝離時承受的復(fù)合彎曲和扭轉(zhuǎn)相關(guān)的幾何效果。
圓形孔124的直徑D通常為0.787英寸(20.0mm)。孔124由凸緣120的截頭圓錐環(huán)形表面132確定，該凸緣120的最大直徑(在中心面板18的平面內(nèi))通常為1.181英寸(30.0mm)。參考圖18，蓋部件128有圓形中心部分138，該中心部分138足夠大，以便完全與凸緣120的傾斜外表面交疊，即大約1.260英寸(32.0mm)。蓋部件128包括在一側(cè)的較短凸起142，用于與中心面板18的一部分交疊；以及成一體的相對側(cè)的拉片部分146，它并不熱封而是可自由地彎曲和拉動。
蓋部件坯料可以是合適的可變形材料，例如鋁箔(例如由合金AA3104制成，或者由普通箔合金如AA3003、8011、8111、1100、1200制成)，且厚度為0.002英寸至0.004英寸(50.8μm至101.6μm)，它在一面上涂有合適的可熱封漆，或者在一面上層疊有合適的可熱封聚合物薄膜(例如聚乙烯、聚丙烯等)，該聚合物薄膜的厚度為0.001英寸至0.002英寸(25.4μm至50.8μm)。公開側(cè)應(yīng)當(dāng)有合適的保護(hù)漆涂層。優(yōu)選是使用已知的印刷方法在該箔上進(jìn)行印刷。還優(yōu)選是可以對層疊物進(jìn)行壓花，以便使蓋更容易抓握。
蓋部件120和熱封必須設(shè)計成可承受由容器的增壓內(nèi)容物提供的力。因此，蓋部件120必須粘接成能承受從25 lb/in(0.45kg/mm)至75lb/in(1.34kg/mm)的撕開/剪切力，或者其中的任意范圍或范圍組合。
當(dāng)施加在罐端部10上時，蓋部件120的跨過孔124延伸的部分可以基本為平面，如圖19所示。當(dāng)罐端部10安裝在裝滿碳酸飲料的容器上時，由碳酸放出的壓力使得蓋部件128向外膨脹，其中蓋部件有曲率半徑R和高于平面P的高度H。
參考圖21，圖中表示了續(xù)留或可保持的蓋部件128。蓋部件128包括環(huán)形中心部分138，該環(huán)形中心部分138粘接在凸緣120的截頭錐形環(huán)形部分142上。在孔124的側(cè)部靠近中心面板18周邊邊緣處，蓋部件128有成一體形成的拉片146。蓋部件128還有成一體的“續(xù)留”延伸部分142，該“續(xù)留”延伸部分與拉片146相對，并與中心面板18的一部分交疊。該延伸部分142通過另外熱封部分而粘接在罐端部10上，該另外熱封部分的尺寸設(shè)置成使需要的剝離力(用于使延伸部分142與罐端部10分離)比環(huán)形中心部分138所需的(用于使蓋部件128與環(huán)繞孔124的角形凸緣120分離)大得多。
延伸部分142通過熱封部分而密封至罐端部10上，該熱封部分的尺寸和形狀為使得需要的剝離力比環(huán)繞孔124的環(huán)形中心部分138大得多(更大的防剝離性)。這阻止消費(fèi)者完全除去蓋箔128。由于該設(shè)計，當(dāng)消費(fèi)者開啟蓋128時，將首先在用于各開口的目標(biāo)區(qū)域中進(jìn)行剝離，例如從大約1.8 lb至4.5 lb(8N至20N)的力。然后，當(dāng)孔124完全打開時，該剝離力下降至非常低的值，因此消費(fèi)者將感覺到開啟已經(jīng)完成。當(dāng)消費(fèi)者繼續(xù)拉動蓋時，所需的剝離力將快速升高至超過通?？山邮艿?、容易剝離的范圍的值，即＞5.5lb(24.5N)。
圖22-26表示了本發(fā)明的另一實(shí)施例。該實(shí)施例包括香水或香料儲罐154，該儲罐154裝有基于香料濃縮物158的油或蠟。當(dāng)蓋部件128向后剝離時濃縮物158將釋放。該香味選擇為提高或補(bǔ)充飲料的味道。
儲罐154因此香料供給源158布置在孔124的側(cè)部并遠(yuǎn)離中心面板18的周邊邊緣，以便靠近用戶的鼻子。該位置在孔124和續(xù)留熱封部分之間，因此當(dāng)蓋部件128密封在罐端部上時將由蓋延伸部分142覆蓋。
在本實(shí)施例中，蓋部件128設(shè)置成完全包圍裝有濃縮物158的儲罐154。用于該目的的兩種特殊熱封設(shè)計分別在圖25和26中所示。在圖25中，環(huán)繞孔124的熱封區(qū)域與環(huán)繞香料儲罐154的熱封區(qū)域以及將延伸部分142固定在罐端部10上的熱封部分連續(xù)。當(dāng)蓋128向后剝離時，裝有香料的儲罐154將局部或完全暴露，濃縮物158將釋放。在圖26中，環(huán)繞儲罐154的熱封區(qū)域與環(huán)繞孔124的熱封部分和延伸部分142處的熱封部分隔離。該方法減小了濃縮物由于從熱封工具輸入的熱量而蒸發(fā)的可能性。
圖27-32和圖33-37表示了用于形成本發(fā)明的端部部件10的一種方法。圖27-32表示了端部部件10在沒有工具加工的情況下從殼體逐漸變成最終的端部10。圖33-37表示了用于形成端部部件10的工具加工。該方法顯示折疊54由夾壁14的稱為過渡壁16的底部部分形成。但是，應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，過渡壁16能夠由中心面板18的周邊邊緣52的一部分形成。
參考圖27和33，該方法包括提供端部殼體180的步驟。端部殼體180包括鉸接點(diǎn)182，該鉸接點(diǎn)182形成于在夾壁14和過渡壁16之間的連接點(diǎn)處。在圖28中，鉸接點(diǎn)182是在端部殼體180內(nèi)部的精壓部分。在圖33中，鉸接點(diǎn)182是在端部殼體180外部的精壓部分。鉸接點(diǎn)182還可以沿中心面板18的周邊邊緣52提供。鉸接點(diǎn)182用于開始在預(yù)定點(diǎn)沿夾壁14/過渡壁16彎曲。在本實(shí)例中，鉸接點(diǎn)182確定了在夾壁14和過渡壁16之間的邊界。
端部殼體180還包括沿中心面板18周邊邊緣52的角形部分184。該角形部分形成為促進(jìn)端部殼體180在從殼體壓機(jī)輸送至轉(zhuǎn)換壓機(jī)時的堆垛。角形部分184還促進(jìn)金屬相對于縱向軸線50向外流動，以便促使在轉(zhuǎn)換壓機(jī)中形成折疊54。
圖28-32和34-37表示了通過在轉(zhuǎn)換壓機(jī)中進(jìn)行的四個操作階段而將端部殼體180轉(zhuǎn)變成最終端部部件10的方法。所示方法表示了模具成形操作；但是，本發(fā)明的罐端部10也可以通過任何成形技術(shù)例如輥軋成形而形成。
在第一階段(圖28、29和34)中，在工具部件之間的相對運(yùn)動使得向外膨脹(開始環(huán)形凸形部分64)，以便形成過渡壁16。過渡壁16在鉸接點(diǎn)182處開始彎曲(開始環(huán)形凹形部分58)。同時，周邊邊緣52的角形部分184變得扁平，以便使周邊邊緣52形成平面結(jié)構(gòu)。工具的相對運(yùn)動還使得鉸接點(diǎn)朝著中心面板18的扁平周邊邊緣52運(yùn)動。
圖30和35表示了轉(zhuǎn)換壓機(jī)的第二階段。在該第二階段中，通過工具加工進(jìn)行的相對運(yùn)動迫使鉸接點(diǎn)182朝著周邊邊緣部分52運(yùn)動。環(huán)形凸形部分完全形成，并基本垂直于縱向軸線50而向外延伸。鉸接點(diǎn)182的一部分與中心面板18的周邊邊緣52嚙合或非常接近嚙合。
圖31和36表示了轉(zhuǎn)換壓機(jī)的第三階段。在該第三階段，通過工具加工進(jìn)行的相對運(yùn)動迫使折疊54向上運(yùn)動和因此相對于中心面板向內(nèi)運(yùn)動。這形成第三彎頭并縮短環(huán)形凹形部分的曲率半徑。
圖32和37表示了轉(zhuǎn)換壓機(jī)的第四階段。在該第四階段，通過工具加工進(jìn)行的相對運(yùn)動迫使折疊54進(jìn)一步向上運(yùn)動和相對于中心面板18向內(nèi)運(yùn)動，直到折疊54基本垂直和平行于縱向軸線50。環(huán)形凹形部分58完全形成，并與周邊邊緣部分嚙合或非常接近嚙合。
圖38-40表示了可選擇的工具加工。圖38-40的工具加工通過迫使金屬向內(nèi)運(yùn)動而形成折疊54。而前述工具加工是通過迫使金屬向外運(yùn)動而形成折疊54。在圖38-40中，折疊54通過使夾壁14固定在上部工具185和底部工具186之間而生成。上部工具185包括延伸部分187。延伸部分187防止折疊54相對于縱向軸線向內(nèi)膨脹。因此，上部和底部工具185和186使折疊54保持在壓縮狀態(tài)。這種工具加工的目的是在環(huán)形凹形部分和凸形部分58和64處保持近似相等的應(yīng)力，以便消除在成形過程中的過早斷裂。第三工具或工具部分188迫使折疊54向上和向內(nèi)運(yùn)動。
圖11的端部部件10能夠利用圖41和42所示的工具加工形成。這些圖的工具加工表示兩階段操作。工具包括上部工具200和底部工具204。上部工具200有中間部件208。在上部工具200和底部工具204之間的相對運(yùn)動使得中間部件208與殼體部件180的周邊邊緣嚙合，從而迫使周邊邊緣向下運(yùn)動以便形成凹口。中間部件208后退，外部部件212在第二工作階段中與夾壁14嚙合。當(dāng)迫使夾壁14向下時，折疊54形成于底部工具204和外部部件212之間。
下面參考圖43-46，圖中表示了制造本發(fā)明的容易開啟的罐端部部件10的可選擇方法。在該方法中，罐端部殼體180重新形成，以便具有折疊54和弓形夾壁14。
該方法包括提供罐端部殼體180。該罐端部殼體180有公開側(cè)216和相對的產(chǎn)品側(cè)220。殼體180包括中心面板18，該中心面板環(huán)繞縱向軸線50布置；大致U形形狀的埋頭孔224；環(huán)形的弓形夾壁14；以及卷邊12，該卷邊12確定了罐端部殼體180的外周邊。大致U形的埋頭孔224使夾壁14與中心面板18連接。
還提供了上部和底部工具228、232。上部工具228包括第一和第二成形部件228a、228b。第一成形部件228a定位在從第二成形部件228b的徑向向內(nèi)。第二成形部件228b有環(huán)形的弓形部分236，用于與夾壁14的環(huán)形弓形部分接觸。
底部工具232包括內(nèi)部、中間和外部成形部件232a、232b、232c。內(nèi)部成形部件232a位于從中間成形部件232b的徑向向內(nèi)，中間成形部件232b位于從外部成形部件232c的徑向向內(nèi)。外部成形部件232c有用于與環(huán)形弓形夾壁14的產(chǎn)品側(cè)220接觸的部分。
罐端部殼體180支承于上部和底部工具228、232之間。在罐端部殼體180以及上部和底部工具228、232之間的相對運(yùn)動使得罐端部殼體180重新形成。優(yōu)選是，上部工具228的第一成形部件228a與中心面板18的公開側(cè)216接觸；第二成形部件228b與環(huán)形弓形夾壁14接觸。底部工具部件232的內(nèi)部成形部件232a與中心面板18的產(chǎn)品側(cè)220接觸。中間成形部件232b與U形埋頭孔224接觸，且環(huán)形弓形夾壁14的產(chǎn)品側(cè)220與外部成形部件232c接觸。
下面，上部工具228的第一成形部件228a迫使中心面板向下運(yùn)動。這增加了U形埋頭孔224的曲率半徑。當(dāng)繼續(xù)變形時，除去U形埋頭孔224，中心面板18區(qū)域?qū)较蛳蛲庠黾印?br> 在中心面板19重新形成之后，上部工具228的第二成形部件228a向下運(yùn)動。底部工具的外部成形部件232c也向下運(yùn)動。底部工具232的中間成形部件232b支承中心面板18的膨脹區(qū)域。這樣的相對運(yùn)動使得環(huán)形弓形夾壁14重新形成。
當(dāng)迫使夾壁14向下時形成過渡壁16。夾壁14的、在U形埋頭孔224外壁前部的部分徑向向外運(yùn)動，直到它抵靠底部工具232的外部成形部件232c的一部分。這防止夾壁14進(jìn)一步向外運(yùn)動，且形成過渡壁16的金屬自由地形成折疊部分54。夾壁14的剩余底部部分抵靠上部工具228的第二成形部件228b的一部分而徑向向內(nèi)運(yùn)動。
圖47-52表示了本發(fā)明的雙作用罐端部殼體成形操作。壓機(jī)包括具有兩個不同沖程長度的內(nèi)部和外部滑動件或壓頭。外部滑動件的沖程長度近似為2.5英寸(63.5mm)。內(nèi)部滑動件的沖程長度為大約4英寸(101.6mm)。相位角為大約25度。沖程和相位角根據(jù)成形需要和其它制造變量而不同。在這些操作中，切邊金屬毛坯形成具有折疊部分的罐端部殼體。殼體隨后傳送給轉(zhuǎn)換壓機(jī)，以便進(jìn)一步成形。
圖47表示了在殼體成形壓機(jī)中的初始步驟。在該步驟中，提供了切邊金屬毛坯240。此外，上部和底部工具242、244用于由切邊毛坯240形成殼體。上部工具242包括徑向最外側(cè)的上部工具242a、位于最外側(cè)上部工具242a的徑向內(nèi)側(cè)的第一中間上部工具242b、位于第一中間上部工具242b的徑向內(nèi)側(cè)的第二中間上部工具242c(見圖48-52)以及位于第二中間上部工具242c的徑向內(nèi)側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)上部工具242d。底部工具244包括徑向最外側(cè)的底部工具244a、位于最外側(cè)底部工具244a的徑向內(nèi)側(cè)的中間底部工具244b以及位于中間底部工具244b的徑向內(nèi)側(cè)的徑向最內(nèi)側(cè)底部工具244c。毛坯工具244d位于最外側(cè)底部工具244a的徑向向外。
如圖47所示，在第一階段，毛坯240的周邊邊緣通過由上部和底部徑向最外側(cè)工具242a、244a形成的外部環(huán)來保持。
如圖48所示，在上部和底部工具242、244之間的相對運(yùn)動使得毛坯240通過毛坯工具244d進(jìn)行剪切。毛坯240的一部分將纏繞中間底部工具244b的外部凸形弓形部分。第一中間上部工具242b有向外凹形部分，用于對著中間底部工具244b的外部凸形弓形部分沖壓毛坯240。
如圖49所示，在上部和底部徑向最內(nèi)側(cè)工具242d、244c之間的相對運(yùn)動將在毛坯240中形成杯形，因?yàn)槊?40的外周邊緣保持在第一中間上部工具242b和中間底部工具244b之間。徑向最內(nèi)側(cè)底部工具244c保持壓力，以便向上偏壓工具。偏壓最內(nèi)側(cè)底部工具244c的壓力使得工具牢固保持抵靠殼體的產(chǎn)品側(cè)，以便防止折疊部分在成形處理過程中拆開。而且，在第二中間上部工具242c和底部工具244之間的相對運(yùn)動開始使得毛坯240的外周邊緣徑向向內(nèi)形成夾壁。
如圖50中所示繼續(xù)進(jìn)行成形。在上部和底部工具242、244之間進(jìn)行相對運(yùn)動。毛坯的周圍部分自由形成于第二中間上部工具242c和中間底部工具244b之間。在該過程中開始形成折疊部分。
圖51表示了上部和底部工具242、244處于它們的完全橫向位置。折疊54完全形成于夾壁14和中心面板18之間，并局部形成接合卷邊12。
在圖52中，上部和底部工具退回。完全形成罐端部殼體246。
圖53-57表示了用于在轉(zhuǎn)換壓機(jī)中形成折疊部分的兩個操作過程。在該方法中，罐端部殼體248轉(zhuǎn)變成具有折疊部分的罐端部部件。該操作也包括上部和底部工具250、252。上部工具250包括徑向最外側(cè)工具250a、徑向最內(nèi)側(cè)工具250b和第二階段工具250c(見圖55-57)。底部工具252包括徑向最外側(cè)底部工具252a、中間底部工具252b和徑向最內(nèi)側(cè)底部工具252c。
在第一操作中，如圖53和54所示，在上部和底部工具250、252之間的相對運(yùn)動使得徑向最外側(cè)上部工具250a與罐端部殼體248的公開側(cè)216嚙合，同時，徑向最內(nèi)側(cè)底部工具252c和中間底部工具252b與殼體248的產(chǎn)品側(cè)220嚙合。繼續(xù)相對運(yùn)動使得徑向最內(nèi)側(cè)上部工具250b與殼體248的公開側(cè)216嚙合。徑向最外側(cè)底部工具252a支承殼體248的上部夾壁14。
繼續(xù)相對運(yùn)動使得中心面板18和夾壁14重新形成。中心面板18徑向向外變形。夾壁14的底部部分自由地形成于上部和底部工具250、252之間，從而形成S形截面的型面。
當(dāng)完成該變形時，徑向最外側(cè)上部工具250a退回，并由第二階段工具250c代替(見圖55-57)。第二階段工具250c與夾壁14的公開側(cè)216接觸，從而迫使夾壁14的最底側(cè)部分向外，同時支承夾壁14的徑向最內(nèi)側(cè)部分。在上部和底部工具250、252之間的繼續(xù)相對運(yùn)動使得折疊部分形成于第二階段工具250c、中間底部工具250b和徑向最外側(cè)底部工具252a之間。
圖58-64表示了用于制造臺階形中心面板部分的可選擇方法。圖58-60所示的精壓操作首先在上部和底部工具254、256之間壓縮中心面板靠近折疊部分的區(qū)域。該精壓操作使得金屬移動，從而產(chǎn)生松弛金屬，臺階215由該松弛金屬形成。精壓操作有助于防止折疊部分在該步驟操作中拆開。
圖61-64表示了用于制造臺階形面板215的可選擇方法。該操作包括上部和底部工具258、260。當(dāng)在上部和底部工具258、260之間的相對橫向運(yùn)動使得底部工具的凸形環(huán)形弓形部分262與上部工具258的凹形環(huán)形部分264配合時，將產(chǎn)生臺階215。
在這些實(shí)施例中，凸形環(huán)形弓形部分262的曲率半徑RS可以為0.01英寸至0.050英寸(0.25mm至1.27mm)，更優(yōu)選是0.020英寸至0.030英寸(0.51mm至0.76mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。凹形環(huán)形部分262的截面長度LS足夠大，以便當(dāng)上部和底部工具258、260之間的相對運(yùn)動使得金屬推入凹形環(huán)形部分264中時接收中心面板18的一部分。優(yōu)選是，長度LS為0.01英寸至0.10英寸(0.25mm至2.54mm)，更優(yōu)選是0.070英寸(1.78mm)，或者為其中的任意范圍或組合。凹形環(huán)形部分264的深度HS優(yōu)選是0.010英寸至0.020英寸(0.25mm至0.51mm)，更優(yōu)選是0.015英寸至0.017英寸(0.381mm至0.432mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。凹形環(huán)形部分264開口的曲率半徑RO優(yōu)選是0.01英寸至0.10英寸(0.25mm至2.54mm)，更優(yōu)選是0.01英寸(0.25mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。
下面參考圖65和66，在這些實(shí)施例中，折疊54并不與中心面板18接觸。當(dāng)容器受壓時，在頂點(diǎn)60和中心面板18之間的距離減小或消失，以便產(chǎn)生清潔端。當(dāng)折疊54在周邊時，頂點(diǎn)60的一部分可以與中心面板18接觸。頂點(diǎn)60可以沿它的整個周邊與中心面板18接觸，或者頂點(diǎn)60的各部分都不與中心面板18接觸。
折疊54有使得第二支腳62與第三支腳68連接或相連的內(nèi)部曲率半徑Rinner。曲率半徑Rinner優(yōu)選是0英寸至0.030英寸(0mm至0.76mm)；更優(yōu)選是0.002英寸至0.020英寸(0.051mm至0.51mm)；再優(yōu)選是0.0035英寸至0.010英寸(0.089mm至0.25mm)；最優(yōu)選是0.006英寸(0.15mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。
折疊54有使得第一支腳56與第二支腳62連接或相連的外部曲率半徑Router。曲率半徑Router優(yōu)選是小于曲率半徑Rinner。曲率半徑Router優(yōu)選是0英寸至0.030英寸(0mm至0.76mm)；更優(yōu)選是0.002英寸至0.020英寸(0.051mm至0.51mm)；再優(yōu)選是0.0035英寸至0.010英寸(0.089mm至0.25mm)；或者在其中的任意范圍或范圍組合。
第二支腳62和第三支腳68各自有相對的第一和第二端。第二支腳62的第一端與凹形環(huán)形部分58連接，第二支腳62的相對第二端與凸形環(huán)形部分64連接；第三支腳68的第一端與凸形環(huán)形部分64連接，而第三支腳68的相對第二端與中心面板18相互連接。第二支腳62的第一端和第三支腳68的第二端會聚，這樣，在頂點(diǎn)60和中心面板18之間的距離減小或消除，且在第二支腳62的第二端和第三支腳68的第一端之間的距離大于在第二支腳62的第一端和第三支腳68的第二端之間的距離。曲率半徑Rinner和Router的相對大小幫助產(chǎn)生該空間關(guān)系，認(rèn)為該空間關(guān)系明顯有助于增加罐端部10的強(qiáng)度。還認(rèn)為罐端部10的強(qiáng)度能夠通過使支腳形成有曲線形狀例如曲率半徑或碗形，例如第二支腳62而明顯增加，這樣，凸形環(huán)形部分64定位成靠近夾壁14的外表面或與該外表面嚙合(見圖40)。
當(dāng)半徑Rinner大于0.002英寸(0.051mm)時將提高彎曲強(qiáng)度。當(dāng)Rinner從0.002英寸增加至0.006英寸(0.051mm至0.15mm)和更高時，彎曲強(qiáng)度明顯提高。圖66表示了圖65的Rinner增加超過Router。圖66的折疊54形成于殼體壓機(jī)中，而圖65的折疊54形成于轉(zhuǎn)換壓機(jī)中。
還優(yōu)選是Rinner大于或等于Router。但是，確信Router能夠大于Rinner而不會對彎曲強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，在有些情況下，彎曲強(qiáng)度可以通過該關(guān)系而提高。當(dāng)凸形環(huán)形部分64定位成靠近夾壁14的外表面或與該外表面嚙合時，將產(chǎn)生該關(guān)系。
折疊54在由中心面板18的最底側(cè)垂直延伸部分確定的水平平面之上的高度Hfold優(yōu)選是最小為0.035英寸(0.89mm)。高度Hfold可以通過增加Rinner和/或增加折疊54的角度λ而增大。角度λ是折疊54的最底側(cè)垂直延伸部分在由中心面板18的最底側(cè)垂直延伸部分和/或中心面板的周邊邊緣52確定的水平平面之上升高的角度。優(yōu)選是，中心面板18的最底側(cè)垂直延伸部分與中心面板18的周邊邊緣52重合。角度λ在0和90度之間，優(yōu)選是小于60度，更優(yōu)選是小于30度，最優(yōu)選是8度，或者在其中的任意范圍或范圍組合。還有，確信高度Hfold和角度λ的大小非常有利于罐端部10的強(qiáng)度。
圖65和66表示了另一重要的關(guān)系。當(dāng)形成折疊54時，用于形成端部部件10的金屬材料在折疊區(qū)域54中壓縮。該增厚是因?yàn)閴毫κ┘釉诮饘偕系慕Y(jié)果。該壓力用于防止折疊54在成形過程中破裂。沿凹形環(huán)形部分58和凸形環(huán)形部分64的厚度優(yōu)選是比中心面板中的金屬厚度厚1％至20％。更優(yōu)選是，沿凹形環(huán)形部分58和凸形環(huán)形部分64的厚度優(yōu)選是比中心面板中的金屬厚度厚10％至20％。
下面參考圖67和67a，圖中表示了沿夾壁14和過渡壁16的不同曲率半徑。本實(shí)施例的夾壁14有復(fù)合半徑。夾壁14的上部部分的曲率半徑RCW1為大約0.100英寸至0.700英寸(2.54mm至17.78mm)，優(yōu)選是大約0.300英寸(7.62mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。夾壁14的底部部分的曲率半徑RCW2為大約0.100英寸至0.600英寸(2.54mm至15.24mm)，優(yōu)選是大約0.200英寸(5.08mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。過渡壁16的第一支腳56的曲率半徑RTW1為大約0.0100英寸至0.150英寸(0.254mm至3.81mm)，優(yōu)選是小于RCW2或是大約0.040英寸(1.02mm)，或者在其中的任意范圍或范圍組合。
本發(fā)明的第二支腳62、環(huán)形凸形部分64和第三支腳68通常有沿折疊54的該部分增大的曲率半徑。因此，第一曲率半徑RF1為大約0.006英寸至0.040英寸(0.15mm至1.02mm)，優(yōu)選是大約0.0132英寸(0.34mm)；第二曲率半徑RF2也是大約0.006英寸至0.040英寸(0.15mm至1.02mm)，優(yōu)選是稍微大于RF1或是大約0.0144英寸(0.37mm)；第三曲率半徑RF3為大約0.010英寸至0.100英寸(0.25mm至2.54mm)，優(yōu)選是大于RF2或是大約0.0434英寸(1.10mm)。
前面已經(jīng)介紹和說明了幾個可選擇實(shí)施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，各實(shí)施例的特征例如續(xù)留蓋以及中心面板和夾壁的變形可以用于任意實(shí)施例中。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)理解，折疊過渡壁的任意實(shí)施例可以與這里所述的實(shí)施例進(jìn)行任意組合。而且，術(shù)語“第一”、“第二”、“上部”、“底部”等只是用于說明目的，決不是為了對實(shí)施例以任何方式進(jìn)行限制。這里使用的術(shù)語“多個”將包括大于一的任意數(shù)目，根據(jù)需要可以是分離的或連續(xù)的，直到無窮大。這里使用的術(shù)語“連接”和“相連”是將兩個部件裝配或集合在一起以便形成一個單元，且任意數(shù)目的部件、裝置、緊固件等都可以布置在連接或相連部件之間，除非使用術(shù)語“直接”而另外規(guī)定和由附圖支持。
該申請包括涉及202罐端部的多個尺寸關(guān)系，也就是這些尺寸涉及折疊和/或臺階的徑向位置、接合卷邊和/或中心面板的直徑或半徑等。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)這里所述的本發(fā)明方面用于更大或更小的端部時，包括但不局限于200、206和209罐端部時，這些尺寸將改變。
盡管已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施例介紹了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明的廣義方面的情況下，可以進(jìn)行各種變化，且等效物可以代替其中的部件。另外，廣義的權(quán)利要求并不規(guī)定這里所述特殊實(shí)施例的詳細(xì)情況，因?yàn)橛糜趯?shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式并不局限于這些詳細(xì)說明。
權(quán)利要求
1.一種容易開啟的罐端部部件，包括環(huán)繞垂直于中心面板直徑的縱向軸線定位的中心面板，中心面板包括用于密封端部部件的蓋部件，一旦打開容易開啟的罐端部部件時，蓋部件的一部分可保持在中心面板的一部分上；確定端部部件的外周邊的卷邊；從卷邊向下延伸的周邊夾壁；以及使夾壁與中心面板的周邊邊緣連接的過渡壁，過渡壁包括折疊部分，該折疊部分具有第一支腳、第二支腳和第三支腳，第一支腳與夾壁連接，并通過凹形環(huán)形部分與第二支腳相連，第二支腳通過凸形環(huán)形部分與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連，凸形環(huán)形部分的曲率半徑大于0.002英寸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第二支腳相對于縱向軸線向上和向外延伸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第三支腳相對于縱向軸線向內(nèi)延伸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第一支腳相對于縱向軸線向下和向內(nèi)延伸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第三支腳進(jìn)一步向下延伸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的容易開啟的罐端部部件，其中，環(huán)形部分使第三支腳與中心面板連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第二支腳的第一端與凹形環(huán)形部分連接，第二支腳的相對端與凸形環(huán)形部分連接，第三支腳的第一端與凸形環(huán)形部分連接，第三支腳的相對第二端與中心面板相互連接，第二支腳的第一端和第三支腳的第二端會聚。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的容易開啟的罐端部部件，其中，蓋部件為可移動的撕開面板。
9.一種容易開啟的罐端部部件，包括環(huán)繞垂直于中心面板直徑的縱向軸線定位的中心面板，中心面板包括用于密封端部部件的蓋部件，一旦打開容易開啟的罐端部部件時，蓋部件的一部分可保持在中心面板的一部分上；確定端部部件的外周邊的卷邊；從卷邊向下延伸的周邊夾壁；以及使夾壁與中心面板的周邊邊緣連接的過渡壁，過渡壁包括折疊部分，該折疊部分的上部垂直延伸高于中心面板的底部垂直延伸至少0.035英寸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容易開啟的罐端部部件，其中，折疊部分包括第一支腳、第二支腳和第三支腳，第一支腳與夾壁直接連接，并通過凹形環(huán)形部分與第二支腳相連，第二支腳通過凸形環(huán)形部分與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連，折疊部分的垂直向上延伸包括凸形環(huán)形部分的一部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的容易開啟的罐端部部件，其中，折疊部分在由中心面板的底部垂直延伸確定的水平平面上方以大于1度的角度而向上延伸。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的容易開啟的罐端部部件，其中，折疊部分包括第一支腳、第二支腳和第三支腳，第一支腳與夾壁直接連接，并通過凹形環(huán)形部分與第二支腳相連，第二支腳通過凸形環(huán)形部分與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連，折疊部分的垂直向上延伸包括凸形環(huán)形部分的一部分。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的容易開啟的罐端部部件，其中，凸形環(huán)形部分的一部分具有大于0.002的曲率半徑。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第二支腳的第一端與凹形環(huán)形部分連接，第二支腳的相對端與凸形環(huán)形部分連接，第三支腳的第一端與凸形環(huán)形部分連接，第三支腳的相對第二端與中心面板相互連接，第二支腳的第一端和第三支腳的第二端會聚。
15.一種容易開啟的罐端部部件，包括環(huán)繞垂直于中心面板直徑的縱向軸線定位的中心面板，中心面板包括用于密封端部部件的蓋部件，一旦打開容易開啟的罐端部部件時，蓋部件的一部分可保持在中心面板的一部分上；確定端部部件的外周邊的卷邊；從卷邊向下延伸的周邊夾壁；以及使夾壁與中心面板的周邊邊緣連接的過渡壁，過渡壁包括折疊部分，該折疊部分具有第一支腳、第二支腳和第三支腳，第一支腳與夾壁連接，并通過凹形環(huán)形部分與第二支腳相連，第二支腳通過凸形環(huán)形部分與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連，凸形環(huán)形部分的曲率半徑大于凹形環(huán)形部分的曲率半徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的容易開啟的罐端部部件，其中，第二支腳的第一端與凹形環(huán)形部分相連，第二支腳的相對端與凸形環(huán)形部分相連，第三支腳的第一端與凸形環(huán)形部分相連，第三支腳的相對第二端與中心面板相互連接，第二支腳的第一端和第三支腳的第二端會聚。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容易開啟的罐端部部件，其中，折疊部分在由中心面板的底部垂直延伸確定的水平平面上方以大于1度的角度而向上延伸。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容易開啟的罐端部部件，其中，凸形環(huán)形部分的一部分具有大于0.002英寸的曲率半徑。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容易開啟的罐端部部件，其中，凹形環(huán)形部分的一部分具有小于0.030英寸的曲率半徑。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容易開啟的罐端部部件，其中，凸形環(huán)形部分的一部分具有大于0.002英寸的曲率半徑，且凹形環(huán)形部分的一部分具有小于0.030英寸的曲率半徑。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的容易開啟的罐端部部件，其中，折疊部分的上部垂直延伸在中心面板的底部垂直延伸上方至少0.035英寸。
22.一種容易開啟的罐端部部件，包括環(huán)繞垂直于中心面板直徑的縱向軸線定位的中心面板，中心面板包括用于密封端部部件的蓋部件，一旦打開容易開啟的罐端部部件時，蓋部件的一部分可保持在中心面板的一部分上；確定端部部件的外周邊的卷邊；從卷邊向下延伸的周邊夾壁；以及使夾壁與中心面板的周邊邊緣連接的過渡壁，過渡壁包括折疊部分，該折疊部分具有第一支腳和第二支腳，其中第一支腳的第一端與凹形環(huán)形部分相連，第一支腳的相對第二端與凸形環(huán)形部分相連，第二支腳的第一端與凸形環(huán)形部分相連，第二支腳的相對第二端與中心面板相互相連，第一支腳的第一端和第二支腳的第二端會聚。
全文摘要
一種罐端部部件(10)，具有中心面板(18)、周邊夾壁和過渡壁。中心面板環(huán)繞縱向軸線(50)定位并具有周邊邊緣。中心面板還有臺階部分，該臺階部分布置在從縱向軸線徑向向外。臺階部分具有環(huán)形凸形部分，該環(huán)形凸形部分與環(huán)形凹形部分連接，并使得中心面板的至少一部分沿平行于縱向軸線的方向而垂直位移。卷邊確定了端部部件的外周邊。周邊夾壁從卷邊向下延伸至過渡壁。過渡壁使得夾壁與中心面板的周邊邊緣連接。過渡壁包括折疊部分。折疊部分具有第一支腳(56)、第二支腳(62)和第三支腳(68)。第一支腳直接與夾壁連接，并通過凹形環(huán)形部分而與第二支腳相連。第二支腳通過凸形環(huán)形部分而與第三支腳相連，且第三支腳與中心面板相連。凸形環(huán)形部分的曲率半徑大于0.002英寸。
文檔編號B21D51/44GK101014503SQ200580023805
公開日2007年8月8日 申請日期2005年5月12日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月14日
發(fā)明者蒂莫西·特納, 蘭達(dá)爾·G·福里斯特, 雷杰什·戈帕拉斯瓦米 申請人:雷克薩姆飲料罐公司