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专利名称:壳盖制作方法与装置的制作方法
本发明大体有关制做容器端头盖板或者“壳盖”为封闭二件式容器的二个端头,而尤其有关一种改良方法与机械装置,为在掏夹壁区域内形成一种较尖锐的弧径,为此能够使用较薄的物料形成同样的或甚至更良好的端头扣定强度。本发明可以用以“重新制成”一个已经局部制成的壳盖,即借助将掏夹壁的弧径给以缩紧而形成,或者完全由扁平的金属材料制成此种壳盖。
金属容器或者罐头在世界是众所周知的,此种容器主要用于食物以及饮料,当然也能够用于其他的产品。
目前,此种一般性质的最普通容器是属于“二件”式的。其中包括一个整体的容器器体以及一个容器端头盖板或者“壳盖”,该壳盖是最后在物料已经填入容器之后被加在罐头的开口端头上面的。这二个组件一般是由扁平的金属材料拉伸以及重新拉伸而最后成形的。
在许多美国专利中可以看到各种不同的端头盖板以及制做此种盖板的一般方法与机械装置,例如是Khuory美国专利第4348464号;Guimarin的美国专利第4345696号;Dalli等人的美国专利第4305523;Murayama的美国专利第4291567号;Klein的美国专利第4244315号;Elser的美国专利第4215795号;Kelley等人的美国专利第4213324号;Kelley等人的美国专利第
4192244号;LaCross的美国专利第4183445号;Klein的美国专利第4119050号;Kraska的美国专利第4093102号;以及Jordan的美国专利第4031837号。此种技术是制做壳盖的许多不同方法的代表。
依照一般原则,可以看出,这样制成的容器中所装的物料经常是在压力下装填的。举例说,一个典型的饮料容器必需能够耐得住在90Psi左右的压力而不致于有翘曲现象,翘曲定义为至少在掏夹壁面某一部分上由其与容器器体连接之处朝上并且朝里翘开的现象。为获得一种安全而且有效的容器,该容器的二个零件(即为器体和壳盖,各最薄的部分必需有充分的强度及厚度为能够耐得住里面所装物料最大的内部压力,并且能够避免翘曲现象。
迄今为止,有关的主要困难来源都是与容器壳盖有关,此种壳盖经制做而有很多不同的各部分外形,以至使其能够借助一次的接合作出而在圆筒形器体顶部密封。该壳盖的各部分外形包含各种不同的弧径区域。一般来说,它也碰到一些困难,即在于当在拉伸作业中,此种弧径区域会在金属被拉伸或者被伸张时变薄。
在大多数以往专利中发现需要借助使用一种比其他情况所需者有较重规格的金属以补偿此种现象,它能够在完成的产物中各弧径区域内有充分的厚度为能够耐得住以上所提到的内部压力。
依照另一种方式叙述,由于各个有弧径的区域通常会比端头盖板的扁平部分有较大程度的变薄趋势,其结果,最后所得壳盖的此种部份通常会比所需要的厚一些。实际上,这是一种过度的补偿作用,它会造成材料的浪费。这是一种严重的缺点,因为在平常这种型式的容器是以大量制造的方式而制造的,可以了解,任何金属的节省,乘上容器的总数目,会使成本有很大的节省。
现已发现,有一些此类困难能够借助于提供一种机械装置以及一种操作该机械装置的方法而予以克服,其中原材料的厚度可以大为减小而不致于牺牲壳盖的强度。
因而,本发明有一个主要的目的是提供一种方法与机械装置为制做壳盖,其中各部分外形使其各弧径尽量小或者紧缩而不致于影响最后完成的产物的扣定强度,也不致于需要增加原材料的厚度以补偿在制做过程中变薄的情形。
现已发现,这种目的得通过提供一种机械装置而完成,其中将掏夹壁面的长度予以过度拉伸,然后使过度拉伸区域内的某些材料在以后被拉进壳盖的中央板片之内。经发现,使用此种型式的机械装置与制做方法能够产生极端紧缩的弧径而不致于有通常在形成极尖锐的弧径时所能有的例如破裂之类的困难产生。此种破裂情形以及剪力通常会在极紧缩的辐径形成时碰到,就是世界所熟知的,并且会导致以上所提及的过度补偿作用。
因此,制成一种有以上所述特性的容器的壳盖的改良方法与机械装置是本发明的主要目的,本发明的其他目的可在阅读以下摘要并且参照各附图所做的扼要说明时能够更加了解。
各图说明图1为一个主面断面图,其中绘示出对二个撞锤而言成底部中央静止位置的工具。
图2到9是一些局部的主面示意图,绘示出在制做以及重新制做过程中工具的各种不同位置。
图10是一个主面断面图,绘示出本发明的一种改变形式,其中的工具在对二个撞锤而言的底部中央静止位置上。
图11是图10中具体模例的一个局部主面图,绘示出在端头盖板形成之后并且在内部撞锤举起之后的情形。
图12是一个定时图。
如上所述,本发明的工具即为用于一种双重作用的挤压器之中,因此,图1中绘示出一个内部撞锤10及一个外部撞锤12。该挤压器并未详细加描述,因为此种挤压器比如在Ridgway的美国专利第3902347号中举例说明的是世界众所周知的。然而,简而言之,此种双重作用型式的挤压器使其能够准确地控制在其上面所付设的工具在一个指定的挤压作业循环中以各种不同方式所做的操作。
请看图1为描述该机械装置,首先看出,图1绘示出在底部中央静止位置上的工具,略与图4中以较大比例尺寸所绘示的各组件的位置相似。
再请看图1,可以注意到,内部撞锤10上面付设着一个中央冲头柱子30,该柱子借助一些螺丝30a(在图中只绘示出一枚)而被固定在内部撞锤上面使其一起移动。有一个冲头心31借助螺丝30b而被系结在该中央冲头柱子30的末端,该冲头心与该柱子借助通常的冲头心隔离物32而隔开。
被外部撞锤12所付设着一个加压套筒持定器42以及一个借一些适当的螺丝51固定于该持定器42上面的冲头外壳50。
再请参看图1,底部压板60在其顶缘上面付设着一个支承环圈61,该环圈被一些螺丝61a固定在当压板60上面。在该支承环圈61顶部安装着一个坯料切割边缘70,该边缘又借助一些螺丝71使其固定定位。
在支承环圈61以及切割边缘71内部容纳着某个第二个加压构件或者套筒80,该套筒通常借助如水压或气压之类的适当流体压力而朝着挤压器的上方位置或者顶部而顶压。当然,由于图1绘示出工具在底部中央静止位置上,而套筒80绘示出在一个“下方”位置上。
在加压套筒80更往里面容纳着一个在该套筒内部同心状态的冲模心环圈92,该环圈同样地以平常的方式借助于流体压力而朝上顶压,这将在下文作较详细的描述。在此,空气是较理想的媒质,虽然其它流体也可以使用。又再往里面有一个顶坯构件100做同心式的安装,该构件也是借流体操动的,更往里面,是一个冲模心起心模90以及一个借螺丝91a而固定在其上面的冲模心
91。此种构件被固定在底部压板60上面而在操作中不能够移动。
再请参看图1,并且特别参考模心环圈92,可以看出,该环圈平放在一个活塞杆95上面,该活塞杆又借助某个第一个支承活塞93以及某个第二个支承活塞94而予以支承。这种构件通常借助流体压力向上顶压,一直到这种顶压力量被朝下移动的较大力量克服为止。这将参考该机械装置的操作再加以描述。
然而转到图2到9,为详细描述图1中所示本发明该机械装置及工具的操作情形,首先得假设,如图2中所绘示,冲割作业已经借助冲头外壳50向下的移动与坯料切割边缘70和联合操作而予以完成。
图2绘示出在冲割作业之后制做一个倒置杯子C的情形。在该图中,冲模头31以及冲头外壳50照图中箭头所指示的方向朝下移动,这也在图12的定时图中示出。此时,第一个加压套筒40在经由活塞41上面的洞孔20a而施加的压力下,会将该金属固定顶在被活塞93及94所支承的冲模心环圈92上面。该冲头外壳50向下的移动会将材料拉到冲模心环圈92的弧径92a以及冲头外壳50的弧径50a上面,可以了解,其周边被固定于该冲头外壳50以及第二个加压套筒80中间。其结果会造成图2中所示的“倒置”杯子C。
在图3中,有一个冲头心31继续其朝下的移动,而将唇边L
向下拉伸,并且形成掏夹壁面区域CW。可以看出,该冲头外壳50继续朝下将第二个加压套筒80向下顶压,而使接合的板片的唇边高度予以固定。再有,顶坯构件100被冲头心31朝下顶压。冲模心环圈92在此时几乎已到最下方,因为由活塞93及94所加的压力已经被克服,而凸缘201实际上已经绕过弧径92′b而形成掏夹壁面。可以看出,该掏夹壁面CW在此时是“长度过大”的,其目的将于下文加以描述,实际上,在此时的该壳盖或者端头盖板是被过度拉伸了。
而后转到图4,可以看出,冲头外壳50及第二个加压套筒80仍然朝下方面移动,例如冲模心环圈92的情况。特就此参考图1,可以注意到,冲模心环圈92以及第二个加压套筒80在此时会做机械性的衔接。因而,当冲头外壳50将第二个加压套筒80朝下顶压时,该套筒80会将冲模心环圈92一起带动,而第一个加压套筒40只是跟随着它。这会使得在冲模心环圈92以及第一个加压套筒40之间的金属上面几乎没有或者根本没有持定压力或者张力。这能够避免经常在一般用强力的持定压力拉伸绕过一个尖锐的弧径时所能遇到的问题。此种情形是在冲头心31朝着底部中央静止位置移动并且接近最底部时发生的。而后在此时会有效使掏夹壁面CW的长度减短到其最后的尺寸,而可以看出被拉伸绕过冲模心环圈92的弧径92b以及在冲头心31上面的弧径31a的材料实际上会形成该壳盖的中央板片CP,并且形成环状的补强凹槽
G。
在此可以注意到,冲头心31实际上在冲头心91上面绝不会到最底部。因而,如果遇到一种叠层的情况时,该工具会保护其免于受损伤。
现请参看图5,可以注意到,冲头外壳50以及第二个加压套筒80在该图中位于底部的中央静止处,而冲头心31则沿着内部撞锤10而开始其向上的移动(请见图12)。
图6绘示出在外部冲头持定器20已经开始向上时工具的位置,并且也能够看出,冲头心31已经开始缩回。又第二个加压套筒80以及冲头外壳50已经能因其不再被冲头外壳50向下顶着而开始向上。在此同时,顶坯环圈100也在流体压力下开始其向上的移动,因为它不再被冲头心31向下顶压着。
图7及8表示向上运动的继续进行,在此能够了解,在此种情况下,二个内部撞锤以及其相联的冲头持定器都继续地向上移动,而顶坯环圈100也继续在其向上的方向上移动,例如各图的箭头所示。
图9表示工具在冲头心31及第一个加压套筒40与冲头外壳50完全被举离时的完全打开位置,这至少足以使壳盖C被顶坯环圈100举升到冲模线上为由挤压器上面取下或者转送到下一站。
由上所述可以了解,唇边L的高度最初被置定于图3中所示的操作级上,并且在以后
的作业中不会变动也不会被干扰。然而重要的是,例如前文所提到的,掏夹壁面CW的长度在图3中最初置定时略微长于最后的尺寸。这使其能够将该区域内的另外一些材料予以累积,正如前文所述,此种材料实际上会向下拉到中央板片CP之中而形成该板片。然而,其结果是,在掏夹壁面区域内最后的厚度会维持在所希望的规格,并且实际上不会有像该区域受到拉伸作用时所能够产生的变薄情形。
还可以看出,此种作业能够避免唇边L的压模印痕。借助拉动而不是拉伸在掏夹壁面区域内的材料,能够在容易破坏的点上面施加轻得多的压力于唇边L之上。这能够避免在唇边上面有任何刻痕或者压模印痕,此种情形是重要的,因为如果该唇边有压模印痕或者有刻痕,它在以后的接合作业中会破裂。
又能够了解,环状凹槽G的弧径可以尽量予以缩紧。虽然对于如何在一个拉伸作业中形成此种弧径的缩紧有某种限制,但实际上在此种区域内当壳盖照该种方式制成时对于弧径的尖锐度没有什么限制。事实上,此种弧径会极为尖锐而使得形成凹槽G的金属的二对侧在必要时并且在如此制成的壳盖的特殊应用情况需要时形成金属对金属的接触状态。
相信能了解,虽然该系统是描述一种“重新制做”作业,但它同样能够用于一种制做作业,虽然其中没有制坯以及成形作业。
请参考图10及11,其中所示本发明的一个改变形式,可以看出,该结构的各基本组件是相同的,只除了用以控制冲模心环圈的机械装置有所不同,而其中在存数100以内的号码都相同,除非工具有所变动。
因而可以看出,一个内部撞锤110付设着一个冲头中央柱子130,一个冲头心隔离物132,以及一个冲头心131。
外部冲头持定器120付设着加压套筒140以及加压套筒活塞141。它又付设着加压套筒持定器142,冲头外壳夹子151,以及冲头外壳150。
底部的压板160付设着切割边缘170,第二个加压套筒180,以及冲模心环圈192与顶坯构件200。
在图1中,冲模心环圈92,被杆子92所支承,该杆子又被流体予以操作的活塞93及94予以支承。然而,在本发明该形式中,并不让冲模心环圈192及活塞杆子195还有活塞由流体压力予以支承,而是让活塞193由凸轮196予以支承。再有,凸轮196的作用与图1到9中所示本发明那种形式的流体压力类似,通常在全直径部位196a与活塞193接触时会将冲模心环圈朝上方位置而顶压。然而,在该凸轮转动时,并且在该凸轮在其转动路径上移动而使较小的直径部位196b与活塞193接触时,杆子195以及冲模心环圈192都会下降。此种情形经过定时而使其与加压套筒140向下的移动能够吻合,在此再次提及,当该机械装置的此种操作中