具有向外延伸的加强凸缘的饮料罐端部 【技术领域】
本发明一般涉及饮料罐端部，特别是涉及和饮料罐罐体相互连接的金属饮料罐端部。
背景技术
饮料罐端部，特别是金属饮料罐，通常通过使饮料罐端部和饮料容器体相互连接制成。在某些情况中，一端可以和顶侧面相互连接，而另一端和罐体的底端侧面相互连接。但是，更为常见的是饮料罐端部仅和饮料罐体的顶端相互连接，所述饮料罐体通过拉拔或包铁加工由平板片状材料，例如铝制成。由于在碳酸饮料中会产生潜在的高内部压力，饮料罐体和饮料罐端部通常需要能够接受内部压力达到95psi，而不被毁坏或者产生永久变形。而且根据不同的环境条件，例如热、过量填充、二氧化碳含量高和振动作用，在饮料罐中的内部可能产生接近或超过100psi的压力。
因此，饮料罐端部必须能够耐受高内部压力的作用，而且采用相当薄的金属材料，例如铝制成，以便降低过高的制造加工的成本，并且降低最终产品的重量。因此，存在着相当强烈的需要提供一种耐用的饮料罐端部，其能够承受由碳酸饮料产生的高内部压力，以及由于输送产生的外界压力，而且这种饮料罐端部由耐用地、重量轻的和相当薄的金属材料制成。另外，需要提供一种具有经过改善结构的、耐用的饮料罐端部，可以采用饮料罐制造厂中通用的设备进行制造。本专利申请描述了一种经过改善的饮料罐端部，其适合于和饮料罐体相互连接，并具有经过改善的锥口形状的加强凸缘，其节省了材料成本，而且能够承受相当高的内部压力。
【发明内容】
因此，按照本发明的一个方面提供一种金属饮料罐端部，其能够承受相当高的接近100psi的内部压力，而且和常规的制造饮料罐端部的材料费用相比较，可以节省的材料成本在3％-18％之间。按照本发明的另一个方面提供一种饮料罐端部，其能够容易并且迅速地在饮料罐体的颈部形成双层接缝。
按照本发明的另一个方面，提供一种饮料罐端部，其采用常规的制造设备进行制造，因此消除了为制造饮料罐端部需要的昂贵的新的冲压或压力加工设备。因此，可以采用已经存在的和已知的制造设备和生产方法，在已经存在的制造工厂中，迅速有效地生产经过改善的饮料罐端部。
按照本发明的另一个方面，提供一种用于成型饮料罐端部的方法，其提供一种罐体的端部，具有至少一部分向外凹陷的加强凸缘，所述加强凸缘向外延伸超过由固定壁(chuck wall)限定的基本上竖直的面。更特别的是，这种制造方法一般包括两个步骤，其中首先形成常规的罐端部“预成型件”，然后夹持在两个相对置的工具之间，在此处旋转成型工具具有位于下方的“环带”，所述环带位于预成型件的顶部。旋转工具的成型加工包括需要成型的锥口的几何形状，具体的是成型向外凹陷的加强凸缘。预成型件被推动进入成型工具中，在此处迫使旋转成型工具和预成型件相互相靠，因此使得平面工具形状形成最佳的几何形状。
按照本发明的另一个方面，提供一种饮料罐端部，通过减小坯料的尺寸，其能够相当大程度地节省材料成本，和采用较薄的材料不同，采用较薄的材料容易毁坏产品。因此，饮料容器端部的整体性和强度不会受到不良影响，与此同时由于减少了使用的坯料，导致材料成本大大降低。
因此，按照本发明的一个方面，提供一种金属饮料罐端部，其包括：
覆盖周边的卷边适合于和罐体上端相互连接；
固定壁来自覆盖卷边的内部，而且基本上沿竖直方向向下延伸；
从所述固定壁向外凹陷的环形加强凸缘沿径向向内延伸，而且具有上唇部，所述上唇部向上延伸超过由固定壁限定的直线形面；
下唇部从所述向外凹陷的环形加强凸缘向上延伸，并且和中央面板相互连接。
因此，按照本发明的一个方面，提供一种向外凹陷的环形加强凸缘，其具有非直线性的、在上唇部和下唇部之间延伸的圆弧形状，并且向内朝向饮料容器体的颈部延伸。在一个实施例中，加强凸缘基本上这样设置，其中第一上部分的位置基本上平行于第二下部分，因此其设置方位沿着相反方向基本上呈180°。
【附图说明】
图1是本发明的一个实施例的横截面视图；
图2是本发明的另一个实施例的横截面正视图；
图3是图1所示本发明实施例的横截面正视图；
图4是本发明一个实施例的横截面正视图，并且表示了采用改进的工具来成型加强凸缘之前的情况；
图5是图4所示实施例的横截面正视图，其表示在加工过程中，改进工具的定位和移开工具之前的情况；
图6是本发明的另一个实施例的横截面正视图，其表示饮料罐端部和罐体相互连接；
图7是图6所示实施例的横截面正视图，其表示饮料罐端部定位在罐体上和相互连接之前的情况；
图8是罐体和罐颈部的一部分的横截面正视图；
图9是本发明的一个实施例的俯视的立体图，而且表示中央面板和拉片；
图10是本发明的另一个实施例的俯视的立体图，而且表示拉片和饮料罐开口。
【具体实施方式】
下面参照附图1，其中提供了本发明的一个实施例的横截面正视图。更特别的是，其中描绘了饮料罐端部2和饮料罐体20相互连接，其中还包括饮料罐的颈部22。饮料罐端部2通常具有覆盖边缘的卷边4，所述卷边4被用于将饮料罐端部2固定到饮料罐体的端部的颈部22上。覆盖边缘的卷边4和固定壁6整体相互连接，所述固定壁6以基本上垂直的方式向下延伸。在某些实施例中，固定壁6可以设有角度θ1，最好所述角度在0°-6°之间，更好是4°。
固定壁6的下端和加强凸缘8相互连接，所述加强凸缘8包括在加强凸缘的上端的上唇部10，和位于下端的加强凸缘的下唇部12。加强凸缘的下唇部12向上延伸，并且和中央面板14相互连接形成一体。另外，可以设有面板内壁16，所述内壁16以角度(1向上延伸。固定壁6和加强凸缘的上唇部10相互连接，所述加强凸缘的上唇部10在最低部分朝向罐体20向外延伸，并且超过由固定壁6限定的纵向平面。由于罐体内部压力的结果，面板内壁16和加强凸缘的下唇部12被向外推，使得加强凸缘的下唇部12和加强凸缘上唇部10相靠，并且使加强凸缘的上唇部10和罐体颈部22相靠。已经发现这种几何结构可以大大减少需要的材料大约为3％～18％，并且能够加强对罐体内部弯曲的阻力。
下面参照图1中所示的饮料罐端部，虽然没有特殊的实施例需要限定它们的特殊直径，图1中可以提供各种直径范围的饮料罐。特别是，在本发明的一个实施例中，冠状部分18表示饮料罐端部2的最顶端部分。最好从冠状部分18到中央面板14的最顶端部分的距离在0.050～0.200英寸之间。而且，冠状部分18和罐体最高部分之间的高度最好大约在0.050～0.25英寸之间。同样，冠状部分18到弯曲的覆盖边缘的卷边的最低部分之间的距离大约在0.050～0.125英寸之间。再参照图1，当卷边在饮料罐体端部的颈部22形成双层接缝时，覆盖边缘的卷边的总厚度大约在0.030～0.075英寸之间。而且，加强凸缘8的半径最好大约在0.005～0.03英寸之间。加强凸缘的上唇部10从由固定壁6限定的垂直平面向外分叉的距离大约在0.005～0.030英寸之间。在这个特殊实施例中，中央面板的材料厚度大约在0.005～0.01英寸之间。
如图1和3所示，在本发明一个实施例中，加强凸缘8包括上部分和下部分，所述上部分向下朝向饮料罐颈部22倾斜，所述下部分基本上平行于上部分，并且向上朝着中央面板14延伸。加强凸缘8的上部分和下部分基本上朝向平行的几何结构方位设置。因此，当罐体内的内部压力增加时，加强凸缘8的上部分和下部分可以相互接触。
下面参照图2，在图2中描绘了饮料罐端部2的另一个实施例的横截面正视图。更特别的是，在这个特殊实施例中，中央面板14不高于加强凸缘8或加强凸缘的上唇部10。更确切地说，没有从加强凸缘8的最低部分向上延伸的面板内壁16。因此，在这个特殊实施例中，中央面板14所在的位置基本上和加强凸缘的最低部分处于同一水平面上，这种情况和许多其它实施例中的中央面板14高于加强凸缘8的最低部分的情况相反。
下面参照图3，在图3中描绘了本发明的另一个实施例，其中所示的结构和图1相似。如图中特殊描绘的结构所示，当饮料罐20的内部出现压力时，加强凸缘8受压力作用和罐体颈部22和/或罐体20相靠。在此实施例中，中央面板14高于加强凸缘8的最低的部分，而且和面板内壁16一致，所述面板内壁16以角度1向上延伸。
下面参照图4，其中描绘了预制壳体常规罐体端部的横截面视图，其中覆盖边缘的卷边4和饮料罐的颈部22相互连接。旋转成型工具26位于中央面板14的顶部，图中描绘的是转动成型工具26形成饮料罐端部2之前的状态。如图所示，旋转成型工具26还具有成型工具的环带28，所述环带28在转动成型时被驱动进入靠近加强凸缘8的饮料罐体端部的固定壁6的最下端部分。如图5所示，当转动成型工具的环带28被驱动进入加强凸缘8，所述加强凸缘8被推动超过由固定壁6限定的垂直面。这种成型操作还进一步驱动加强凸缘的上唇部分10进入罐体颈部22的较低的部分，并且和罐体20相靠。在这个特殊实施例中，中央面板14不升高，并且相对于加强凸缘8的最低部分基本上位于同一平面。
下面参照附图6～7，其中描绘了本发明的另一个实施例。特别是，图7是图6所示实施例的横截面视图，但是其中表示的是覆盖边缘的卷边4与饮料罐的颈部22形成双层接缝之前的状态。在这个特殊实施例中，加强凸缘8具有基本上呈弓形的形状，所述加强凸缘8主要朝向饮料罐体20的内部延伸，但是和附图1-5所示的情况相反，采用了直径较小的中央面板。在这个实施例中，固定壁6的角度θ1最好大约在0°～5°之间，与此同时面板内壁的角度1最好大约在0°～20°之间。而且，加强凸缘的上唇部10所在的位置位于由固定壁6限定的纵向平面的外侧，并且向内延伸，在双层接缝下方与饮料罐体的颈部22相邻。加强凸缘8还具有加强凸缘的下唇部12，所述上唇部12和面板内壁16相互连接，所述面板内壁16向上延伸和中央面板14相互连接。
可以相信，和现有的饮料罐体端部相反，由于加强凸缘相对于固定壁6具有非直线形状和几何方位，呈弓形的加强凸缘为罐体的端部2提供附加的强度。可以相信，在附图6～7中所示的饮料罐端部的加强凸缘8具有的曲率半径大约在0.050和0.375英寸之间。另外，加强凸缘可以基本上呈直线形状。而且，最好根据饮料罐的直径和中央面板14的直径，加强凸缘8具有的在上唇部10和下唇部12之间的总的水平长度大约在0.050和0.250英寸之间。如图8所示，其中描绘了一种典型的罐体20横截面视图，其中表示罐体20和罐体颈部22与饮料罐端部2相互连接形成一体之前的状态。
下面参照图9和10，在图中描绘了本发明的两个不同实施例的立体图。特别是，在图9中，中央面板14按照给定的几何位置升高，而且还显示拉片30，所述拉片30被用于沿着刻痕线32开启饮料罐。图10表示在附图1～9中所示饮料罐端部的另一个实施例，其中具有以不同的形状升高的中央面板14。而且表示了在拉片30上施加作用力破坏了刻痕线32之后饮料罐端部开口34。本领域的普通技术人员可以得知，并且根据前面视图所示的实施例，可以提供本发明的各种实施例，如图9和10所示，中央面板14不升高，而是沿着加强凸缘8的最低部分的同一水平面延伸。
为了描述清楚，下面列出了元件和在附图中采用的相关代号表：
代号 元件
2 饮料罐端部
4 覆盖边缘卷边
6 固定壁
8 加强凸缘
10 加强凸缘上唇部
12 加强凸缘下唇部
14 中央面板
16 面板内壁
18 冠状物
20 罐体
22 罐体颈部
24 双层接缝
26 旋转成型工具
28 成型工具的环带
30 拉片
32 刻痕线
34 开口
θ1 固定壁角度
1 面板内壁角度
应当理解，如上所述的本发明可以按照本发明的构思进行修改和变化，以便获得不同的实施例。因此，上面所述的本发明实施例并不是对本发明的范围进行限定，更确切地说，本发明的范围由权利要求书限定和解释，并且由说明书支持。