钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件及制造和定位方法.pdf

本发明公开了一种包装容器钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件及制造和定位方法。钢制D型桶塞定位件(2)采用Z形垂直弯板(6)的侧面作为桶塞板手的接触面，使桶塞板手工作时由传统的点接触状态改变为面接触状态，消除了传统定位件在受到桶塞板手扭转挤压时产生变形，引起桶塞失圆，造成封闭器密封性能下降的隐患，同时提高了桶塞板手与定位件(2)接触时的工作稳定性。为增加Z形垂直弯板(6)的刚度，先在定位件(2)的板料上冲压止裂孔(17)、分离工艺缝隙(18)，然后在成形模具上弯折制造出加强用的Z形支撑爪(5)，由于Z形垂直弯板(6)的侧面(16)的尖角(15)与桶塞板手的接触长度大于桶塞板手与桶塞内壁(12)的移动间隙，所以桶塞板手在桶塞内不同的接触位置都有相同的接触面积。

1、  一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件，它由2组对称的复合Z字形支撑爪(5)和Z形垂直弯板(6)通过底板(3)与传力板(7)联接组合，并通过6个电阻凸焊点(4)将定位件(2)与桶塞底(14)焊接固定在桶塞1的内部，其特征在于：钢制D型桶塞定位件采用Z形垂直弯板(6)的侧面作为定位面，使桶塞板手与D型桶塞定位件始终处于面接触状态。

2、  根据权利要求1所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件，其特征在于：所述的Z形垂直弯板(6)采用侧面(16)和尖角(15)，从上到下作为与桶塞板手(19)的侧面(21)的接触面。

3、  根据利权要求1所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件，其特征在于：所述的传力板(7)采用圆弧形边(11)与桶塞内壁(12)接触配合，并在桶塞内壁(12)的支持下，使Z形垂直弯板(6)保持横向空间稳定性。

4、  根据权利要求1所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件，其特征在于：所述的Z形支撑爪(5)采用复合Z字形结构与Z形垂直弯板(6)和传力板(7)联接，形成六足鼎立的支撑、支持结构，使Z形垂直弯板(6)保持纵向空间稳定性。

5、  根据权利要求1所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件，其特征在于：所述的传力板(7)采用圆弧形边(11)与桶塞内壁(12)接触配合，由于圆弧形边(11)的接触面很大，Z形垂直弯板(6)传递来的挤压力被均匀分布在桶塞内壁(12)的接触面上，使桶塞内壁(12)表面局部受力很小，不会使桶塞变形失圆。

6、  一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件的制造方法，其特征在于：D型桶塞定位件预先在Z形支撑爪(5)和Z形垂直弯板(6)的板料弯折位置上冲压8个止裂孔(17)并在Z形支撑爪(5)的两边横向止裂孔(17)之间冲切4条分离工艺缝隙(18)，最后在成形模上挤压、弯折Z形支撑爪(5)、垂直弯板(6)和传力板(7)。

7、  根据权利要求6所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件的制造方法，其特征在于：所述的Z形支撑爪(5)是利用底板(3)和Z形垂直弯板(6)的自身中间部分材料制成的。

8、  一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件的定位方法，其特征在于：制造一种Z形对称的垂直弯板(6)使它的侧面(16)的尖角(15)与桶塞板手(19)的侧面(21)的接触长度大于桶塞板手(19)与桶塞内壁(12)的移动间隙，这样无论桶塞板手(19)在桶塞内的位置如何变化，它的接触面都在Z形垂直弯板(6)的有效接触范围内。

9、  根据权利要求8所述的一种钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件的定位方法，其特征在于：所述的桶塞板手(19)的侧面(21)与Z形垂直弯板(6)的侧面(16)的尖角(15)在桶塞内不同的接触位置都具有相同的接触面积。

钢桶封闭器钢制D型桶塞定位件及制造和定位方法
技术领域
本发明涉及一种包装容器钢桶封闭器新型钢制桶塞定位装置，由于国际标准ISO15750-3：2002包装钢桶嵌入式法兰封闭器分别以国外三种不同的专利产品为基础，制定出A、B、C三种类型共存的国际钢桶封闭器标准，把嵌入式八角形法兰封闭器系统称为A型标准，把嵌入式锯齿形法兰封闭器系统称为B型标准，把嵌入式G2八角形法兰加G3/4六角法兰封闭器系统称为C型标准，这三种类型封闭器钢制G2桶塞定位装置各不相同，但国际标准ISO15750-3：2002未对这三种类型封闭器的钢制G2桶塞定位装置形状、结构进行术语定义，在A型和B型封闭器标准中，欧美国家把钢制G2桶塞定位装置统称为定位件，在C型封闭器标准中(日本国标准)把钢制G2桶塞定位装置称为定位台，中国国家标准包装术语金属容器GB13040-91在制定时没有对钢桶封闭器桶塞定位装置进行术语定义，中国国家标准包装容器钢桶封闭器GB/T13251-2002在修定时也没有对钢桶封闭器桶塞定位装置进行术语定义。本发明钢桶封闭器新型钢制桶塞定位装置与上述三种类型桶塞定位装置的结构和工作原理均不相同，所以现在只能按国际标准ISO15750-3：2002包装钢桶嵌入式法兰封闭器A、B、C分类顺序号将本发明钢桶封闭器新型钢制桶塞定位装置暂用钢制D型桶塞定位件术语定义对本发明进行表述。钢制D型桶塞定位件通过自身Z字形结构特点，使钢制D型桶塞定位件与桶塞扳手之间接触状态由传统的点接触改为面接触，消除了因钢制桶塞定位件变形使桶塞失圆，造成钢桶封闭器密封性能下降的隐患。极大的提高了桶塞扳手工作稳定性，本发明还涉及钢制桶塞定位件的制造和定位方法。
背景技术
包装钢桶嵌入式A型八角法兰封闭器系统是将钢桶顶部在未组装前先冲压出八角形凸台翻孔，然后把套入橡胶衬卷的带G2管螺纹的八角法兰放入桶顶部八角形凸台翻孔内，用八角形法兰边定位，然后在冲床上用模具将八角法兰上部直管边向外翻卷包裹住八角形凸台翻边，使八角法兰嵌入桶顶八角凸台翻孔，并永久固定在桶顶上、当带有橡胶密封垫卷的桶塞旋入八角法兰G2管螺纹内，桶塞板手在桶塞定位件装置作用下，将桶塞旋紧构成嵌入式八角法兰封闭器系统，使桶顶与桶身组装后进入密封状态。
G2钢制桶塞定位件在国际包装钢桶嵌入式法兰封闭器ISO15750-3：2002标准中主要有3种结构，它们分别源自不同的国外专利产品，目前国际上使用最广泛的A型封闭器桶塞，即欧美标准，它的桶塞定位件为六焊点圆弧爪折迭式，它的设计比较精致，它将定位件底板两头分别冲压2个条形槽空穴，然后把定位件两头条形爪通过模具冲压弯曲成回形针圆弧形再折迭放入预先设置的条形槽空穴内，使条形爪与定位件底板锒嵌配合，通过六个电阻焊凸点，把定位件焊接到桶塞内，利用定位件形成的圆弧折迭爪作为桶塞定位装置，这种A型桶塞定位件与桶塞扳手在使用中处于点接触状态，当桶塞定位件接触点受力过大，不但自身产生局部变形，使桶塞扳手脱离桶塞，还会使桶塞在定位件与桶塞内壁接触处产生倾斜点状挤压，使桶塞失圆变形影响封闭器密封性能。
另一种使用较广泛的桶塞是国际钢桶嵌入式法兰封闭器ISO15750-3：2002标准中的C型封闭器桶塞，中国国家标准GB/T13251-2002钢桶封闭器钢制桶塞也采用C型结构，这种C型钢制桶塞定位件结构比较简单，它直接在条形钢板上冲压2个对称的凸耳型结构，使2个向桶塞中心鼓起的凸耳作为定位装置，C形桶塞定位件在桶塞扳手较大扭距状态下，定位件凸耳自身会向内部收缩，并倒向桶塞内壁，使桶塞扳手更容易脱出桶塞，它的工作稳定性不如A型封闭器桶塞。
由于桶塞内壁直径大于标准桶塞扳手直径，桶塞扳手在桶塞内有0.95～1.95毫米的移动间隙，桶塞扳手有若干个定位点，而桶塞定位件在桶塞内每个空间位置的几何形状都不尽相同，所以上述A型和C型桶塞定位件有一个共同特点：即桶塞扳手每次插入桶塞定位件的位置不固定，桶塞扳手与桶塞定位件的接触点状态也不相同，所以桶塞扳手的工作稳定性不高，桶塞定位件变形后产生的倾斜点状挤压，常常使桶塞失圆变形，影响嵌入式法兰封闭器的密封性能。
发明内容
本发明的目的是针对上述桶塞定位件存在的点接触状态，桶塞定位件容易变形，使桶塞变形失圆影响封闭器密封性能、和桶塞扳手工作稳定性不高的实际问题，在上述桶塞定位件基础上提供一种按桶塞定位件承载能力极限状态和正常使用极限状态设计制造的接触面大，接触处不变形，桶塞扳手工作稳定性好的D型桶塞定位件。本发明还提供一种D型桶塞定位件的制造和定位方法。
本发明的目的是这样实现的：一种钢制D型桶塞定位件，它包括底板3、凸焊点4、Z形支撑爪5、Z形垂直弯板6和传力板7，其特征在于：2个Z型支撑爪5和4个Z形垂直弯板6在底板3、传力板7和凸焊点4与桶塞体1经电阻焊联接作用下，构成一个D型桶塞定位件，并采用Z形垂直弯板6的侧面作为定位接触面，当Z形垂直弯板6受到桶塞扳手19的扭转力距时，Z形垂直弯板6通过传力板7、Z型支撑爪5、底板3将扭转力距传给桶塞体1，使桶塞体1旋紧在八角法兰28的G2管螺纹29内，形成密封装置。此时即使D型桶塞定位件受到较大扭转力距，Z形垂直弯板6也不会产生变形，并与桶塞扳手19保持稳定的面接触状态。
在本发明涉及的技术方案中：所述的Z形垂直弯板6采用弯板侧面16和尖角15作为与桶塞板手19的接触面，使Z形垂直弯板6的侧面16和尖角15从上到下都与桶塞板手19的侧面21接触。
在本发明涉及的技术方案中：所述的传力板7采用圆弧形边11与桶塞内壁12接触配合，并在桶塞内壁12的支持下，使Z形垂直弯板6保持横向空间稳定性。
在本发明涉及的技术方案中：所述的Z形支撑爪5和Z形垂直弯板6采用复合Z字形结构与传力板7和底板3联接，形成六足鼎立的支撑、支持结构，使Z形垂直弯板6保持纵向空间稳定性。
在本发明涉及的技术方案中：所述的传力板7采用圆弧形边11与桶塞内璧12接触配合，由于圆弧形边表面积较大，Z形垂直弯板6传递来的挤压力被均匀分布在桶塞内壁12的接触面上，使桶塞内壁12表面受力很小，桶塞不会产生变形失圆，消除了传统定位件在受到桶塞板手挤压变形时引起桶塞失圆，造成封闭器密封性能下降的隐患。
本发明D型桶塞定位件的制造技术方案是：预先在Z形支撑爪5和Z形垂直弯板6的弯折位置上冲压8个止裂孔17，并分别在Z形支撑爪5的两边横向止裂孔17之间冲切4条分离用工艺缝隙18，最后在成形模具上挤压弯折Z形支撑爪5，垂直弯板6和传力板7。
在本发明涉及的D型桶塞定位件制造技术方案中：Z形支撑爪5是利用底板3和Z形垂直弯板6自身中间部分材料制作的，由于Z形支撑爪5的几何形状抗变形机械强度大，从而减少了D型桶塞定位件的钢材使用量。
本发明D型桶塞定位件的定位技术方案是：制造一种Z形对称的垂直弯板6，使它的侧面16的尖角15与桶塞板手19的侧面21的接触长度大于桶塞扳手19与桶塞内壁12之间的移动间隙，这样无论桶塞板手19在桶塞内如何移动位置，它的接触面都在Z形垂直弯板6的有效接触范围内。
在本发明涉及的D型桶塞定位件定位技术方案中：桶塞板手19的侧面21与Z形垂直弯板6的侧面16的尖角15，在桶塞内不同的接触位置，都具有相同的接触面积。
附图说明
图1是钢制D型桶塞定位件剖面结构意图，其中左边是Z形垂直弯板6的剖面，右边是Z形支撑爪5的剖面。
图2是钢制D型桶塞定位件俯视结构示意图。
图3是模拟桶塞板手与钢制D型桶塞定位件接触状态结构示意图
图4是钢制D型桶塞定位件旋入八角法兰28G2管螺纹29内形成封闭器密封系统的结构示意图。
上述图中：
1、桶塞体                2、D型桶塞定位件           3、底板               4、凸焊点
5、Z形支撑爪             6、Z形垂直弯板             7、传力板             8、传力板间隙
9、桶塞盖边              10、盖边尖角               11、传力板圆弧形边    12、桶塞内壁
13、桶塞G2管螺纹         14、桶塞底                 15、接触面尖角        16、弯板接触面
17、止裂孔               18、工艺缝隙               19、桶塞扳手          20、桶塞扳手圆边
21、桶塞扳手侧面         22、桶塞扳手内壁           23、钢桶顶            24、八角法兰凸台翻孔
25、八角法兰翻卷边       26、桶塞橡胶垫卷           27、八角法兰衬卷      28、八角法兰
29、八角法兰G2管螺纹
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明
图1是钢制D型桶塞定位件剖面结构示意图，由图可见钢制D型桶塞定位件2由2组对称的复合Z字形支撑爪与和Z字形垂直板6通过底板3与传力板7联接组成，其中左面视图为Z形垂直弯板6的剖面，右面视图边为Z形支撑爪5的剖面，钢制D形桶塞定位件2通过电阻凸焊点4将底板3与桶塞底14焊接成整体，使D型桶塞定位件2永久固定在桶塞体1的内部。
图2是钢制D型桶塞定位件2俯视结构示意图，由图可见D型桶塞定位件2在Z形支撑爪5与底板3和垂直弯板6的弯折分离部位工艺缝隙18的两头分别冲压2个直径2.0毫米的止裂孔17，这是为了防止冲切分离工艺缝隙18时材料应力集中在两头，使底板3和传力板7产生应力延伸裂纹。传力板7的圆弧形边11与桶塞内壁12为圆弧形面接触，间隙8为0.1毫米，D型桶塞定位件2由宽度H为25.0毫米，厚度为1.8毫米的带钢制成，Z形支撑爪5的宽度h为8.0毫米，两边Z形支撑爪5的距离P4为26.0毫米，两边Z形垂直弯板6的距离P5为36.0毫米，D型桶塞定位件由6个直径为3.0毫米的凸焊点4通过电阻焊接固定在桶塞体1的内部。
图3是模拟桶塞扳手19与钢制D型桶塞定位件2的接触状态结构示意图，由图可见桶塞扳手19的外径20直径φt1为50.7±0.3毫米，桶塞内壁12的内径φP2为53.6±0.7毫米，桶塞扳手外径20与桶塞内壁12之间最大移动间隙a为1.95毫米。Z形垂直弯板6的对边尺寸P5为36.0毫米，它的对角尺寸P6为41.0毫米，桶塞扳手19的宽度t2为15.8毫米、内壁22的对边尺寸t5为36.0毫米。这样Z形垂直弯板6的接触面16的尖角15与桶塞扳手19的侧面21的有效接触长度b为2.50毫米，大于桶塞板手19的外径20到桶塞内壁12的最大移动间隙1.95毫米，在这种状态下，无论桶塞扳手19在钢制桶塞内如何变化移动位置，桶塞扳手19的侧面21与Z形垂直弯板6的接触面16和尖角15都在有效接触范围内。
图4是钢制D形桶塞定位件旋入八角法兰28的G2管螺纹29内形成封闭器密封系统结构示意图，由图3和图4可见，当标准桶塞扳手19插入钢制D型桶塞定位件作顺时针方向扭转时，桶塞扳手19的侧面21最先接触D型桶塞定位件2的两端、Z型垂直弯板6的接触面16的尖角15，随着桶塞扳手19继续顺时针扭转，D型桶塞定位件2带动桶塞体1旋入桶顶八角法兰28的G2管螺纹29内，当桶塞橡胶密封垫卷26随桶塞体1进入八角法兰28并受到压迫时会产生弹性变形反作用力，使D型桶塞定位件2受到的扭转力距增大。当桶塞盖边9的尖角10接触到八角法兰28的翻卷边25时，桶塞扳手扭转力距增大到超过D型桶塞定位件2的Z形垂直弯板6的接触面16的尖角15的材料屈服强度后，尖角15开始产生塑性变形，尖角15被桶塞扳手19的侧面21挤压成一定宽度的平面，初始的线拉触状态逐渐变为面接触状态，随着桶塞扳手19的扭转力距增大，接触面变宽，这种接触状态的出现，使桶塞扳手19的工作稳定性开始上升。与此同时D型桶塞定位件的Z型垂直弯板6的接触面16因结构位置与桶塞扳手19的扭转力距方向不垂直，因而产生二个扭转挤压分力，使Z形垂直弯板6受到两个方向挤压力的作用。一个挤压分力使Z形垂直弯板6和传力板7向桶塞内壁12横向倾斜，当Z形垂直弯板自身刚度不能抵抗横向倾斜挤压分力时，由于传力板7的圆弧形边11与桶塞内壁12为圆弧形接触面，间隙8只有0.1毫米，倾斜变形使传力板7立即靠紧在桶塞内壁12，把Z形垂直弯板6受到的横向挤压分力通过圆弧形边11均匀的分布到桶塞内壁12的接触面上，桶塞内壁12在较大接触面积作用下，单位面积受力很小，不会改变自身形状，就把横向挤压分力通过桶塞G2管螺纹13传给八角法兰28和桶顶23，由于钢桶顶嵌入式法兰封闭器系统刚度很大，不会使Z形垂直弯板6产生横向变形。另外一个挤压分力使Z形垂直弯板6和传力板7朝桶塞内壁12的纵向倾斜，Z形垂直弯板6恰好就是纵向布置，自身刚度较大，Z形垂直弯板6通过传力板7把纵向挤压分力分别传给纵向布置的Z形支撑爪5和旁边另一块同方向的Z形垂直弯板6，此时4个对称的Z形垂直弯板6和2个Z形支撑爪5在底板3和传力板7的联接作用下，依靠桶塞内壁12的支持，在桶塞内形成刚度很大的六足鼎立支撑结构，使Z形垂直弯板6不会产生纵向变形。
D型桶塞定位件采用传力板7联接Z形支撑爪5和Z形垂直弯板6，用圆弧形边11的大接触面与桶塞内壁12配合，不仅使Z形垂直弯板6在较大扭转力距下不变形，同时消除了传统定位件在受到桶塞扳手挤压变形时，引起桶塞失圆，造成封闭器密封性能下降的隐患。由于桶塞扳手19在较大扭转距下与Z形垂直弯板6的接触面16和尖角15保持良好的面接触状态，从而使桶塞扳手19具有很高的工作稳定性。
本发明D型桶塞定位件的制造方法技术方案是：先在Z形支撑爪5和Z形垂直弯板6的弯折位置上冲压8个防止分离工艺缝隙18应力集中，产生延伸裂纹的止裂孔17，然后在Z形支撑爪5的两边横向止裂孔17之间冲切4条分离用工艺缝隙18，便于Z形支撑爪5在弯折成形过程中与底板3和垂直弯板6顺利分离，最后在成形模具上挤压、弯折Z形支撑爪5，Z形垂直弯板6和传力板7。本发明涉及的制造方案中：Z形支撑爪5是利用底板3和Z形垂直弯板6的自身部分材料制作的，这种制造方法充分利用复合Z字形几何形状抗变形机械强度大的特点，增加D型桶塞定位件的刚度，同时减少钢材使用量。
本发明D型桶塞定位件的定位技术方案是：制造一种对称的Z形垂直弯板6，使它的侧面16的尖角15与桶塞扳手19的侧面21的接触长度大于桶塞扳手19与桶塞内壁12的移动间隙，这样无论桶塞扳手19在桶塞内如何移动位置，它的接触面都在Z形垂直弯板6的有效接触范围内。在本发明涉及的定位技术方案中：桶塞扳手19的侧面21与Z形垂直弯板6的侧面16的尖角15在钢制桶塞内不同的接触位置都有相同的接触面积。