具有铸造面板倒圆部的端盖和整形步骤.pdf

本发明提供了一种形成罐端部壳体的方法，所述方法包括：提供一种罐端部壳体，所述罐端部壳体具有中央面板部分、围绕所述中央面板部分的第一面板倒圆部、从所述第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕所述倒角部的第二面板倒圆部；铸造所述罐端部壳体，以围绕所述中央面板部分的圆周的至少一部分在所述第一面板倒圆部中形成铸造部分；和整形所述罐端部壳体以在所述倒角部中形成阶梯部。

权利要求书
1.  一种用于形成罐端部壳体的方法，所述方法包括：
提供一种罐端部壳体，所述罐端部壳体具有中央面板部分、围绕所述中央面板部分的第一面板倒圆部、从所述第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕所述倒角部的第二面板倒圆部；
铸造罐端部壳体，以围绕所述中央面板部分的圆周的至少一部分在所述第一面板倒圆部中形成铸造部分；和
整形所述罐端部壳体以在所述倒角部中形成阶梯部。

2.  根据权利要求1所述的方法，其中，铸造罐端部壳体包括：围绕所述中央面板部分的基本整个圆周在所述第一面板倒圆部中形成所述铸造部分。

3.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述罐端部壳体还包括：面板壁，所述面板壁从所述第二面板倒圆部延伸；沉头部，所述沉头部形成在所述面板壁的端部处；和夹壁，所述夹壁从所述沉头部向上延伸。

4.  根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：
实施下述操作中的至少一种：修改所述面板壁的形状；修改所述夹壁的形状；和加深所述沉头部。

5.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述倒角部相对于所述第一面板倒圆部的角度在大约30°至大约60°的范围内。

6.  根据权利要求5所述的方法，其中，所述倒角部相对于所述第一面板倒圆部的角度为大约45°。

7.  一种用于整形罐端部壳体的工具组件，所述罐端部壳体具有中央面板部分、围绕所述中央面板部分的第一面板倒圆部、从所述第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕所述倒角部的第二面板倒圆部，所述工具组件包括：
铸造工具组件，所述铸造工具组件包括：
铸造工具，所述铸造工具具有成角度段，所述成角度段 构造成在铸造操作期间围绕所述中央面板部分的所述圆周的至少一部分在所述第一面板倒圆部中形成铸造部分；和
整形工具组件，所述整形工具组件包括：
整形工具，所述整形工具具有整形段，所述整形段构造成在整形操作期间在所述倒角部中形成阶梯部。

8.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述铸造工具的所述成角度段构造成，围绕所述中央面板部分的基本整个圆周在所述第一面板倒圆部中形成所述铸造部分。

9.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述铸造工具组件还包括铸造支撑组件，所述铸造支撑组件构造成在所述铸造操作期间支撑所述罐端部壳体。

10.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述罐端部壳体还包括：从所述第二面板倒圆部延伸的面板壁；形成在所述面板壁的端部处的沉头部；和夹壁，所述夹壁从所述沉头部向上延伸；并且
其中，所述铸造工具还包括细长部分，所述细长部分构造成位于所述沉头部中。

11.  根据权利要求10所述的工具组件，其中，所述铸造工具的所述细长部分还构造成实施下述操作中的至少一种：加深所述沉头部；修改所述面板壁的形状；和修改所述夹壁的形状。

12.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述整形组件还包括整形支撑组件，所述整形支撑组件构造成在所述整形操作期间支撑所述罐端部壳体。

13.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述整形支撑组件还包括下部整形支撑工具，所述下部整形支撑工具具有：第一阶梯部，所述第一阶梯部构造成支撑所述倒角部的下端部；和第二阶梯部，所述第二阶梯部构造成支撑所述倒角部的上端部。

14.  根据权利要求7所述的工具组件，其中，所述罐端部壳体还包括：从所述第二面板倒圆部延伸的面板壁；形成在所述面板壁的所述端部处的沉头部；和从所述沉头部向上延伸的夹壁；并且
其中，所述整形工具还包括细长部分，所述细长部分构造成位于所述沉头部中。

15.  根据权利要求14所述的工具组件，其中，所述整形工具的述细长部分还构造成实施下述操作中的至少一种：加深所述沉头部；修改所述面板壁的形状；和修改所述夹壁的形状。

16.  一种罐端部壳体，罐端部壳体包括：
中央面板部分；
围绕所述中央面板部分的第一面板倒圆部；
从所述第一面板倒圆部延伸的倒角部；
围绕所述倒角部的第二面板倒圆部；
围绕所述中央面板部分的圆周的至少一部分形成于所述第一面板倒圆部中的铸造部段；和
形成于所述倒角部中的阶梯部。

17.  根据权利要求16所述的罐端部，其中，所述铸造部分围绕所述中央面板部分的基本整个圆周形成于所述第一面板倒圆部中。

18.  根据权利要求16所述的罐端部壳体，所述罐端部壳体还包括：
从所述第二面板倒圆部延伸的面板壁；
形成在所述面板壁的端部处的沉头部；和
从所述沉头部向上延伸的夹壁。

19.  根据权利要求16所述的罐端部壳体，其中，所述倒角部相对于所述第一面板倒圆部的角度在大约30°至大约60°的范围内。

20.  根据权利要求19所述的罐端部壳体，其中，所述倒角部相对于所述第一面板倒圆部的角度为大约45°。

说明书具有铸造面板倒圆部的端盖和整形步骤
相关申请的交叉引用
本专利申请根据35U.S.C§119(e)要求在2012年10月18日提交的题目为“具有铸造面板倒圆部的端盖和整形步骤”的美国临时申请No.61/715,461的优先权，其全部内容在此以引用的方式并入本文。
技术领域
所公开构思整体涉及一种容器，并且更加特别地涉及一种用于金属容器的罐端部或壳体，所述金属容器诸如是啤酒罐或者饮料罐，以及食品罐。所公开构思还涉及用于选择性地形成罐端部或壳体以减小所用的材料量的方法和工具。
背景技术
用于保持诸如食品和饮料的产品的金属容器(例如，罐)通常设置有易打开的罐端部，在罐端部上，拉片附接(例如但非限制性地，铆接)到撕裂条或者可断开的面板。可断开的面板由罐端部的外表面(例如，公共侧)中的刻痕线限定。拉片构造成被提升和/或拉动以使得刻痕线断开并且使得可断开的面板偏转和/或移除，由此产生了用于分配罐中的内含物的开口。
当制造罐端部时，其起始于罐端部壳体，所述罐端部壳体由金属片材制品(例如但非限制性地，铝片材、钢片材)形成。随后，将壳体运送到转换压力机，所述转换压力机具有多个相继的工具站。当壳体从一个工具站前进到下一个工具站时，实施转换操作直到完全将壳体转换成所期望的罐端部并且从压力机中排放所述壳体为止，所述转换操作例如但非限制性地是铆接成形、镶板、刻痕、模压加工、拉片固定和拉片铆固。
在罐制造工业中，为了制造为数可观的罐，需要大量金属。因此，这类工业中始终存在减小消耗的金属量的目标。因此持续不懈地努力来减小制造罐端部和罐体的原材料的厚度或者厚薄(有时称作“减小厚度(down-gauging)”)。然而，当使用更少的材料(厚度较薄)时，产生了需要研发独特的解决方案的问题。因此，在这种工业中持续需要减小用于形成这种容器的材料的厚度并且因此减少所用的材料量。然而，尤其是，与由厚度相对薄材料形成罐端部的变形有关的劣势是例如由于容纳在附接有罐端部的罐内的产品产生的压力(诸如，由碳酸饮料产生的压力，或者由在食物和/或饮料应用场合中所涉及的消毒或者巴氏杀菌处理产生的压力)而导致罐端部存在起皱的趋势。
因此，对诸如啤酒罐/饮料罐和食品罐的容器、选择性形成的罐端部或壳体和用于提供这种端盖或壳体的工具和方法皆存在改进空间。
发明内容
所公开构思的实施例满足这些需求和其它需求，所述构思涉及形成罐端部壳体的方法、整形罐端部壳体的工具组件和罐端部壳体。
作为所公开构思的一个方面，形成罐端部壳体的方法包括：提供罐端部壳体，所述罐端部壳体具有中央面板部分、围绕中央面板部分的第一面板倒圆部、从第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕倒角部的第二面板倒圆部；铸造罐端部壳体，以围绕中央面板的圆周的至少一部分在第一面板倒圆部中形成铸造部分；和整形罐端部壳体以在倒角部中形成阶梯部。
作为所公开构思的另一个方面，提供了一种用于整形罐端部壳体的工具组件，所述罐端部壳体具有中央面板部分、围绕中央面板部分的第一面板倒圆部、从第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕倒角部的第二面板倒圆部。工具组件包括：铸造工具组件，所述铸造工具组件包括铸造工具，所述铸造工具具有成角度段，所述成角度段构造成在铸造操作期间围绕中央面板部分的圆周的至少一部分在第一面板倒圆部中形成铸造部分；和整形工具组件，所述整形工具组件包括整形工 具，所述整形工具具有整形段，所述整形段构造成在整形操作期间在倒角部中形成阶梯部。
作为所公开构思的另一个方面，罐端部壳体包括中央面板部分、围绕中央面板部分的第一面板倒圆部、从第一面板倒圆部延伸的倒角部和围绕倒角部的第二面板倒圆部、围绕中央面板部分的圆周的至少一部分形成于第一面板倒圆部中的铸造部分、和形成于倒角部中的阶梯部。
附图说明
当结合附图阅读时，可从优选实施例的以下描述中获得对所公开构思的充分理解，附图中：
图1是根据所公开构思的在整形之前罐端部的一部分的放大的侧截面图；
图2是根据所公开构思的一个实施例在正铸造时罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图3是根据所公开构思的一个实施例在已经铸造之后罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图4是根据所公开构思的一个实施例在正整形时罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图5是根据所公开构思的一个实施例在已经整形之后罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图6和图7是根据所公开构思的一个实施例在正整形之前另一个罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图8是根据所公开构思的一个实施例在已经整形之后其它罐端部壳体的一部分的放大的侧截面图；
图9至16A图解了根据所公开构思的一个实施例的罐端部形成步骤。
具体实施方式
出于阐释的目的，将描述所公开构思应用于壳体的实施例，尽管显而易见的是，它们还能够应用于适当地增强任何已知或者适当的罐端部(例如但非限制性地，饮料/啤酒罐端部；食品罐端部)的面板部分。
应当意识到的是，在此在附图中图解和在以下描述中描述的具体元件仅仅为所公开构思的示例性实施例，为了阐释的目的，所述示例性实施例仅仅设置为非限制性示例。因此，关于在此公开的实施例的具体尺寸、取向和其它物理特征不应当视为限制所公开构思的范围。
除非在此有明确说明，在此使用的方向短语，诸如，左、右、前、后、顶、底、上、下及它们的派生词均为涉及在附图中示出的元件的取向，而不对权利要求进行限制。
如在此所应用的，术语“罐”和“容器”基本可以互换使用，以表示任何已知或者适当的容器，所述容器构造成容纳物质(例如但非限制性地，液体；食物；任何其它适当的物质)，并且特别地包括但不局限于饮料罐(诸如啤酒和苏打饮料罐)以及食品罐。
如在此所应用的，术语“罐端部”指的是为了密封罐构造成联接到罐的盖子或者盖。
如在此所应用的，术语“罐端部壳体”可以与术语“罐端部”基本互换使用。“罐端部壳体”或者简称“壳体”是一种构件，由所公开的工具对所述构件起作用并且转换所述构件，以便提供期望的罐端部。
如在此所应用的，两个或者更多个部件“联接”在一起的表述表示部件直接接合在一起或者通过一个或者多个中间部件接合在一起。
如在此所应用的，术语“数量”将表示一个或者大于1的整数(即，多个)。
图1示出了在根据所公开构思的一个非限制性实施例在正整形之前罐端部壳体10的一部分的放大的截面图。罐端部壳体10具有大体平面的中央面板部分11、围绕中央面板部分11的第一面板倒圆部12、从第一面板倒圆部12延伸的倒角部13和围绕倒角部13的第二面板倒圆部14。罐端部壳体10还具有从第二面板倒圆部14向下延伸的面板 壁15、围绕面板壁15的沉头部16、从沉头部16向上延伸的夹壁17、和围绕夹壁17的弯曲凸缘20，所述弯曲凸缘20用于在罐端部壳体已经转换成成品罐端部之后将罐端部壳体10双重接合到罐或其它容器或者用其它方法附接到罐或其它容器。
罐端部壳体10具有：内表面，所述内表面适于暴露于容器的内含物；和外表面，其用于暴露于环境。罐端部壳体10可以例如但非限制性地由诸如铝合金的金属片材形成。在一个非限制性实施例中，铝合金用于形成罐端部壳体10并且铝合金的厚度例如但非限制性地在大约0.0082英寸至大约0.013英寸的范围内。然而，应当意识到的是，针对壳体或者罐端部的任何已知或者适当类型和/或构造，所公开构思可对任何已知或者适当厚度的材料进行应用。在不背离所公开构思范围的前提下，罐端部壳体10还可以由任何其它适当的材料形成，诸如，钢、马口铁、聚合物-铝层压件和合成物材料。
倒角部13相对于中央面板11形成角度θ。在一个非限制性实施例中，角度θ为大约45°。在另一个非限制性实施例中，角度θ处于大约30°至大约60°的范围内。然而，应当意识到的是，在不背离所公开构思的范围的前提下，角度θ可以具有任何值。
图2示出了根据所公开构思的一个非限制性实施例通过铸造工具组件正铸造罐端部壳体10时其一部分的放大的侧截面图，图3示出了在已经铸造罐端部壳体10之后的罐端部壳体10。用于铸造罐端部壳体10的工具包括铸造工具30和铸造支撑组件，所述铸造支撑组件包括上部铸造支撑工具40和下部铸造支撑工具50。尽管在图2中示出了两个上部工具和一个下部工具，但是可以设想的是在不背离所公开构思的范围的前提下可以应用任何数量的工具。例如但非限制性地，铸造工具30和上部铸造支撑工具40可以形成为整体一件工具或者分离成任何数量的工具。类似地，下部铸造支撑工具50可以分离成任何数量的工具。
铸造工具30具有成角度段31，当如图2所述在铸造操作期间将成角度段31压抵在罐端部壳体10上时，所述成角度段31致使围绕中 央面板部分11的圆周的至少一部分在第一面板倒圆部12中形成铸造部分18(见图3)。在不背离所公开构思的范围的前提下，铸造部分18还可以围绕中央面板部分11的整个圆周形成于第一面板倒圆部12中。
铸造工具30还包括第一细长部分32。在图2所述的铸造操作期间，第一细长部分32构造成就位于沉头部16中。在一些实施例中，第一细长部分32还可以用于整形罐端部壳体10，例如而非局限性地加深沉头部16的深度和/或改变面板壁15和/或夹壁17的形状，例如通过使其基本竖直进行改变。
上部铸造支撑工具40和下部铸造支撑工具50在正铸造罐端部壳体10时支撑罐端部壳体10。也就是说，上部铸造支撑工具40包括第一平坦部分41，所述第一平坦部分41构造成在图2所示的铸造操作期间抵接在中央面板部分11的上侧上。类似地，下部铸造支撑工具50包括第二平坦部分51，所述第二平坦部分51构造成在图2所示的铸造操作期间抵接在中央面板部分11的下侧上。下部铸造支撑工具50还包括第一弯曲部分52、倒角部分53和第二弯曲部分54，它们构造成分别顺应第一面板倒圆部12的底侧、倒角部13和第二面板倒圆部14，由此在图2所示的铸造操作期间支撑罐端部壳体10的下侧。
在铸造操作中，可以以本领域中已知的方式由带将罐端部壳体10从一个工位运送到另一个工位。带(未示出)将罐端部壳体10运载到图2中示出的铸造工具组件。如图2所示，上部铸造支撑工具40和下部铸造支撑工具50在罐端部壳体10上闭合，以在将铸造工具30压抵在罐端部壳体10上时支撑罐端部壳体10，以便在第一面板倒圆部12中形成铸造部分18。在图3中示出了包括铸造部分18的罐端部壳体10。
铸造第一面板倒圆部12冷加工铸造区域中的金属，并且由此增强第一面板倒圆部12，所述第一面板倒圆部12继而使得罐端部壳体10更易于抵抗例如因与罐端部壳体10最终附接的容器内的压力而导致的屈曲。铸造第一面板倒圆部12还产生了罐端部壳体10中金属的增 大的表面面积。然而，铸造第一面板倒圆部12也产生了不期望的金属松散(loose)或松弛(slack)。
图4示出了根据所公开构思的一个非限制性实施例在正整形罐端部时罐端部的一部分的放大的侧截面图，图5示出了在已经整形罐端部壳体10之后的罐端部壳体10。
在铸造操作之后，将罐端部壳体10转移到如图4所示的整形工具组件，以便整形罐端部壳体10。应当意识到的是，可以将罐端部壳体10从铸造工具组件直接或者间接地转移到整形工具组件。例如，可以在罐端部形成处理中的不同阶段期间应用铸造工具组件和整形工具组件，在图9至16A中描绘了其非限制性示例，并且可以在铸造罐端部壳体10和整形罐端部壳体10之间实施其它成形步骤。
整形工具组件包括整形工具60和整形支撑组件，所述整形支撑组件包括上部整形支撑工具70和下部整形支撑工具80。尽管在图4中示出了两个上部工具和一个下部工具，但是可以设想的是，在不背离所公开构思的范围的前提下，可以应用任何数量的工具。例如但非限制性地，整形工具60和上部整形支撑工具70可以组合成单个工具或者分离成任何数量的工具。类似地，下部整形支撑工具80可以分成任何数量的工具。
整形工具60包括整形段61，当在图4中所示的整形操作期间将整形段压抵在倒角部13上时，所述整形段61致使在罐端部壳体10的倒角部13中形成阶梯部19(见图5)。
整形工具60还包括第二细长部分62。第二细长部分62构造成在整形操作期间就位于沉头部16中。在一些实施例中，与铸造工具30的第一细长部分32相同地，第二细长部分62也可以用于整形罐端部壳体10，例如非限制性地，以加深沉头部16的深度和/或改变面板壁15和/或夹壁17的形状，例如通过使其基本竖直进行改变。
上部整形支撑工具70和下部整形支撑工具80在形成阶梯部19时支撑罐端部壳体10。为此，上整形工具70包括第三平坦部分71，而下整形工具80包括第一阶梯段81和第二阶梯段82。在图4中所示 的整形操作期间，第一阶梯段81支撑倒角部13的下端部，而第二阶梯段82支撑倒角部13的上端部。
在倒角部13中形成阶梯部19的操作利用在如图2所示的铸造罐端部壳体10时已经产生的过量的或者松散的金属，并且使得中央面板部分11中的金属基本处于拉伸状态中。利用过量或松散的金属减小了罐端部壳体10的屈曲趋势并且减小了中央面板部分11因容器的内压力而向上隆起或者鼓起的趋势。减小罐端部壳体10隆起或者鼓起的趋势允许减小用于制造罐端部壳体10的材料的厚度或者厚薄。
应当意识到的是，在图2和图4中描绘的铸造和整形过程并不局限于图1中示出的罐端部壳体10，而是可以应用于罐端部壳体的其它几何结构。例如，图6至图8图解了铸造和整形罐端部壳体110的另一个示例。尽管罐端部壳体110也包括中央面板部分111、面板倒圆部112、面板壁115、夹壁117和弯曲凸缘120，但是它们的几何结构与图1中示出的罐端部壳体10的对应部分不同。罐端部壳体10和罐端部壳体110之间的另一个不同之处在于：罐端部壳体110初始没有包括倒角部。然而，如图7所示，可以实施一个处理以在罐端部壳体110的面板倒圆部112中或者周围形成倒角部113。与罐端部壳体10类似地，罐端部壳体110的倒角部113相对于中央面板部分111形成角度θ。在一个非限制性实施例中，角度θ为大约45°。在另一个非限制性实施例中，角度θ在大约30°至大约60°的范围内。然而，应当意识到的是，在不背离所公开构思的范围的前提下，角度θ可以具有任何值。然后，可以在罐端部壳体110上实施与图2和图4中示出的那些铸造和整形处理类似的铸造和整形处理，以形成铸造部分118和阶梯段119，如图8所示。
应当意识到的是，仅仅为了阐释的目的，根据所公开构思的两个非限制性实施例提供了图1和图6中示出的罐端部壳体10和110。还应当意识到的是，在不背离所公开构思的范围的前提下，上述铸造和整形处理可以应用于多种罐端部壳体几何形状。
根据所公开构思，形成罐端部大体包括高达八个或更多个成形步 骤的处理，在图9至16A中示出了其非限制性示例。具体地，图9和图9A示出了第一工具站中可能发生的起泡形式。图10和图10A图解了可以在第二工具站实施的第一铆接形式。图11和图11A图解了可以在第三工具站中实施的第二铆接形式和铸造处理。图12和12A图解了刻痕线的形成，其可以在第四工具站中实施。图13和13A图解了可以在第五工具站中实施的面板成形。图14和14A图解了可以在第六工具站中实施的铆合处理。图15和15A图解了可以在第七工具站实施的铆钉再击打和刻字处理。图16和16A图解了可以在第八工具站实施的拉片擦拭和下敲处理。
在一个非限制性实施例中，例如在图2中描绘的铸造处理可以由第三工具站实施，并且例如在图5中示出的整形处理可以由第七工具站或者第八工具站实施。然而，应当意识到的是，在不背离所公开构思的范围的前提下，例如在图2中描绘的铸造处理和例如在图5中描绘的整形处理可以由其它工具站实施。而且，应当意识到的是，仅仅为了图解的目的，根据所公开构思的一个非限制性实施例提供了上述成形步骤和处理以及对应的工具站。
尽管已经详细描述了所公开构思的特定实施例，但是本领域中的技术人员应当意识到的是，根据所公开构思的教导可以研发对那些细节的多种修改方案和替代方案。因此，所公开的特定布置方案仅仅为阐释目的并且并不旨在限制所公开构思的范围，所附的权利要求及其所有等效方案给予所述所公开构思宽泛的范围。