[发明专利]具有多个支撑脚的金属容器无效
申请号: | 97195756.8 | 申请日: | 1997-04-18 |
公开(公告)号: | CN1073951C | 公开(公告)日: | 2001-10-31 |
发明(设计)人: | D·J·维曼;D·H·亨克尔曼 | 申请(专利权)人: | 安休舍-布希公司 |
主分类号: | B65D8/00 | 分类号: | B65D8/00 |
代理公司: | 中国专利代理(香港)有限公司 | 代理人: | 周备麟,章社杲 |
地址: | 美国密*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 具有 支撑 金属 容器 | ||
发明领域
本发明涉及具有圆柱形侧壁和与之成整体的底壁的薄壁金属罐。一方面,它涉及一种罐,该罐的底壁具有多个独立的支撑构件。
发明背景
目前,例如那些用于包装啤酒、软饮料和其他饮料的薄壁金属罐在美国的年生产量超过九百亿个。由于这种极其大量的生产,即使在制造这些罐时有极少量的金属节省下来也能导致成本的巨大节省。因此,将制造这种罐所用金属的初始厚度减小万分之一英寸(0.0001英寸)是有意义的。当今的技术能够生产并不破坏完整性而侧壁厚度低至0.005英寸的12盎司罐,因为从结构上而言,这种密封罐是一种圆柱形“压力罐”。也就是说,它的部分强度取决于其内所盛装的液体和气体所施加的内部压力。与此相反,传统罐的底部厚度约为0.010英寸至0.011英寸,以便承受在制造和装填操作中施加在未密封罐子上的高至200磅的轴向载荷,并且抵抗由于装运或堆叠所产生的轴向载荷或者由于40至100磅/英寸2(psig)的内部压力使密封罐引起的不希望有的变形。
金属饮料罐的大多数应用要求具有竖立稳定性、堆叠稳定性、可移动性以及对装运和处理载荷及振动的抵抗能力。
竖立稳定性是指罐在一平坦的水平面上搁置于竖直位置而不发生晃动或倾斜的能力。竖立稳定性在空的和充满的罐子的自动加工过程中以及为了使消费者方便和满意而言都是重要的。位于罐子底部的用以在一平坦水平面上支承竖立罐子的构件被称为“竖立构件”。以罐子纵轴线为中心且经过各竖立构件的假想圆的直径表示所谓“竖立直径”的一个参数。通过尽可能远离罐子纵轴线沿径向向外设置竖立构件、即通过增加竖立直径提高竖立稳定性。
堆叠稳定性是指罐在位于其下的相邻罐子的顶部上稳定搁置于竖直位置的能力。堆叠稳定性包括罐子对倾斜或晃动的抵抗性以及对相堆叠罐子之间的横向移动的抵抗性。堆叠稳定性一般是通过在上面罐子的底部轮廓上设置与位于下面罐子之盖子轮廓上的构件相互配合的构件并且通过在上面罐子的底部和下面罐子的盖子及突出部之间设置足够的间隙来实现的。
可移动性是指罐子能够通过自动的处理和输送设备而不会倾斜、卡住、夹住或其它阻碍操作的能力。例如,罐子必须能够通过输送系统中的“固定板”而不会翻倒或卡住。可移动性尤其涉及空的罐子,因为它们重量轻而减少了抗倾斜的能力,不过可移动性对于空的和充满的罐子都是必需的。已经得知,可移动性取决于竖立直径和竖立构件的轮廓,即,一般通过增加竖立直径和竖立构件的半径提高了可移动性。
对装运和处理载荷及振动的抵抗能力是指罐子承受轴向载荷的能力,该轴向载荷是由在装运过程中堆叠于其上的其它罐子和在卡车及其它配送和输送车辆中输送时产生的振动引起的。振动和轴向载荷联合在罐子的壁中产生挠曲,这最终可导致金属的疲劳裂纹。罐子的内部盖子板和内部底壁最易产生这种由挠曲产生的裂纹。因此,优选的是堆叠接合的那些罐子在上面相邻罐子的内部底壁与下面相邻罐子的内部盖子板或提升突出部之间并未接触。
为了满足罐子底部的结构要求,传统的生产方法是将罐子底部形成外部凹形,即向上的圆顶形,如果在内部压力下它向外有些凸起,则不会影响竖立稳定性,并且当处于堆叠接合状态时,它不会接触另一个罐子的内部盖子板或提升突出部。不过,这种向上的圆顶底部必须由较厚的材料形成以抵抗过度变形。另外,向上的圆顶底壁减少了罐子的内部容积,并且如果内部压力过高,它将呈现一种所谓“圆顶反向”的失效模式,因此使罐子不稳定且不能出售。
美国专利3,904,069,4,412,627和4,431,112公开了向上的圆顶形罐子底部和由内部压力引起的圆顶反向现象。然而,向上的圆顶形罐子底部在此将不作进一步描述,因为本发明将不再使用一种向上的圆顶形罐子底部并且拟用另一种方式将其替换。
美国专利3,979,009,4,037,752和5,421,480披露了对具有传统向上圆顶底壁的罐子结构的一种替换形式“可移置”底壁结构。可移置底壁结构具有在罐子未受压时提供竖立稳定性的第一竖立构件,然而当罐子内的内部压力超过一预定值时,底壁向下移动以提供代替第一构件提供竖立稳定性的第二竖立构件。这种可移置底壁结构在底壁向外移动时改变了罐子的整体高度。然而,可移置罐子底部在此将不作进一步描述,因为本发明将不再采用可移置底壁结构并且拟采用另一种方式将其替换。
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