[发明专利]具有强化侧壁的罐底以及制造该罐底的装置和方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种罐，例如一种用于包装充气饮料的金属罐。更具体地说，本发明涉及一种罐底强度增加的罐，以及制造这种罐的装置和方法。

发明背景

例如充气饮料等饮料一般都包装在由金属例如铝制成的罐中。两件式罐体一般是通过将罐底和罐身进行接合而形成的。通常来说，通过模压形成一个图1所示的罐底10来完成卷合。罐底10一般具有一个圆埋头压边筋(countersink bead)16、一个基本上水平的中心板18、一个终止于周缘卷曲边12的卷合板13和一个在该压边筋和卷合板之间延伸的截头圆锥形的侧壁部分14。通常来说，该侧壁14设置成与罐身20中心线7的平行线成约14°的角A。(除非另有说明，要不然本文中所提到的所有角度的数值都应理解成是正值，正角是指在从罐身的底部朝罐底向上延伸时远离罐身中心线的角。负角是指在从罐身的底部朝罐底向上延伸时朝向该中心线延伸的角。)

将罐身20的凸缘11设置在罐底10上卷合板13的下方，从而来进行卷合。然后将一个卷边压头2(chuck)嵌入该罐底10，如图1所示。通常来说，多个卷边压头2都各自具有截头圆锥形的(frustoconical)上下壁部分4和6。下壁部分6的角度B一般设置成比罐底侧壁14的角度A小几度，从而如果罐底侧壁的角度A为约14°时，压头下壁的角度B会是约11°。上壁部分4一般具有约0.130英寸的长度L，它的角度C一般设置成约4°。因而，上下壁部分4和6在边缘5处相交，从而形成一个约173°(即180°+4°-11°)的钝角。一般来说，该边缘5具有约0.005英寸的曲率半径。由于压头2下壁6的角度B比罐底下壁14的角度A要小，所以在该压头侧壁和该罐底侧壁之间邻近压头壁边缘5的地方形成有一个相对大的空隙，大小差不多为0.010英寸，如图1所示。

通过顺序地将头道和二道卷边辊轮施加到卷曲边12，以便将该卷曲边和凸缘11压向压头上壁4来完成卷边，从而产生一个标准的二重卷边22，如图2所示。

不幸的是，尽管在卷合的过程中压住了压头2，但当卷边辊轮的压力释放时，罐底的侧壁14有弹回即径向向外弹的趋势。因而，虽然常规卷边压头2的上下壁4和6形成了两个直的、截头圆锥形的区段，但卷合后的罐底10′的侧壁14′是弧形的，具有相对大的曲率半径R₁，如图2所示。卷合后侧壁14′的弯曲性削弱了卷边后罐底10′的强度。

最近开发出一种非标准的罐底，卷合后的侧壁是由在沿周向延伸的折边处相交的两个直的区段形成的。这样一种罐底在公开的PCT申请WO 96/37414中示出。这种结构是通过最初以一个据称优选在40°-45°范围内的大角度来形成罐底侧壁而实现的。根据这一公开的PCT申请中描述的方法，卷边压头具有一个以类似的大角度设置的下壁，和一个在+4°至-4°范围内的上壁。虽然这种方法产生了一个强化的罐底，但不幸的是，在该方法中要求的大罐底侧壁角并不适用于如上所述侧壁角仅仅为14°的标准罐底。

因此，最好能提供一种将常规罐底与罐身卷合的方法和装置，从而形成的卷边的罐底具有强度增加的侧壁。

发明概述

本发明的一个目的在于提供一种将常规罐底与罐身卷合的方法和装置，从而形成的卷边的罐底就具有强度增加的侧壁。这个目的及其它目的都是在一种将罐底和罐身卷合的方法中实现的，该方法包括的步骤有：(ⅰ)形成一个具有侧壁和周围卷合板的罐底，该侧壁是通过将一单个的基本上直的区段设置成与中心轴线相交成约12°-15°而形成的，(ⅱ)将一个压头嵌入该罐底邻近该侧壁的地方，该压头具有形成上下压头壁的上下部分，该压头下壁基本上是截头圆锥形的，并与该中心轴线相交成一角度，该角度不小于罐底侧壁基本上直的区段与该中心轴线所成的角度，该压头上壁与该中心轴线所成的角度在约0°至-2°的范围内，(ⅲ)将该罐底的卷合板与罐身进行卷合，从而将罐底侧壁改造为基本上直的上下区段，该基本直的上下区段相交成一个钝角。

本发明还包含一个用于将罐底和罐身进行卷合的压头，它包括：(ⅰ)一个形成上壁的上部，该上壁与该中心轴线相交成约0°至-2°的角度，(ⅱ)一个形成下壁的下部，该下壁基本上是截头圆锥形的，并与该上壁相交成一个约162°至168°范围内的角度。