容器口部壓合裝置及設備的制作方法

本發明涉及一種容器口部壓合裝置，以及配裝該容器口部壓合裝置的容器口部壓合設備。

背景技術：

金屬材質，尤其是不銹鋼，以其穩定性高、機械性能良好、來源廣、技術成熟和符合食品安全要求等優點被家電行業廣泛使用，在廚房電器中，不銹鋼多做成杯體、罐體、鍋體等容器，用于盛放物質，以便實現電器功能。

容器一般為板材成型，容器口成型后會產生相對銳利的邊緣，若不加以修整或者進一步的加工，非常容易劃傷人體。一般對容器口進一步的加工，遮蔽其邊緣。目前業界多使用卷圓工藝，使容器口卷繞，而使邊緣位于所形成的卷的內部，卷的其他部分對其邊緣形成遮蔽。

然而，卷圓工藝會使得容器口部的“卷”具有一個相對“封閉”的腔室，卷圓并不能使“卷”充分封閉，從而在使用過程中死于腔室容易藏污納垢，污垢的成分取決于食材類別，但無論那種類型的污垢因其藏于所述腔室，而無法實現有效的清洗，留下食品使用安全隱患。

可以參考的示例可見于雙層不銹鋼碗，其碗口采用金屬卷繞工藝而將切割基材所產生的刃口包繞在內，但長時間使用后雙層結構所形成的容腔內都會有水進入，非常容易滋生細菌。金屬卷繞所形成的結構密封性能非常差，污垢及水容易進入，但卻沒有辦法有效的進行清理。

此外制成成品使用后，所述腔室內囤積的污垢容易產生微電池，加上使用環境的潮濕性，極易形成腐蝕，嚴重降低不銹鋼的使用壽命。

現階段卷圓工藝的實現依賴于滾壓成形，此類成型工藝自身也存在著一些缺點，具體如下：

1.依靠工件轉動實現對其卷圓的加工，無法對方形等異形容器進行加工，功能性差。

2.加工繁瑣，耗時多，效率低，操作人員易與高速運行設備接觸，安全性差。

3.加工時使容器口部偏斜、變形，加工面易形成褶皺和明顯壓痕，或卷圓加工不足，縫隙較大。一致性差，廢品率高。

可參考地，如中國專利文獻CN201058491Y，盡管其所公開的卷邊裝置適用于塑料容器口的卷邊，但卷邊是有效避免容器口邊緣暴露在外的有效手段。專利文獻CN201058491Y通過環形凹槽實現卷邊，卷邊后所產生的容器口結構可見于其附圖1，大致是一種朝向容器底部的槽，屬于比較難以清理的結構，顯然，家庭條件下，金屬容器口所形成的大致呈圓形的卷的清理是基本無法實現的。

中國專利文獻CN203265586U公開了一種湯鍋口部成型的方法，其口部成型完全依賴于金屬流動或者說金屬的塑性變形模壓成型，湯鍋口部基于金屬在高壓擠壓狀態下的流動起級，不同于切割所產生的刃口，由金屬流動所形成的口部的邊棱比較圓鈍。應當理解，例如不銹鋼材質的容器，所使用基材往往比較薄，難以產生起級所需要的金屬流動量，因此，基于金屬流動的口部成型方法在很多應用中無法實現。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種有效消除在容器口形成易于藏污納垢的容腔結構的容器口部壓合裝置，本發明還提供了一種配裝該容器口部壓合裝置的容器口部壓合設備。

依據本發明的實施例中，提供一種容器口部壓合裝置，其基本結構包括：

成型槽塊，該成型槽塊的上表面具有環形的成型槽，并以環形槽的型心為中心開有第二中心孔；構建成型槽徑向方向內壁的結構體為初始支撐部；

成型塊組，具有一組總圓心角為360度且個體幾何結構相同的扇形塊，該組扇形塊為具有給定勁度系數的彈性部件所抱箍而形成所述成型塊組，成型塊組的中心為上大下小的錐形導引孔，下端為成型頭，初始狀態時成型頭支撐在所述初始支撐部上；

導向柱組件，具有與所述錐形導引孔配合而具有相同錐度的導引塊，以及在導引塊軸向連接導引塊的定位柱；以及

作動部件，在定位柱穿過所述第二中心孔后連接定位柱，而在定位柱軸向驅動該定位柱。

上述容器口部壓合裝置，可選地，初始支撐部所確定的槽壁為上部向心、下部離心的凸曲面。

可選地，用于成型槽塊固定的結構是位于成型槽槽底的固定螺釘孔。

可選地，所述成型塊組中成型塊的個數為8~16個，且初始狀態下，成型塊組的長徑比為1：1.8~1:2.5。

可選地，所述彈性部件為彈簧帶組，且該彈簧帶組具有奇數個彈簧帶，從而在成型塊組的軸向，彈簧帶均勻排布；或

除位于中間的彈簧帶外，位于中間彈簧帶上方的彈簧帶組與位于中間彈簧帶下方的彈簧帶組關于中間彈簧帶對稱。

可選地，當成型塊組到達下行止點時，該成型塊組的側面恰好與工件的內壁留有間隙。

可選地，所述定位柱還包括位于導引塊上側的部分，記為上端部；

相應地，所述容器口部壓合裝置還包括連接于所述上端部以提供向上的復位力的復位部件，該復位部件支撐在成型塊組的上端。

可選地，所述復位部件為復位盤總成，該復位盤總成包括：

上固定盤，與所述上端部固定連接；

下固定盤，與上固定盤對位設置，并開有用于上端部通過的過孔；

彈簧總成，至少配有一對，并以過孔軸線為軸環形陣列；

其中，彈簧總成的彈簧導柱下端固定于下固定盤，上端導向于上固定盤上預設的導向孔；彈簧總成的彈簧為圓柱彈簧，套裝在彈簧導柱上并介于上固定盤與下固定盤之間。

可選地，所述導向孔包括上下兩部分，上部為圓柱孔，下部為上小下大的圓錐孔，該圓錐孔部分的容納所述圓柱彈簧。

依據本發明的實施例，還提供了一種使用前述的容器口部壓合裝置的容器口部壓合設備，所述容器壓合設備還包括：

工作臺，臺面上承托所述成型槽塊，工作臺下部的空間內容置所述作動部件；

其中，所述作動部件為液壓缸，該液壓缸的推桿連接所述定位柱的下端。

依據本發明的實施例，提供一種上表面具有成型槽的成型槽塊，成型槽用于納入已經卷繞的容器口部，進而提供成型塊組，該成型塊組初始狀態支撐在成型槽塊的初始支撐部上，在成型塊組沒有張開的條件下，不影響工件在工位上的上裝；隨著導向柱組件的下行，導向柱組件上的導引塊與成型塊組的導引孔配合所形成的錐形配合結構，首先使成型塊組中的成型塊產生徑向位移，而逐漸張開，直至其成型頭脫開初始支撐部的支撐而在導引柱組件對其的軸向分力作用下進入成型槽而壓制在容器口部待壓合的位置。給定勁度系數的彈性部件使成型頭具有所需的向下的壓力，該壓力不小于成型頭的成型力即可，容易設計。如此一來，容器口的邊緣被壓合，而不在具有藏污納垢的空間。

附圖說明

圖1為一實施例中容器口部壓合設備結構示意圖。

圖2為一實施例中容器口部壓合裝置結構示意圖。

圖3為一實施例中復位盤組件結構示意圖。

圖4為一實施例中導向柱組件結構示意圖。

圖5為一實施例中成型快組主視結構示意圖（局部剖）。

圖6為相應于圖5的俯視結構示意圖。

圖7為一實施例中成型槽塊俯視結構示意圖。

圖8為相應于圖7的主視結構示意圖。

圖9為作為工件的容器在容器口部壓合成型裝置的工位示意圖。

圖10為容器口部壓合過程流程圖。

圖中：1.容器口部壓合裝置，2.控制裝置，3.控制面板，4.加工臺，5.液壓站，6.電動機，7.儲油箱，8.閥門組，9.液壓缸。

11.導向柱組件，12.復位盤組件，13.成型塊組，14.成型槽塊，15.底固定板。

111.定位柱，112.導向塊，113.固定螺母。

121.下固定盤，122.過孔，123.彈簧，124.上固定盤，125.定位螺母，126.復位銷，127.第一中心孔，128.圓錐孔。

131.避讓導引孔，132.成型頭，133.成型塊，134.導引孔，135.彈簧帶。

141.固定螺釘，142.第二中心孔，143.成型槽，144.支撐導引部。

G.工件。

具體實施方式

參照說明書附圖9，圖中，工件G所表示的是一種桶形容器，在加工位置，即工位，容器口部在下，圖9以及圖10的前兩個步驟可見，容器口部的邊緣通過向內卷繞，以使其相對銳利的邊緣不暴露在外，對于常規的容器口部，圖中所示的結構并沒有卷繞到位，但能夠滿足本實施例中相關容器口部壓合設備的進一步成型。

有圖9可知，工件的口部形成藏污納垢的空腔，而容易滋生細菌，在容器中導入例如熱水，空腔會受熱，內部的部分污垢可能會隨著膨脹的空氣排出而進入容器，從而有比較高的衛生安全隱患。

同時，如圖9和10所示，依據本發明的實施例，相關容器口部壓合裝置及設備適用于容器口部邊緣向內卷繞的容器。關于內外，本領域的技術人員應有清楚的理解，是關于容器內和容器外所確定的基礎參考系。

對于圖1中所示的容器口部壓合設備，其整體上是一種上下結構，壓合的作動方向為上下方向，且為圖4的導向柱組件11的軸向所確定，即壓合的作動方向為導向柱組件11的軸向。

此外，應當理解，圖中導向柱組件11理想狀態下，優選為與成型塊組13、復位盤組件12以及成型槽塊14具有理想的同軸度，以此確定另外一個參考，即以同軸度所保證的基準軸為基礎，本實施例中的軸向、徑向以及周向均以此為基礎，有額外說明時，在描述特定的部件時除外。

圖10示出了容器口部壓合的成型過程，或者說流程，工件G放置在容器口部壓合裝置1的加工位置時，導向柱組件11還沒有作動，成型塊組13處于圖10的最左邊狀態，成型塊組13的成型頭132支撐在成型槽塊14的支撐導引部144上。若實現圖10中間和最右邊成型頭132的移動，加以保證的是楔形結構的配置，本實施例中表現為錐形的導向塊112與導引孔134的配合，導引孔134與導向塊112的錐度相同，當導向塊112下行時，能夠使成型塊133產生徑向移動。同時，受例如圖5中所示的彈簧帶135的反作用，成型塊組13會有一定的下壓力，當下壓力達到容器口部變形所需要的應變力時，就能夠壓合容器口部。

進而，成型塊133的徑向移動會逐漸的使其脫離支撐導引部144的支撐，而進入成型槽143，進而對位于成型槽143內的容器口部進行壓合。

本領域的技術人員據上述的各種技術條件可知，加以對應的，成型塊133徑向移動到一定程度后，或者說成型塊組13的成型頭132進入成型槽143后，成型塊133的徑向移動受到抑制，而變為向下或者軸向的移動，對容器口部進行壓合。

加以實現的，參照本發明所提供的附圖說明如下：

容器口部壓合裝置壓合卷繞所形成的容腔，從而消除藏污納垢的容腔，其基本結構包括成型槽塊14,、成型塊組13和導向柱組件11，以及驅動導向柱組件11的作動部件，作動部件提供導向柱組件11軸向的移動，基礎的運動形式是直線運動，例如液壓缸9活塞桿所提供的推拉運動。

參見說明書附圖7~10，關于所述成型槽塊14，其在圖中，整體上是一個盤形件，具有上盤面和下盤面，其中其下盤面與圖1中的加工臺4的臺面接合，然后裝配在加工臺4上。

成型槽塊14在一些實施例中可以采用螺栓連接的方式固定在加工臺4上，螺栓可以分布在成型槽143之外，也可以位于成型槽143之內，以不干涉成型為準。

在圖7所示的結構中，固定螺釘141位于成型槽143的外圍，以減少對成型槽143的影響；不過，在一些實施例中，固定螺釘141也可以位于成型槽143內，采用沉孔結構，對成型影響較小。并且此處成型槽塊14相對較薄，利于螺釘的穿設和固定。

成型槽塊14根據容器的口部形狀來確定，大部分的容器口部是圓形口，因此，在大多數的應用中，成型槽塊14可以是圓盤形，而一些容器口部是例如矩形結構，成型槽塊14可以配置為矩形盤。

可以理解的是，當容器口部為圓形口部結構時，成型槽塊14也可以是矩形結構。

成型槽塊14的上盤面或者說上表面設有成型槽143，由于大多數的容器口部是圓形口部結構，因此，在圖7~10所示的結構均以適配于具有圓形結構的容器口部結構。

成型槽143是一個環形槽，盡管成型塊組13張開后，成型塊133之間存在間隙，但并不影響壓制成型，首先，從圖10中可以看出，成型塊133的工作行程并不大，換言之，完全張開后，匹配附圖10最右邊的圖，成型塊133之間的間隙并不大，而金屬受金屬組織的影響，即便成型塊組13張開后并不能壓制全在容器口部周緣，但對最終的壓合效果影響并不大。

所述成型槽塊14開有中心孔，即圖8中所示的第二中心孔142，該第二中心孔142的軸線為環形槽的軸線，同樣是成型槽塊14的軸線，換言之，第二中心孔的軸線是成型槽塊14的型心軸線。

如圖8所示，圖中約束出成型槽143的結構包括位于成型槽143內側的部分，此處的內側表示在成型槽143徑向方向上的內外，記為支撐導引部144，其最基本的功能是支撐功能，在圖10的左邊所示的狀態，用于初始狀態時，對成型塊組13的支撐。

圖10加工階段的依序變化和成型塊組13與成型槽塊143的配合直接相關。進而，關于成型塊組13，其包含一組成型塊133，各成型塊133完全相同，成型塊133為扇形塊，所有成型塊133的圓心角總和為360度，從而當所有成型塊向心組配后，形成如圖6的俯視狀態的整圓柱結構。

成型塊133組配完后，使用例如圖5中所示的彈簧帶135抱箍，利用彈簧帶135的彈力使所形成的成型塊組13保持相對可靠的整體，當成型塊133受力而向離心側移動時，彈簧帶135會受到進一步的拉伸，產生的回復力會更大。

如前所述，例如彈簧帶135應具有一定的勁度系數，從而使成型頭132的作用力足以將卷繞的容器口部壓合。

產生成型塊133張開的結構配置為首先是成型塊組13所具有的結構，其開有中心孔，該中心孔為上大下小的錐形導引孔，即為導引孔134，當導引孔134的壁面受到向下的作用力時，會產生作用于成型塊133徑向的分力，該徑向的分力會驅動成型塊133向離心側移動。

相應地，與導引孔134相配合的結構則是導向柱組件11，導向柱組件11包括一導引塊112，導引塊112的錐度與導引孔134的錐度相同，兩者在圖2中可見形成錐面配合，當導引塊112下行時，會產生擴張導引孔134的力，從而使成型塊133產生徑向移動。

產生徑向移動的再一個條件是，成型塊133不跟隨導引塊112下行，因此，產生如圖10最左端的狀態，需要支撐導引部144在該階段支撐成型頭132。

當成型塊133徑向移動到一定距離后，而與支撐導引部144脫開，成型頭132會直接作用于容器口部而進入壓合階段。

隨著成型塊133跟隨導向柱組件11的下行，而將容器口部壓合，產生如圖10最右端圖示的狀態，容器口部的容腔被消除。

加以匹配的結構還有如前所述的成型頭132，成型頭132位于成型塊133的下端，是壓頭結構，初始狀態時成型頭132支撐在所述初始支撐部上，即支撐導引部144上。

導引塊112需要在其軸向被驅動，如圖4所示，配置一在軸向連接該導引塊112的定位柱111，定位柱111繼續向下延伸，以連接驅動定位柱111的結構。

對定位柱111驅動的部件記為作動部件，如圖1中所示的液壓缸9，圖中所示的液壓缸9是單作用缸，即只能向下拉，可以理解的是，可以采用雙作用缸，在采用雙作用缸時，可以不配置如圖1和2中所示的復位盤組件12，此處需要考慮導向塊112能夠從導引孔134中順利的退出，對此在下文中會有詳細的描述，在此暫不贅述。

成型完畢后，工件G向上取走，而把成型頭132從成型槽143中帶出，此時作動部件可以起作用，例如向上的作動，也可以解除作動，例如單作用缸處于單純的泄油狀態。

在優選的實施例中，作動部件可以選擇絲母絲杠機構，絲母絲杠機構的主運動副為螺紋副，精度比較高，且工作也非常平穩。

圖7中，支撐導引部144用于構建成型槽143的面為上部向心、下部離心的凸曲面，從而能夠在成型頭132壓入成型槽143的過程中產生相對可靠地導引。

以下再看成型塊組13的具體結構，如前所述，其大致是一個圓柱或者棱柱結構，通過具有一定勁度系數的彈性部件抱箍起來，需要考慮抱箍的相對穩定性。

圖1中可見，省略彈性部件，例如去除彈簧帶135后，成型塊組13的表面形成有三條環形槽，這三條環形槽分別對應三條彈簧帶135中的各一個，用于形成可靠地約束，使成型塊組13的張開相對可控。

為獲得良好的成型效果，成型塊組13中的成型塊133個數越多越好，但組配成成型塊組13的難度也就越大，所述成型塊組中成型塊的個數為8~16個，優選為12個。

在圖10左端所示的初始狀態下，成型塊組13的長徑比為1：1.8~1:2.5，該長徑比的設計需要考慮兩個方面的因素，一方面的因素是彈性部件在成型塊組13上的設置，需要保證其抱箍的可靠性，同時，在張開時也需要有足夠的穩定性，而不至于散開，因此，需要成型塊組13有相對比較長的軸向長度，以便于布設多道彈性部件，使成型塊133在其軸向各個部分受到的徑向力相對均衡，而不至于產生偏斜導致失穩。

另一方面的因素必然是成型塊組13越長，其裝配難度就會越大，對其他部件，例如導向柱組件11的長度要求就會越高。

在前文中指出，可以在成型塊組13上設置用于容置或者部分容置例如彈簧帶135的環槽，從而提高彈簧帶135抱箍成型塊的穩定性。進而，關于彈簧帶135的選擇，其相對于其他的彈性部件，勁度系數的一致性相對較好，即不同的彈簧帶135可以做到勁度系數大致相等。而對于例如橡膠帶，其勁度系數不容易做到一致。

另外，涉及到抱箍的整體穩定性，需要為成型塊組13提供一定數量的彈簧帶135，如圖5所示，圖中顯示有三條彈簧帶135，從上至下均勻設置。

進而，優選地，彈簧帶組最好選擇奇數個彈簧帶135，從而在成型塊組的軸向，彈簧帶135均勻排布。

當采用奇數個彈簧帶135時，其具有這樣的優勢，可以在成型塊組13的中間設置一個彈簧帶135，記為中間彈簧帶，其余彈簧帶與該中間彈簧帶的距離可以稍大，并且，位于中間彈簧帶上方的彈簧帶組與位于中間彈簧帶下方的彈簧帶組關于中間彈簧帶對稱，在此條件下，所獲得的成型塊組13的穩定性會更好。

在圖10所示的流程中，成型塊組13上的成型塊133隨著工進，逐漸的靠近工件G的內壁，但應當避免成型塊組13與工件G產生接觸，一旦產生接觸，一方面會產生附加的退料力，另一方面也容易造成工件G的變形或者不期望的劃傷。

再看導向柱組件11的具體結構，在前文中已經表明，如圖2中所示的復位盤組件12屬于可選部件，而不是必要部件，復位盤組件12提供的復位力，有利于工件G的卸料。

此外，關于復位盤組件12，從另外的角度來看，導向柱組件11的下固定盤121支撐在成型塊組13的上端，在導向柱組件11的牽引下，對成型塊組13施加一定的下壓力，該下壓力是成型頭132所需的有效力之一。如前所述，成型頭132所需的成型力還來源于導向柱組件11的導向塊112提供的分力。

在退料時，由于復位盤組件12提供給成型塊組13的力和提供給導向柱組件11的力的方向相反，可以有效的避免導向塊112卡在導引孔134內。

那么關于導向柱組件11，其一方面提供給成型塊組13一定的力，使其具有確定的運動形式，應當理解，導向塊112所提供的徑向力，理想狀態下是各向同性的力，從而能夠給成型塊組13各個成型塊133大致相同的張開力以及向下的牽引力。

圖4中，導向柱組件11具有三個部分，依次是定位柱111、導向塊112和固定螺母113，其中導向塊112是一個圓臺結構的塊，開有中心螺紋孔，定位柱111的中上部為螺桿結構，定位柱111與導向塊112間是螺紋連接，便于拆卸和后期的維護。

定位柱111的上端配有一固定螺母113，用于與圖3中所示的上固定盤124通過第一中心孔127固定連接上固定盤124通過彈簧123獲得復位力，從而可以通過第一中心孔127牽引定位柱111實現復位。

如前所述，圖1中所示的液壓缸9是單作用缸，在優選的實施例中，液壓缸9采用雙作用缸。如果導向塊112能夠從導引孔134中順利的退出，復位部件可以不配置，不過在優選的實施例中，復位部件為必備結構。

當液壓缸9采用單作用缸時，復位部件也并不必然設置，對此，在前文中已經進行了相關說明，在此不再贅述。關于所述復位部件優選為復位盤總成，該復位盤總成包括：

上固定盤124，與定位柱111的上端通過固定螺母113固定連接；

下固定盤121，與上固定盤124對位設置，并開有用于定位柱111以及導向塊112通過的過孔122。

并進一步配有彈簧總成，至少配有一對，并以過孔122的軸線為軸環形陣列。

其中，彈簧總成的彈簧導柱，即圖3中所示的復位銷126的下端固定于下固定盤121，該復位銷126的上端導向于上固定盤124上預設的導向孔；彈簧總成的彈簧123為圓柱彈簧，套裝在彈簧導柱，即復位銷126上，且彈簧123介于上固定盤124與下固定盤121之間。

進一步地，如圖3所示，所述導向孔包括上下兩部分，上部為圓柱孔，下部為上小下大的圓錐孔128，該圓錐孔128部分的容納所述圓柱彈簧，一方面為圓柱彈簧提供壓縮空間，另一方面，部分的容納圓柱彈簧有利于避免彈簧失穩。

再看配有上述容器口部壓合裝置的容器口部壓合設備，將容器口不壓合裝置裝配在容器壓合設備的工作臺，也就是圖1中所示的加工臺4上，加工臺4是柜式結構，柜式結構的上表面為工作臺面，前側或者說朝向操作人員的一側設有控制面板3，以利于操作人員的操作。

柜式結構內部具有相對較大的空間，可以用于安裝其他設備，例如圖中所示的電動機6、液壓站5，以及液壓缸9的主體，控制液壓缸9的閥門組8，液壓站的儲油箱7，以及相關的管路配置。

此外控制可以引入例如PLC，以進行整體的智能控制，具體為如圖1中所示的控制裝置2。