專利名稱：臺階式折縫的制作方法
技術領域：
本發明的技術領域涉及由端蓋密封的罐的折縫，例如用片材制成的飲料罐或食品罐上的折縫。這種折縫的使命是使罐端蓋和罐主體彼此之間緊緊地保持在一起以抵抗較高的作用力，所述較高作用力是通過例如從外部施壓或施加沖擊力和從內部施加較高或較低的壓力而形成的，并使罐內部相對于外部空氣形成氣密式密封。
過去，在為密封而對折縫進行銜接時，一直是采用在折縫中灌注化合物而不是通過釬焊進行密封(參見DE-A2134034，其中的
圖1；EP-A445721，其中的圖3；FR-A2327149，其中的圖2；US-A4626158，其中圖12；US-A2327424，其中的圖6)。
本發明的目的是改善這種折縫的性質，其中既考慮了機械穩定性又考慮了可靠和持久的氣密密封性；因此，特別是在使用比目前所采用的約0.24mm的厚度更薄的金屬片的情況下，將使折縫的穩定性更好。
這一目的是根據權利要求1、9或12通過適當地設計折縫的幾何結構實現的。由于本發明改進了折縫的幾何結構，所以可以用較薄的金屬片來生產具有相同穩定性和密封性的罐主體和/或端蓋，或者在使用目前常用的金屬片厚度的情況下，保持明顯更高的穩定性和可靠的氣密密封性。通過在折縫高度限定的邊界區中增大折縫元件的夾緊度和鎖緊度可以獲得較高的穩定性。由此，折縫的穩定性將更好，而且還可使所用金屬片的厚度減薄(權利要求8)。
通過增大夾緊度還可以改進氣密性密封的效果。
由于附加的夾緊和鎖定只在折縫的下部有效，所以當形成折縫時可防止化合物材料從折縫上部移出。新的折縫結構可避免金屬片在折縫的上端部直接接觸，所以受壓縮的密封化合物產生的氣密性密封功能比金屬與金屬直接接觸時的密封功能好(權利要求5)。
在一個優選實施例中的一個已成形的折縫上，端蓋彎卷區的下部和外部處于固定狀態，具體地說，其與處于主體彎卷區自由端上部的表面部分形成表面接觸(構成良好的形狀配合)，而靠近折縫邊緣的端蓋彎卷區上部相對于所述下部在徑向向外的方向上產生明顯的偏移，這樣便與鄰近的主體彎卷區上的金屬片部分彼此分離(權利要求6)。由此，形成了構成清晰輪廓的外折縫表面，所說的上下兩部分彼此是連續過渡的，或者最好是呈較緩的臺階狀(權利要求2)。
而且，金屬片部分的固定，尤其是形狀配合的壓緊力最好是只加在折縫下部分(權利要求6)。所述折縫下部分實際上是一個圓柱狀區(權利要求7)。它使得折縫寬度b與主體彎卷區的長度公差無關。
通過切開封閉罐的折縫可以隨時檢查和確定折縫的幾何結構。
本發明除了對折縫作出改進之外，還使用了比目前通常所用尺寸更薄的金屬片，在折縫下部一半直至下部三分之一處對金屬片接觸部分施加的表面壓力應達到在主體彎卷區的下邊緣區中形成機械鎖定。整個折縫具有明顯提高的穩定性，也就是說，不管是使用傳統的金屬片還是使用目前的金屬片均可減小其厚度。
施加在折縫下部的表面壓力(權利要求6，權利要求7)可以使支撐主體彎卷區的自由邊緣形成鎖定臺階，該臺階在罐軸向上產生保持和鎖定作用。
形成或構成所說折縫輪廓的密封或成形輥具有兩個槽部分。兩個槽部分相對于輥軸具有不同直徑(權利要求12，權利要求13)。所說的兩槽部分彼此軸向偏離，以便形成過渡部分。
過渡部分(或環狀突起)通向一個圓柱形區(權利要求14)以便在形成折縫時，在下部形成同樣的圓柱形(權利要求6，權利要求7)。在接合的區域中，密封輥VR1的圓柱形部分在與密封頭Vk的外表面平行的方向上延伸。
令人驚奇的是，當使用較薄的金屬片時不僅獲得了更好的穩定性而且還使迅速成形的折縫寬度與主體彎卷區的長度公差無關。折縫的寬度僅僅取決于所用金屬片的厚度，而且還消除了化合物對折縫寬度的不利影響。
下面將根據附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
圖1是根據本發明實施例所述的雙層折縫的剖面圖。
圖2表示已有技術中折縫的幾何結構。
在兩個圖中，除了示出折縫的幾何結構之外，還分別給出了密封頭VK的幾何形狀以及(連續)與折縫的外輪廓具有相反輪廓的密封輥VR和VR1的幾何結構。其中為了得到本發明所述折縫的幾何結構，可以如圖2中示出的已有技術那樣不改變密封頭VK(位于內部)的外部輪廓，這樣，所有內側的金屬片層2、1、2a、1a與端蓋彎卷區中除上部2b之外的外層2b、2c產生表面接觸，并相對于罐的軸線呈圓柱狀或略呈錐狀延伸。
圖1以舉例的方式示出了本發明的雙層折縫。用標號1表示罐壁，用標號2表示罐端蓋及其中心壁。
通過在密封輥VR1走過的折縫外輪廓30、31上形成臺階23，可以使主體彎卷區的長度公差ΔRH不對折縫寬度b產生影響。此外可通過端蓋材料的移動將端蓋彎卷區很好地夾緊并在其下部2c的位置2d處進行鎖定。由此，即使在改變罐內部壓力的情況下，也能確保折縫的密封性。
折縫下部2c具有更尖的形狀使得折縫具有更高的穩定性，因此，特別是當使用較薄的端蓋和主體片材時，由于罐內部的壓力，而很難使已經成形的折縫向上卷曲，所以可使用比目前所用的更薄的金屬片。
圖2表示已有技術中的折縫結構。由于在此使用的密封頭VK和密封輥VR(2.操作)的幾何結構，使得到的折縫寬度b實際上受主體彎卷區1a長度RH變化(在RHmin＜RHnom＜Rhmax范圍內的公差)的影響。由于折縫寬度b實際上是用來評價折縫質量的標準而且可用其對密封機械進行基本調節，所以在圖2中出現了特定的問題，這些問題使得我們不可能遵守Δb＝±0.05mm的實際折縫寬度公差。
此外圖2中端蓋彎卷區夾得不夠緊，這樣會導致罐內灌裝物的泄漏，特別是在使用薄金屬片的情況下這種現象更為突出。
在圖1中示出了一種罐的密封折縫(剖面圖中的上邊緣部分)，其具有如本發明實施例所述的外形。端蓋彎卷區2a與主體彎卷區1a相接合。在重疊區中，兩個彎卷區呈密封接觸狀態。在其它區域中，置有密封化合物10。
為了減小折縫厚度或折縫寬度b的偏差Δb，在其下部2c中使折縫即折縫的幾何結構上形成一個臺階狀輪廓23。在該實施例中，可將臺階設在下部三分之一處。臺階式輪廓23可以增強縫的穩定性。如果在徑向向內方向上的卷邊壓力足夠大，那么主體彎卷區1a的端部21將形成一個附加的鎖定區2d，該鎖定區將增強密封作用，而且同時還起到保持和補償作用。
在圖2中示出的尺寸差d(隨主體彎卷區長度RH而變化)在圖1中代之以向與主體彎卷區1a的下邊緣部分21形成表面接觸的端蓋外部2b、2c的下部2c施加表面壓力。所示出的公差ΔRH不再產生差值d(對比圖2)；如果d＝0，則ΔRH對b(折縫寬度)的影響也為0。
與表面壓力有關的縱向延伸(高度)等于或大于所期望的長度公差ΔRH，該實施例中約為1.5倍。在該實施例中，折縫的高度比高度為1.5×ΔRH的表面接觸部分2c大三倍。可選先擇所述部分2c處的臺階式輪廓23，使之更平緩或更陡峭。
密封裝置包括密封輥VR1，該輥以其帶槽的輪廓30、31在(圓柱形)折縫下部30(對應于2c)處形成臺階式輪廓23。臺階式輪廓23可以在密封(折縫成形)時直接成形；也可以在彎成折縫之后的一個特定工序中在折縫的外輪廓上完成。
相應的方法(單一步驟或雙步驟)將在包含折縫密封輥VR1和密封頭VK的密封機上完成。可以容易地將現有的密封機進行改裝。
折縫的中心面是在垂直于罐軸線的方向上延伸的平面而且位于沿罐軸向延伸的折縫高度的一半處。所說平面在圖2所示的剖面圖中為折縫寬度線b所處的平面。
權利要求
1.用雙層折縫密封的罐例如飲料罐或食品罐上的折縫結構，其中在折縫外側(2c，2b)上形成連續的或臺階式的輪廓(23)而且使已成形的端蓋彎卷區(2a，2b，2c)與已成形為向下延伸的主體彎卷區(1a)的自由端的外側(21)形成清晰的表面接觸。
2.如權利要求1所述的折縫結構，其中輪廓(23)為較緩的臺階形。
3.如權利要求1或2所述的折縫結構，其中將雙層折縫的上部(2b)設計成使其相對于折縫的下部(2c)徑向向外明顯伸出。
4.如上述權利要求之一所述的折縫結構，其中折縫相對于折縫的中心面是明顯不對稱的，特別是其不對稱量為金屬片厚度的二分之一或一倍。
5.如上述權利要求之一所述的折縫結構，其中在徑向向外、軸向向上的折縫端部密封位置(20)處是通過化合物(10)而不是通過金屬與金屬接觸進行密封的，特別是在折縫中心面的上部比下部放置更多的化合物(10)。
6.如上述權利要求之一所述的折縫結構，其特征在于折縫的下部(2c)明顯比在所述下部之上的部分(2b)窄(b)，而且只有已成形的端蓋彎卷區外層(2b，2c)的下部(2c)與主體彎卷區(1a)的邊緣(21)形成牢固的表面接觸，特別是所說的外層(2b，2c)相對于罐軸線基本上為圓柱形。
7.如上述權利要求之一所述的折縫結構，其特征在于，主體(1)、內側部分(2a)以及位于具有明顯輪廓的部分(23)之下且處于端蓋彎卷區(2a，2b，2c)外層(2b，2c)上的部分(2c)和主體彎卷區(1a)形成表面接觸且相對于罐軸線基本上呈圓柱狀延伸。
8.如權利要求1-7之一所述的折縫結構，其中片材的厚度為＜0.23mm，優選為0.22mm。
9.加工、構成或形成如上述權利要求之一所述的雙層折縫密封用的折縫結構的方法，其中把所提供的或已經存在的折縫下端部分(2c，2d)加工成形狀(23)以使其更強或更尖。
10.如權利要求9所述的方法，其中所述更尖的外形(2d，2c)使折縫相對于其中心平面不對稱。
11.如權利要求9或10所述的方法，其中折縫是從外部形成的，由此，通過金屬片的接觸而在下部外側部分(2c，21)形成密封，這種密封作用比在上部彎卷部分(2b，20)處形成的密封作用更強。
12.用于按照上述權利要求之一所述的折縫結構在金屬罐(1)和端蓋(2)上進行雙層折縫密封的密封機上的密封輥，其中輥(VR1)上帶有沿其周邊伸展的槽，槽中設有徑向向內伸出的環狀突起。
13.如權利要求12所述的密封輥，其特征在于通過連續的或臺階狀的過渡部分將內側成形表面分成具有較小直徑的第一槽形部分和相對于具有較小直徑的所述部分來說直徑明顯變大的第二部分，從各槽的底部到輥的軸線可測得所說直徑。
14.如權利要求12或13所述的密封輥，其中第二槽的環形突起或底部大體上為圓柱形，特別是其基本上平行于輥軸或密封頭(VK)的表面區。
全文摘要
提出一種改進的罐折縫形狀，使所用的金屬片比目前的更薄。這通過在用雙層折縫密封的罐如飲料或食品罐上采用改進的折縫形狀來實現，在折縫外側(2c，2b)上設計一個連續的或臺階狀輪廓(23)且端蓋彎卷區(2a，2b，2c)與主體彎卷區(1a)的自由端在下部三分之一處形成表面接觸(良好的配合)。若本發明使用通常的金屬片厚度，借助較大的夾緊力和鎖定力(2d，21)能形成良好的密封。總之本發明能獲得穩固的折縫。
文檔編號B21D51/30GK1165504SQ95196203
公開日1997年11月19日 申請日期1995年11月14日 優先權日1994年11月14日
發明者盧茨·施特魯貝 申請人:施馬爾巴赫-盧貝卡公司