CN1063401C - 带有一种封闭箔膜的罐的生产方法和装置以及这种金属罐 - Google Patents

Abstract

金属皮罐至少在一侧端面用一种由纸、塑料或金属箔制成的膜封闭，使得在罐的轴(A)方向上拉高的箔边区域(5)的外侧，与基本上设计为圆筒状的罐壁(1)内表面紧密结合，而不覆盖搭接罐壁边缘。带有拉高的箔边区域(5)的箔膜(2)，被送入罐内，并借助于一只带有可张开圆周(17)的冲模(8)朝罐(1)的内壁挤压。然后，在热的作用下，不用任何外部受压装置，在拉高的箔边区域(5)与罐(1)的内壁之间实现紧密结合。

Description

带有一种封闭箔膜的罐的生产方法和装置以及这种金属罐

本发明涉及到分别一种金属皮罐的生产方法与装置，还涉及到一种带有封闭箔膜的金属皮罐。

过去金属皮罐基本上是通过罐切边的共同卷边采用金属皮盖封闭(例如如WO83/02577或US-A-3952677所述)；或者配置一截配有箔的金属皮环(如AT-A-368919所述)；或者罐壁(1)的内侧，至少在拉高的箔边区域(5)的范围内必须设计为锥形(例如如DE-U-9414440所述)，这一切需要比较复杂的罐生产过程和大的公差，以便当冲模进入时，总能使膜盘相对于罐边到达的相同位置。

此外，也曾公开过具有拉高边缘、用于塑料罐的、未覆盖搭接罐的盘(例如DE-A1-3305144或OH-A-629984)，然而在那里总是涉及到相对坚固的盖用于可加压的罐的底部，或者用于由相对软的壁制得的罐(例如如US-A-4599123所述)，这种软壁要求具有外部的承压装置用于封闭过程。

这种盘也已被推荐用于金属皮罐(CH-AS-699633)，然而其安装过程只有借助于一种传热的(金属皮)盖方可正常运行，为了热压胶合，必须通过这种盖进行加热，然后使盖留在罐内。

在WO-A-84/04507中已介绍了一种装置，这时罐的封闭通过一种箔膜实现，箔膜借助于一种机械地向外扩张的橡胶环而压到罐的内壁上，并且借助于一种热熔胶与罐的内壁结合。然而这要求橡胶环和从外面靠近罐壁的焊接工具的复杂结构。

本发明给自己提出的任务是，发明一种用于生产金属皮罐、尤其是白铁皮罐或铝皮罐的方法和装置，以及一种由此制成的金属皮罐，其具有简单的、并且首先是低成本的封闭。

上述任务的方法方面的技术方案是：这种金属皮罐的生产方法，其中，罐至少在一个端面具有一种由纸、塑料或金属制做的箔膜封闭，具有拉高的箔边区域的箔膜被送入罐内，并且至少封闭一个端面，使沿罐轴的方向上拉高的箔边区域的外侧面至少在拉高的箔边区域的范围内与罐壁设计成圆筒形的内侧面紧密地结合，其中，箔膜借助于一种带有可扩张周边的冲模被压向罐的内壁，扩张进行时，并不通过承压装置给它施加反作用力，接着在热的作用下，拉高的箔边区域与罐的内壁之间形成紧密粘结。

上述任务的装置方面的技术方案是：用于实现本发明方法的装置，带有一个可移动的冲模，该冲模具有垂直于移动方向可扩展的周边，其中，对冲模用一套移动机构，而且提供一套扩展机构用于产生相应的移动，其中，提供一套对心机构，用于箔膜和/或罐以及从外面提供一套加热机构，用于冲模的周边和用于上面的罐边缘。

上述任务的金属罐方面的技术方案是：金属皮罐，它带有至少在一个端面设置的由纸、塑料或金属箔制做的封闭膜，膜至少封闭罐的一个端面，使在罐的轴线方向上拉高的箔边区域的外侧面与罐壁的内侧面紧密地结合，而并不覆盖搭接罐壁边，其中，罐壁的内侧面至少在拉高的箔边区域的范围内设计为圆筒形，而且箔边区域(5)无导热盖。

这时的封闭正如在其它相关这处所公开的那样，仅由一种箔膜组成，有时由(尤其是用薄铝箔粘贴的)纸、和/或塑料、然而优选金属箔，尤其是铝箔组成，所有这些为简便起见，以下仍仅称作箔膜，并且有时允许以本身已公开的方式，借助于拉开接片以露出罐口。在罐轴的方向上拉高的膜盘边并不覆盖搭接罐边，主要是卷了边的罐边，因而便利了拉开过程，还为罐边保留了其坚固的外侧或竖立面。

箔膜优选最厚为0.2mm，尤其最厚为0.1mm，例如由50μ的铝箔构成它带有在内侧的20μ热压胶合涂层和在外侧的10～20μ润滑漆涂层组成，因此适合于封闭后面的取料孔。然而取决于待装料或所使用的盖，需要时也可以按照本发明制造罐底。此外优选使用冲压箔，因为它能够轻易地紧贴具有交替式偏差的罐，并且还更牢固。

一般来说，最好至少在规定用于与罐内壁结合的区域内涂热压胶合漆。原则上处于上述区域内的罐内壁，如同那些(例如带有铝箔层)复合罐的内壁，也可以有一层底漆或能够热压胶合的涂层，此外，紧密的结合经常需要使用专门的，尤其是多组分的粘结剂或热压胶合漆。因此裸露的或带漆的金属皮罐无论如何也能够被密封。

迄今为止还是繁琐地要求，对于固定的、被安装在(相对软的)纸罐内部的冲模，通过环扇形段的走拢或双圆锥表面的走拢，使外部压力作用于坚固的内部冲模。但从现在开始对于按照本发明的方法，不再是这种情况了。这种好得多而繁琐少得多的方法，即从内部获得压力，而对于过去的软罐则是不可能的，这是因为对于一种精确的、针对内部压力的外部托座来说，罐的直径偏差太大，或者罐内壁和冲模必须被设计为圆锥形。对于按照本发明的金属皮罐来说，现在根本不需要外部托座，只要粗略的对中就可以了。

显然，用于封闭本发明罐的箔膜应按本发明的材料预制，目的是借助于本发明的方法，置于相应的罐口上。箔膜这样即使对于具有不同偏差的罐，它也能轻易地放入，有时能部分地通过锥形的箔边区域安放在所要求的位置。

虽然正如所提到的，由CH-PS659633公开了一种金属皮罐，其端面用一层凸起的膜封闭。虽然按照该发明的本质，要求一种导热盖，盖留在罐内，直到罐被最终的使用者打开(图9)，但接着膜也被清除，而罐也就不再符合要求了。但是该专利所述的罐仅在一个端头用箔膜封闭，而且在那里没有导热盖(象这样在行业里是普遍的)，所以相对来说适合于装料，也就是说是一种中间产品，而如CH-PS659633所述的可比较的中间产品拥有这样的导热盖，它使罐提高了价格并增加了制造难度。

本发明的罐被置于保护之下，就此而言，它以一种在结构上不能明确定义的方式，区别于在CH-PS 659633的图9中所能公开的那种。在那里由于导热盖的内部直径必须精确地相当于罐内直径减去双层膜壁厚度，所以在箔边区域内拉深时将会导致其它情形(比如折曲，皱纹)，这不同于按照本发明的罐，本发明的罐是采用本发明方法，借助于本发明的装置生产的。这里，就是比如用一种设计成轻度锥形箔边区域的箔来加工，那么通过冲模周边的膨胀，在冲模与罐内壁之间的宽缝内，经深冲之后，将其热压胶合到罐的内壁上。

一种平行于膜盘延伸的、宽阔的凸缘，正好在US-A-4599123所述，表现得特别不利，这是因为在它送入罐内时，不覆盖搭接罐边的切边，必须导致形成折皱，它给箔与罐内壁的紧密结合造成困难，甚至使之成为不可能。

当然已有众多符合技术要求的方案可用于最终的安装。但由于按照本发明使用的箔相对较薄，并且优先用一种具有良好导热性的箔，人们将使用一种热粘结方法，例如把一种热熔胶涂在外表面上。

本发明的其它细节根据插图中解释的实施例见下述说明。图中所示为：

图1按照本发明的方法的过程，因此

图2～3说明了来自图1a和1b的放大细节Ⅱ和Ⅲ，而

图4展示了按照本发明的装置的剖面。

图5a和b处于两个不同工作位置的按照本发明装置的水平局部剖面。

按照图1中的表示(a)，应该用一种箔膜2封闭金属皮罐1。可以采用自身任选的方式，例如通过粘贴使箔2与撕裂用接片结合。与传统的撕裂用接片不同，连板3用于，把装进罐1内，并且在边缘与罐结合一起的箔膜工作为整体拉下来。由于在传统的实施过程中，必须或者提供一个规定的拉开部位，例如通过模压；或者使覆盖搭接着罐切边的箔膜边与紧绷着罐开口的箔膜盘分离，因此按照本发明的这种方法更为有利。对于一种优选最大为0.2mm厚、一般甚至最大为0.1mm厚的薄箔，这仍旧意味着困难。

显然，一种这样的薄箔，它确实仅仅用于保鲜或留香和防止污染，相对难以处理。按照本发明，在罐盖区域4的周边，拥有周围拉高的箔边区域5，它使绷紧了罐开口的膜盘部分获得一定增强。封闭罐底的箔膜2最好为了增强(还为了在深冲和/或封闭时获得微小的径向弹性)，至少拥有一道圆环形凹槽。这样被增强的箔膜2就可以刚性连接地(因此在放入罐口内时，箔形不会被改变)，例如借助于一种本身已经公开的吸力式抓持器被提起，并且第一步就放到罐1的上面。这里就产生了另外一种与薄箔有联系的困难：也就是说必须保证，箔留在罐1的上面，这样箔才能在紧接着的步骤中与罐内壁紧密地结合。还可以考虑到，罐1的上边有粘结剂，使得罐边上的箔粘附在所要求的位置上。然而这最好按照本发明，采用一种由图2更好地清楚表达的方式实现。

因此拉高的边至少呈轻微的锥形扩展，即与铅垂线V有一个尽管很小，但仍可测出的角度β，其值小于5°。尤其是小于2°。在一种实际的实施例中，膜盘下面的直径，即在盖面4的区域内，仅比膜盘的开口直径小约十分之几毫米，这时沿铅垂线V测得的高度值则仅约5mm。

这时箔膜2的上面较大的直径，当然要作合理选择，使它由吸力式抓持器放置时，通过摩擦接触被保持在罐1的上面。另一种用于保证位于罐1的上面的箔2的措施是在横截面内呈勾形凸缘6，它与罐1的上边咬合。此外罐1上面的多数情况下为尖棱的边缘最好向外卷边(见图1a、图3中的7)，目的是防止损坏薄箔或划伤使用者。

箔膜2也就与罐边上的凸缘6固定。这只不过是封闭罐1的一个中间步骤，它不应该妨碍紧接着的步骤。这就要求在图1b中仅用简图表示的冲模8发挥作用，它要把箔2压入由图1b清楚地表示的位置中去。这时凸缘6由在图3中用虚线表示的位置，即凸缘处于冲模8的向下压力的位置，滑到罐的内部，并且由于箔材料的可延性(同时存在足够的韧性)，定位在图3中用实线反映的、在罐内周边的位置上。同时，借助于图2表示的箔边区域5的具有小角度β的斜度也就转变为圆筒形，所以箔边区域5紧贴在罐的周边上。通过这个微小的斜度，避免了如在US-A-4599123中明确提到的挠曲和皱纹的形成。

按照本发明的方法以及按照本发明的装置，如下所述，实现了箔膜2同罐内壁圆筒区域直接在最好为卷边的罐边下面的紧密结合。

冲模8是按照一种对应于图4所示剖面的优选实施方式设计的。它由几个部分组成，即真正的冲模面9，它通过向上突出的销子10(仅表示了一个，最好有3个)，与冲模头12的伸长部分11联接。围绕冲模面9放置了一个对心环13，它可以沿导向销14、并且抵抗至少一根压簧15的作用进行移动。通常环13占据在图4中左边降下的位置，在这里例如采用未被表示的方式支撑在冲模面9的上侧面上，当然有时也通过其它方法固定。

在这个位置上，对心环13容纳了罐边，并且为此还拥有一个空缺13’。那么过程可以这样进行，即罐，位于升降台上，并且被升高，这样对心环13就克服弹簧15的作用，滑动到右边所示的高位置上。同时冲模面9从环13的内部出来，从而把箔膜2压到图16和图3所示的位置上。

另一种选择是，环13的位置也可以是固定的，而且罐被对心固定，与此同时冲模面9向下移动。在这种情况下，例如伸长部分11可能被设计为活塞和罐装置、尤其是气动活塞和缸装置的活塞杆。但显然在这里大的间隙就由结构上加以考虑了，因为这仅仅取决于所示部分和罐的相对运动。还可能以不相同的方式，进行罐的对心，或者说相对于箔膜2的对心。

通过上面的解释已经清楚，重要的是，把箔膜2上拉高的箔边区域5尽可能紧密地放到罐内周边上(见图3所示)，目的是使二者紧密结合。为了这一目的，冲模8拥有一套扩张装置，在按照图4的实施例中，它由一种楔形结构构成。沿冲模面9的上面由一系列楔形扇形体16导引，以便相对于冲模8的中心轴A，能够沿径向向外移动。为了导向，冲模面9的背面例如(图中未示出)可能拥有槽或缝。然而即使是冲模面平坦的背面用于导向，可能也已足够。

虽然楔形扇形体16本身可能是考虑用于压紧在罐1内部周边上箔膜2的拉高的箔边区域5，但是如果楔形扇形体被弹性活塞环17或撑开环合抱住，那么是有益的。这样就在环17压紧箔2的箔边区域5时，产生一个均匀的圆周面，此外按其双重作用方式，就是还有一种作用于扇形体16的回复力。

为了沿径向朝外压楔形扇形体16，提供了一种锥形楔18，它借助于最好是气动类型的传动装置的操纵杆19，能够向下并且在带楔形面20楔形扇形体之间以移动。首选气动传动装置的原因在于，在这种情况下很少存在因油或泄漏而造成的污染，并且能够特别简便地调整最大压力，保证不使罐扩强。如果锥形楔18向下朝冲模表面9移动，那么它就使楔形扇形体18互相分开，这样就把弹性环17朝外压向箔边压域5(在图4的右下方被部分地给出)，这时罐边固定在空缺16’内。使用这种方式达到了箔膜2按图16所示的位置。

在这种情况下，箔膜2还需锁定，而且一般还必须被密封。这可以采用传统方式借助于粘贴。最好借助于热压胶合实现，这是因为薄箔膜2确实能相对良好地传送热量。为了这一目的可以给箔边的外侧涂热熔胶21(见图2)。然后给扩展装置16-18配置加热装置。加热装置本身可能由安装在楔形扇形体16内的加热线圈构成，当然这个位置上的空间非常小，在这里还要有可移动的接线。所以虽然不应该排除这种可能性，但例如可以在锥形扇形体16和环17的上方提供一个(例如是环状的)幅射热源22，它加热扇形体和环这两个部分，目的是使热熔胶21(图2)升温，并且与罐1的内壁熔接。楔形扇形体16可以例如由一种具有良好蓄热性质的陶瓷材料构成，这也改善了耐磨性能。

图5a表示了处于封闭状态的楔形扇形体16和撑开环17，图5b(通过图中未表示的、且垂直于附图平面而移动的冲模8的楔块18)表示了处于扩展状态，目的是使箔膜2在罐内壁上热压胶合。

显然所示的楔结构仅仅是一种可能的、并且考虑到装置的使用寿命而优选的实施例，同时可以想象在本发明的范围内有众多的变化。例如锥形楔18可能简单地由一块相对于冲模面9移动的压板构成，这时可能在冲模面9的上面和这块压板之间提供一只橡胶气囊。当用一种压力介质加压时，则通过代替了零件18而安装的压力板，使气囊从上侧向侧边膨胀开，并且因此压在可移动的零件16上，或者直接压在环17上。那么同样，为了操作，压力板可能与杆19联接。还有一种沿径向朝外水平延伸的传动装置，也许可用于单个的扇形体16，但结构太浪费。尤其在这种情况下，但也不排除其它情况，为了热压胶合，从外面加热上面的罐边可能构成更简单的解决方法。

处于图1b状况下的罐1一旦被封闭，有时其它的附加措施是有好处的。为了保护容易受损的箔膜2，还可以叠放一层盖23或24(图1c)。

本发明一个特别的优点还在于，箔可以单独制作，并且必要时可以存在库中，此时当罐1的直径相同时，具有不同容积的罐就能够使用预制的，并且由于带有构造仍然足够牢固的箔2的箔边区域5来装配。这个箔边区域5还能够方便地用粘结剂21涂刷，而这在罐的内部周边由于污染的危险很难被涂上。另一方面，本发明当然不局限于使用已解释过的这种粘结剂。

本发明并不局限于已介绍过的实施方式。所以按照本发明，具有例如安装在一转台上的组合冲模的装置，其生产能力能够按照本身已公开的方式被提高。

Claims (15)

1．生产金属皮罐的方法，罐至少在一个端面具有一种由纸、塑料或金属制做的箔膜(2)封闭，具有拉高的箔边区域的箔膜(5)被送入罐内，并且至少封闭一个端面，使沿罐轴(A)的方向上拉高的箔边区域(5)的外侧面，至少在拉高的箔边区域(5)的范围内，与罐壁(1)设计成圆筒形的内侧面紧密地结合，其特征在于，箔膜(2)借助于一种带有可扩张(17)周边的冲模(8)被压向罐(1)的内壁，扩张进行时，并不通过承压装置给它施加反作用力，接着在热的作用下，拉高的箔边区域(5)与罐(1)的内壁之间形成紧密粘结。

2．如权利要求1所述的方法，其特征在于，罐(1)的内壁与拉高的箔边区域(5)的紧密粘结是在其整个垂直伸长区内实现的。

3．如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过冲模(8)的轴向运动转化为压紧部件径向移动，实现冲模周边的扩张。

4．如权利要求3所述的方法，其特征在于，采用楔形扇形体(16)和/或撑开环或活塞环(17)作为压紧部件。

5．如权利要求1所述的方法，其特征在于，借助于一只气动操作的橡胶气囊实现冲模周边的扩展。

6．如权利要求1所述的方法，其特征在于，所用的箔(2)的径向外侧有一个拉高的箔边区域(5)，它在外侧具有粘结层(21)。

7．如权利要求6所述的方法，其特征在于，箔边区域(5)向上呈锥形扩展0.2～0.3mm。

8．如前面权利要求之一所述的方法，其特征在于，所用的箔(2)在箔边区域(5)的自由末端具有和/或压制有一个沿径向朝外、截面略呈钩状的凸缘(6)。

9．生产金属皮罐的装置，带有一个可移动的冲模(8)，冲模具有垂直于移动方向可扩展的周边，其中，对冲模用一套移动机构(19)，而且提供一套扩展机构(16～18)用于产生相应的移动，其特征在于，提供一套对心机构(13)，用于箔膜(2)和/或罐(1)以及从外面提供一套加热机构(22)，用于冲模(8)的周边和用于上面的罐边缘。

10．如权利要求9所述的装置，其特征在于，冲模(8)可移动地放置在对心机构(13)内。

11．如权利要求9所述的装置，其特征在于，扩展机构(16～18)包括一个组合体，它一方面由至少2个可径向扩展的、带有错开布置开口的活塞环或撑开环(16)组成，另一方面由至少3个圆环状布置的楔(18、20)组成。

12．如权利要求11所述的装置，其特征在于，圆环状布置了六个楔(18，20)。

13．如权利要求9所述的装置，其特征在于，扩展机构由一个沿冲模周边安装的可由液压或气动操作的橡胶气囊组成。

14．金属皮罐，它带有至少在一个端面设置的由纸、塑料或金属箔制做的封闭膜(2)，膜至少封闭罐的一个端面，使在罐的轴线(A)方向上拉高的箔边区域(5)的外侧面与罐壁(1)的内侧面紧密地结合，而并不覆盖搭接罐壁边，其特征在于，罐壁(1)的内侧面，至少在拉高的箔边区域(5)的范围内，设计为圆筒形，而且箔边区域(5)无导热盖。

15．如权利要求14所述的罐，其特征在于，罐壁边(7)向外卷边，而且/或者箔边区域(5)没有折曲、也没有皱纹地紧贴在罐(1)的内壁上。

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