CN101374730A - 一种用于罐的罐端部以及这类罐 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于诸如容易开的罐的罐端部，它包括：用于连接到罐主体的罐端部圆角；通过过渡壁连接到罐端部圆角以及通过面板壁连接到面板上的反向槽；其中，面板壁角(A2、P2)是2°－45°，面板半径(R4)大于0.5mm；面板深度(H2)是1mm－7mm；以及反向槽半径(R3)小于5mm；而罐具有至少一个这样的罐端部。

Description

一种用于罐的罐端部以及这类罐
技术领域
本发明涉及一种用于诸如容易开的罐的罐端部，以及具有至少一个这类罐端部的罐。
这样的罐旨在作为饮料罐或食品罐使用。
背景技术
通常，饮料罐的壁较薄(0.04-0.15mm)。这样的饮料罐通过其内部增大的压力来获得其强度(在灌充和密封之后)。为了达到那样的程度，罐填充并装载气体产生材料。密封之后，气体增大导致内部压力的增大。
通常，装食物的食物罐需经过巴氏杀菌或杀菌工序。因此，在上述工序中增大的压力是暂时的。然而，由于不希望的情况，在食物罐填充和密封后，细菌生长可导致内部压力增大。
对于食物罐和饮料罐，这类罐的不适合的填充和处理工序会导致暂时的或持续的压力增大，而压力增大又会导致罐，尤其是在其顶端和/或底端封闭的罐的变形。因此，用内容物材料过填充罐、过高的工序温度、不满意的冷却操作、罐内不充分的真空抽吸、内容物腐坏的预处理、由于罐金属与内容物之间不希望的反应导致的诸如氢气的气体增大、以及不正错的处理导致的对罐的冲击，都会导致持续或暂时的压力增大。这些压力增大会导致罐端部变形至某一程度，这取决于压力的增大。
罐端部的局部变形的一种形式是褶皱或打褶，这导致了可延伸到反向槽和缝合区域内的局部变形。该褶皱部分甚至可局部延伸超出罐的周边。更高的压力增大可导致膨胀或甚至所谓的起拱变形。可将这样的褶皱推回到正常的罐端部位置。猛烈的爆炸将导致罐的一个或两个罐端部严重和永久的向外膨胀。
在这方面，需要说明的是，罐端部可以这样设计，从而由于压力的增大，内凹的罐端部翻转成凸起的形式(例如，参考EP0906222)。
发明内容
本发明其目的在于提供一种用于诸如容易开的罐的罐端部，在体积膨胀时，与通常的罐端部相比，本发明的罐端部能承受更高的内部压力。本发明的罐端部具有这样的形式，从而由于压力的增大改进了罐端部抵抗变形的阻力。例如，根据本发明，具有直径范围从45-260mm的罐端部的罐，可抵抗大于2bar，优选地大于3-4bar，甚至大于5bar的压力增大。但是，若超过了预设计的压力增大，那么罐端部将会变形，然而其形状将不会从内凹的形状变为突出的形状，但会有不规则的变形。因此，消费者可认识到，由于不规则的褶皱或打折罐端部，内容物会变质，从而无法消费。
根据本发明的罐端部的形式和形状具有这样的形式和形状设计，从而，优选地，以最小的罐封闭厚度和/或罐主体的厚度获得高压力阻力和/或膨胀。该压力阻力使罐端部和/或罐可承受由于压力增大带来的暂时变形。这样的变形允许罐的内部体积暂时增大，因而使实际压力最小化。这样的变形也允许在填充、封闭、处理和储藏的不同阶段，使用正规的监控外形性能的检测系统，检测根据本发明的罐。因此，提供了检测罐内部压力过低或过高的机会。这将提供关于在增压过程中罐的封闭的相关信息，并可检测由于泄漏或压力升高导致的不希望的压力损失，压力升高是由于腐坏导致的。
本发明是在实验研究的基础上领悟的结果，从而，通过罐端部特定的形状和尺寸，实现上述目的，并基本上克服上述缺点。
因此，本发明提供了一种用于诸如容易开的罐的罐端部，该罐端部包括:
中心面板；
用于连接到罐的主体的罐端部圆角；
反向槽，该反向槽通过过渡壁连接到罐端部圆角，并且通过面板壁连接到面板；其中，
面板壁角(A2、P2)是2°-45°；
面板半径(R4)大于0.5mm；
面板深度(H2)是1mm-7mm；和
反向槽半径(R3)小于5mm。
面板壁角A2、P2在2°-45°的范围内选择。以较小的角度连接，那么，将罐端部缝合到主体上会较困难或者成问题。以大于45°的角度连接，在压力性能上将具有相反的效果。
面板半径R4大于0.5mm。小于0.5mm的话，涂覆在金属上的油漆在金属成形过程中将遭到破坏，同时，抵抗临近区域内朝向面板的小褶皱的阻力也是不足的。优选地，面板半径R4在1.0-1.5mm的范围内选择。大于2mm的面板半径R4可导致强度的降低，因而在朝向反向槽的区域内出现打褶和褶皱。
面板深度H2在1mm-7mm的范围内。小于1mm的面板深度H2，面板壁角A2、P2将变得太大。这对于压力阻力将有负面影响。面板深度H2大于7mm，面板壁角P2将变得很小，这样压力阻力将不再受到任何影响。
对于旨在作为罐底的罐端部，最佳的面板深度H2在2-5mm之间，而用于顶端封闭的，最佳H2为2.0-2.5mm。
反向槽半径R3应小于5mm。否则，强度将会不足。小于0.5mm的反向槽半径R3会导致金属成形过程中漆膜破裂。
对于罐底来说，反向槽半径R3优选地在0.5-1.5mm的范围内。而对于罐盖，最佳的反向槽半径R3从0.5-0.7mm。
根据本发明，具有指定尺寸和结构的罐端部将在承受更高内部压力方面以及(暂时)弹性变形方面进行改进。打褶和褶皱将出现在更高的内部压力下，在预定的局部区域内。此外，避免了在易开启端，较早的膨胀或爆裂，并在损坏前，(由于较高的内部压力)整个罐的体积仍膨胀到30cm3(73mm直径的罐)。通常，内部压力阻力的范围至少到2bar或更多，经常是大于3-4bar，甚至大于5bar。这适用于具有通常为45-260mm直径的罐，优选地是52-153mm直径的罐，诸如73mm、83mm和/或99mm直径的罐。
为了达到最佳的压力性能，优选面板壁角A2、P2为5°-35°。
在面板半径R4选择在优选的1.0-1.5mm的范围，或甚至在1.25-1.5mm时，形成更小的打褶和较少的褶皱。
最佳的，面板深度H2在2.0-2.5mm的范围内选择。
根据一个通常的实施例，根据本发明的罐端部作为用于罐的罐底。在这样的罐底中，罐端部圆角连接到罐的主体上，并形成最终罐的脚。根据本发明的罐底的实施例，所述脚具有小于5mm的端脚半径R2，优选地是0.5-1.5mm。端脚半径R2的上限取这样的值，从而轴向载荷不会产生截面的摇摆(rolling)。因此，该罐底产生了抵抗轴向载荷的更小的变形。此外，当罐端部用于一种受到填充罐热处理的罐时，根据本发明的罐封闭允许在连续炊具内使用，优选地，该罐端部允许与其主体壁具有滚动头的罐一起使用。为了这些应用和处理条件，优选的是，端脚半径R2在0.5-1.5mm的范围内。
根据本发明的罐底的优选实施例，所述脚具有小于0.5mm，优选的是0.5-1.5mm的脚半径R13。优选地，脚的高度H11在1-7mm，优选的2-5mm范围内，该罐底向填充罐，尤其是那些具有易开启顶部罐封闭的罐提供了改进或甚至理想的可堆叠能力。特别地，当上部罐的载荷在焊缝顶部时，防止了在罐盖的突片上的过度磨损，因而防止了罐盖的不希望开启，所述焊缝将罐盖连接到主体上。
值得注意的，罐底的脚可具有外脚半径R14。外脚半径R14的尺寸取决于脚半径R13与端脚半径R2之间的距离。
此外，当单元深度(H1)是2-10mm，优选5-7mm时，性能、内部压力的阻力和/或各种罐直径和壁厚的膨胀限度可进一步改进。
优选的是，罐端部具有面板外环。这样的面板外环将减少对于打褶成形的敏感度。
对于罐底来说，优选的，在罐底内，面板外环斜度(A3)为0°-35°，面板外环宽度(L1)为0-15mm。该面板外环斜度A3可达35°。最小A3约1°。优选地，面板外环A3的范围从2°-20°。面板外环宽度L1可达15mm。用于改进性能的最小面板外环宽度从约0.5mm或1mm开始。优选地，L1在1-5mm范围内。
根据本发明的另一一般实施例，根据本发明的罐端部是罐盖。可以是容易开的罐盖或任何其他类型的需要开启罐的开瓶器的罐盖。
为了获得最佳性能，根据本发明的罐盖具有5-7mm的单元深度(H1)。
当罐盖具有面板外环时，优选的是，在该罐盖内，该面板外环的斜度(P3)是0°-35°，面板外环宽度(L1)是0-15mm，优选的是1-3mm，更优选的是1-2mm。用于罐盖的所述外面板环的宽度L1小于15mm，其最小宽度约0.5mm。用于罐盖的该外环优选的宽度L1范围是1-3mm，更优选的是1-2mm。
根据本发明的罐盖的面板外环的斜度P3优选地达到35°。最小斜度P3是大于0.5°，更优选地是大于1°或2°。因此，通常的范围是0.5°-35°，优选的是2°-20°。
在罐盖和罐端部中可以与过渡壁成一角度。该脚壁角A1的范围从0°-45°，优选地从2°-35°。
目前，面板外环L1具有大于约0.1-0.2mm的宽度。目前的面板外环可具有刻痕。优选地，该刻痕更靠进面板中心，而不是更靠近反向槽设置，这对于爆裂阻力来说是最理想的。
优选地，面板环具有斜度A3、P3，从而更高的内部压力将使罐端部的形状和结构变形更小。该面板环斜度可达到35°，这导致了打褶形成的减少。优选地，面板环斜度A3、P3在2°-20°的范围内，从而面板具有适当的圆形，因为内部压力的增大，圆形变形最小。
根据本发明的罐端部可以是用于容易开的罐的容易开罐端部。因此，为了通过预先形成的由罐端部内的刻痕限定的开口打开罐，优选该罐端部具有一开口突片。
根据本发明的另一方面，提供一种包括主体和至少一个根据本发明，如上所述的罐端部的罐。在根据本发明的罐的一个实施例中，主体在两端都具有根据本发明的罐端部。在另一实施例中，只有罐盖是根据本发明的罐端部。罐底或罐盖可与罐的主体一体形成，并且通过诸如DWI、DRD和(深)拉制的任何常规的程序成形。在另一实施例中，该罐可具有主体和罐盖，以及罐底，该罐底是根据本发明的罐端部。
根据本发明的另一优选的罐是这样一种罐，它由上述的罐盖(优选地，还有开口突片和匹配的刻痕)与上述的另一罐盖(没有开启装置)组成，但后者用作是罐底。因此，可获得这样的优点，即罐盖由于其具有更大半径的设计而用作罐底，因此，内部压力阻力更大，并允许在弹性极限内更大的膨胀。根据另一实施例，所述罐具有罐盖和上述涉及本发明的罐底。每个罐端部都可以和罐的主体一体形成的。其他罐端部通过诸如缝合的传统技术连接到罐的主体上。
根据本发明的罐端部和罐的所提到的以及其他特征和特性将通过几个实施例进行进一步说明，所给出的实施例仅用于说明的目的，并不旨在将本发明限制到任何程度。具体地说，具有易开启端，但当然，也可以意识到这样的罐有一个或多个卫生端，或更一般地，具有不容易开启端。参考附图，将对这些实施例进行描述，其中
附图说明
图1、2和3是根据本发明的罐盖的部分截面图。
图4以更小的比例示出了具有根据本发明罐盖的罐。
图5以更大的比例示出了罐的罐盖，由于内部压力的增大，罐盖具有局部打褶区或卷边区；
图6示出了根据本发明的罐底的截面图；
图7-8是图6VII和VIII的详细视图；
图9是图7所示罐底的替换实施例；
图10和11是图8所示罐底的替换实施例；
图12是图6所示罐底的替换实施例；
图13是根据本发明的罐的截面图，该罐具有图3的罐盖，以及作为罐底图1的罐盖(与罐主体一体成形)；
图14是根据本发明，作为图4的罐的替换的罐，该罐具有图6的罐底作为罐底；
图15是根据本发明的罐，该罐具有根据图3的罐盖和图12的罐底；和
图16是根据本发明，两个罐端部接合到罐主体的罐。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的罐盖或罐底1。罐端部具有中心面板2和用于例如通过缝合附接到罐的主体的罐端部圆角或卷边3。罐端部1还包括通过过渡壁5连接到卷边3缝合面板6的反向槽4。该反向槽4也通过面板壁7连接到面板2。
面板壁角P2由面板壁7相对于垂线9的斜度8决定。面板半径R4决定了面板壁7与面板2之间的连接曲率。反向槽的半径R3决定了面板壁7与过渡壁(chuck wall)5之间的区域的内曲率。最后，面板的深度H2是反向槽下侧与面板2之间的距离，单元深度H1是缝合面板6与反向槽下侧之间的距离。
在罐端部1内的面板壁角P2是15°，面板半径R4为1.3mm，面板深度H2为2.3mm，反向槽半径R30.6mm。
图2示出了根据本发明的另一罐端部10。
与图1的罐端部1相比，面板壁角P2增大。面板半径R4以及反向槽半径R3也都增大。而面板的深度减小。
如图2所示，该罐端部10还具有位于面板2周围的面板外环11，该面板外环11通过面板壁7连接到反向槽4。所述外环11有1mm的宽度L1，并具有刻痕12。面板外环11具有相对于水平线13的斜度。该面板外环斜度P3是20°。
罐端部10的尺寸为：面板壁角P2＝30°，面板半径R4＝0.8mm，面板深度H2＝1.2mm，反向槽半径R3为0.9mm，面板外环宽度L1为1.5mm。
图3示出了根据本发明的罐端部14。与图2所示罐端部10相比，面板壁角P2为10°，面板半径R4是1.8mm，面板深度H2是2.4mm，反向槽半径R3是0.6mm。此外，外环宽度L1为1.5mm，面板外环的斜度P3是10°。
下面的表格示出了罐端部1、10和14(由钢铁制造)的褶皱阻力，该阻力取决于金属范围和金属硬度。
Figure A200780003842D00111
图4示出了根据本发明的罐。该罐15具有：主体16；更大壁厚的一体形成的内凹罐底17以及图1所示的缝合罐端部18(尽管图2和3分别示出的罐端部10和14也适用)。罐端部18的面板19具有通过铆钉21连接到面板19的开启突片20。该面板19还具有圆形刻痕22。因此，罐15是用于容纳饮料和/或食物的容易开的罐。
图5以更大的比例示出了图4的罐。由于在密封容器15内不希望的压力增加，在反向槽与面板之间的区域局部地(覆盖圆周的一部分)形成褶皱23。如图所示，罐端部18的其他区域没有变形。
图6示出了本发明的罐底24，该罐底24一体地连接到罐的主体。所述罐底24包括具有面板外环26的中心面板25，该面板外环26通过面板圆角27连接到面板壁28，面板壁28则通过反向槽圆角29连接到过渡壁30。所述过渡壁30通过端/脚圆角31连接到主体壁32。罐底24的细节在图7和8中示出。
外半径R14的最小值取决于脚半径R13与端脚半径R2之间的距离。
下面的表格示出了图6-8的罐端部24的褶皱(压力)阻力，该罐端部的壁厚为0.22mm，所述褶皱阻力取决于单元深度H1和面板深度H2。
 
厚度 H1(mm) H2(mm) 褶皱压力(bar)
0.22 5.6 3 52
0.22 6 3 53
0.22 6.4 3 54
0.22 6.8 3 55
 
厚度 H1(mm) H2(mm) 褶皱压力(bar)
0.22 6 2.6 52
0.22 6 2.8 52
0.22 6 3 53
0.22 6 3.2 54
图9示出了根据本发明的替换罐底33。该罐底33包括直接连接到面板圆角35的面板34。因此，该面板34不包括面板环。
图10示出了根据本发明的另一罐底36。在这个实施例中，罐端部/脚圆角31直接连接到罐的主体壁32。因此，该罐底36不包括脚半径R13和外脚半径R14(如图7所示)。
与图8的罐底24相比，图11还示出了罐底37形式的另一替换实施例，该罐底37包括主体壁32上的、用于在连续炊具处理过程中引导密封罐的滚动头(rolling head)38，所述密封罐具有罐底37。
图12示出了本发明的罐底39的又一实施例。该罐底39包括:主体壁32；通过过渡壁或卡盘壁(chuck wall)30和反向槽圆角29连接到面板壁28的罐端部/脚圆角31。面板壁28通过面板圆角27连接到中心面板40。与图6的罐底24相比，该面板具有如图4的罐15所示的一体罐底17(并未根据本发明)的内凹形状。
图13示出了包括主体壁42的罐41，该罐41具有罐盖43和一体罐底44。该罐盖43是如图3所示的罐盖14。罐盖14通过焊缝45连接到主体壁42。罐盖14具有开启突片46，该突片46用于通过由刻痕12决定的开口打开罐41，该开口形成在面板外环11上。罐底44是如图1所示的罐端部1，如与主体壁42一体成形的罐盖。罐端部1包括通过面板壁7、反向槽4和过渡壁5连接到卷边或罐端部圆角3的面板2，所述卷边或罐端部圆角3一体连接到主体壁42。
图14示出了根据本发明的另一罐47。它是图4所示的罐15的替换。在该替换中，罐底48通过图6所示的罐底24形成。
图15示出了根据本发明的另一罐49，它是图13的罐44的替换。在这种情况下，罐底50具有图12所示的罐底39的形式。
最后，图16示出了根据本发明的罐51，在该罐51中，罐盖54及罐底52都缝合到罐主体53。
值得注意的，所述各种罐盖和罐底都可以通过从圆盘形金属部件拉制的标准技术来制造，使用各种用于形成各种罐端部结构的模具。每个罐端部如希望的都可以作为罐盖和/或罐底使用。
所使用的金属可以是诸如铝、钢铁、镀锡钢的任何适用的金属。该金属可以具带有油漆或塑料层形式的涂层，如传统的用于食物和饮料的罐。

Claims (23)

1.一种用于诸如容易开的罐的罐端部，该罐端部包括：
中心面板；
罐端部圆角，用于连接到罐的主体上；和
反向槽，该反向槽通过过渡壁连接到罐端部圆角，并且通过面板壁连接到面板；其中
面板壁角(A2、P2)是2°-45°；
面板半径(R4)大于0.5mm；
面板深度(H2)是1mm-7mm；和
反向槽半径(R3)小于5mm。
2.如权利要求1所述的罐端部，其中所述面板壁角(A2、P2)是5°-35°。
3.如权利要求1或2所述的罐端部，其中所述面板半径(R4)是1.0mm-1.5mm。
4.如权利要求1-3所述的罐端部，其中该罐端部是罐底，罐端部圆角形成脚，所述脚具有小于5mm，优选为0.5-1.5mm的端脚半径(R2)。
5.如权利要求4所述的罐端部，其中所述反向槽半径(R3)是0.5mm-1.5mm。
6.如权利要求4或5所述的罐端部，其中所述面板深度(H2)是2mm-5mm。
7.如权利要求4-6所述的罐端部，其中脚半径(R13)小于5mm，优选为0.5-1.5mm。
8.如权利要求4-7所述的罐端部，其中脚高度(H11)是1-7mm，优选2-5mm。
9.如权利要求4-8所述的罐端部，其中单元深度(H1)是2-10mm，优选5-7mm。
10.如权利要求4-9所述的罐端部，其中面板外环斜度(A3)是0°-35°，面板外环宽度(L1)是0-15mm。
11.如权利要求10所述的罐端部，其中所述面板外环斜度(A3)是2°-20°。
12.如权利要求10或11所述的罐端部，其中所述面板外环宽度(L1)是1-5mm。
13.如权利要求1-3所述的罐端部，其中所述的罐端部是罐盖。
14.如权利要求13所述的罐端部，其中所述面板深度(H2)是2.0-2.5mm。
15.如权利要求13或14所述的罐端部，其中所述反向槽半径(R3)是0.5-0.7mm。
16.如权利要求13-15所述的罐端部，其中所述单元深度(H1)是5-7mm。
17.如权利要求13-16所述的罐端部，其中所述面板外环斜度(P3)是0°-35°，所述面板外环宽度(L1)是0-15mm，优选地是1-3mm，更优选地是1-2mm。
18.如权利要求17所述的罐端部，其中所述面板外环斜度(P3)是2°-20°。
19.一种罐，该罐包括主体以及至少一个根据权利要求1-18所述的罐端部。
20.如权利要求19所述的罐，其中所述至少一个罐端部是根据权利要求13-18所述的罐盖，或者是根据权利要求4-12所述的罐底。
21.如权利要求19或20所述的罐，其中所述罐包括罐盖和作为罐底的另一个罐盖。
22.如权利要求19或20所述的罐，其中所述罐包括罐盖和罐底。
23.如权利要求19-22所述的罐，其中所述罐盖或罐底与罐的主体一体形成。
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