CN109070181B - 具有索环的饮料罐 - Google Patents

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Abstract

一种变薄拉深的饮料罐体、用于形成其的方法，以及密封且填充的罐，包括底座中的通孔或孔口。用于在罐中填充推进剂的索环位于孔口中。孔口具有毛刺，毛刺位于孔口的边沿的内侧。

Description

具有索环的饮料罐
技术领域
本发明涉及容器，且更具体地涉及具有阀的加压饮料容器。
背景技术
商业饮料罐通常由两件形成：变薄拉深("DWI")本体和接缝到罐体的开口端上的端部或盖。在用于形成罐体的DWI过程中，首先从3000系列的铝合金板切出圆形坯料，如根据(ASTM B209-14)具有以下性质的3004：
铝：95.6到98.2%(或以下限制后的余量)
铜：最大0.25%
铁：最大0.7%
镁：0.8至1.3%
锰：1.0至1.5%
硅：最大0.3%
锌：最大0.25%
剩余：最大0.15%。
坯料在机器中拉制成杯，称为罐杯成型机(cupper)。拉制过程通常不会改变材料的厚度，使得杯的侧壁和底座具有与坯料相同或接近相同的厚度。
杯然后传递至称为制罐身机的机器中，其中圆柱形冲头以紧密配合插入杯的开口端中。冲头然后将杯推过一系列圆形模具。每个模具具有的开口直径略小于杯的金属的外径。因此，金属在每个模具中"变薄"，这使侧壁变薄且伸长。在变薄阶段结束时或接近结束时，冲头将罐体推到圆顶形工具上，其使罐的平底部变形成圆顶且形成足部。商业饮料罐的最流行尺寸具有圆顶，其具有大约0.010英寸厚的厚度。在大多数情况下，罐的底部在制罐身操作结束时在结构上完成。
在制罐身机之后，罐体通常经过在罐的开口端上形成颈部和凸缘的操作。罐体在填充有产品之前涂覆有常规漆，以提供液体产品与铝之间的隔层。
端部或盖通常由5000系列铝合金在将圆形坯料形成为壳的壳压机和将拉片附接到壳上的转换压机中形成。在填充之后，端部定位在罐体上，使得端部的外周卷边结构与罐体凸缘对准。端部和罐体两者相互变形来形成接缝。
饮料罐中的内部压力通常来自液体产品中夹带的气体，或在容器接缝之前由液氮定量给料生成。
DWI饮料罐制造商长期以来一直致力于使罐重量轻且结构完整，即使在罐处于压力下并且粗暴地装卸时也是如此。
气溶胶罐通常由三件制成：与分配阀配合的圆顶端、每端上开口的圆柱体，以及浅底端。罐体通常通过轧制平板的马口铁钢并将端部焊接在一起以形成纵向接头而形成。底端和圆顶端接缝到焊接的圆筒的开口端上。
气溶胶罐通常具有罐的顶部构件中的阀，其用于向罐填充推进剂。备选地，位于圆顶形底座中的孔口中的索环可用于向罐填充推进剂，推进剂通常是挥发性烃。在产品和推进剂必须保持分开时，使用圆顶形底座中的索环。例如，流行的商业系统，称为罐中袋或阀上袋，当推进剂围绕袋时，使用保持产品的小袋或袋。一些应用使用活塞隔层来将产品与推进剂分开，如，本受让人的姊妹公司以商品名EarthsafeTM销售的技术。
如熟悉填充气溶胶罐技术的人员所理解的，若干常规的索环在商业上可用于用推进剂装填气溶胶罐。在常规气溶胶罐中，在端部接缝到圆柱形罐体上之前，孔口形成在底端中。由于孔口形成在未附接端中，故相对工具容易接近来接触端部的上表面和下表面。索环然后可在接缝到罐体上之前从端部的上侧或下侧安装入孔口中。
发明内容
在形成孔口(也称为通孔)的过程中，通过相对工具刺穿金属板，通常形成毛刺。
形成在孔口的边沿的内侧上的毛刺可减少毛刺与液体产品之间的接触(相比于位于孔口边沿的外侧上的毛刺)，因为毛刺可与索环的弹性体或聚合物接触或埋入其中。毛刺可能未涂覆，或具有比圆顶形底座的顶侧更少的涂层，且因此毛刺与液体产品之间的接触有可能对产品具有不利影响。
根据本发明的方面，提供了一种填充和密封的饮料罐、未缝合的罐体，以及用于在罐体中形成阀/索环的方法。填充和密封的饮料罐包括拉深和壁变薄的罐体，其包括底座中的圆顶、底座外侧的足部，以及从足部向上延伸的细长变薄的侧壁。圆顶具有穿过圆顶形成的孔口，以及终止于边沿的围绕孔口的壁。毛刺位于边沿的内侧部分上。索环设置在孔口中。孔口的内侧部分与罐的液体产品内容物接触。饮料罐还可包括接缝至与底座相反的罐体的开口端上来封闭罐的端部。
在优选实施例中，壁是直立壁，其垂直或接近垂直，且周向围绕孔口。圆顶可在直立壁周围无凹口，使得索环的底座未相对于圆顶凹入，或圆顶可具有凹口(如，孔口和/或壁周围)，使得索环的底座相对于圆顶凹入。
优选地，直立壁终止于边沿表面，其相对于水平参考线形成-30度到60度之间的角A，优选在零到45度之间，且更优选在5度到40度之间。
当毛刺在内侧上时，毛刺可接触索环。索环包括位于圆顶的外侧上的底座、位于圆顶的内侧的冠部，以及在底座与圆顶之间用于接收孔口的边沿的颈部。因此，在优选实施例中，当索环在其密封状态时，毛刺接触索环的颈部。由于索环的圆顶在罐的内部中，故索环的部分接触液体产品。
形成变薄拉深的饮料罐体中的阀的方法始于一件式的变薄拉深的饮料罐体，其包括底座中的圆顶、底座外侧的足部，以及从足部向上延伸的细长变薄侧壁。该方法包括以下步骤：将第一工具定位在罐体的内部中；使圆顶的外表面与第二工具接触，使得第一工具和第二工具对准；通过第一工具和第二工具的作用形成圆顶中的孔口，使得毛刺形成在孔口的内侧边沿上；以及将索环插入孔口中。第一工具接触圆顶的内表面。并且，毛刺相对于索环向内定向。
形成步骤优选包括(或该方法包括以下另一步骤)使孔口附近的圆顶的部分变形来形成直立壁。优选地，变形步骤发生在形成步骤的同时和插入步骤之前。优选地，直立壁是垂直的或接近垂直的，且周向围绕孔口。
圆顶可在直立壁周围无凹口，使得索环的底座相对于圆顶未凹入，或圆顶可具有直立壁周围的凹口(由于任何方法步骤)，使得索环的底座相对于圆顶凹入。
优选地，直立壁形成为使得直立壁终止于边沿表面处，其相对于水平参考线形成-30度到60度之间的角A，优选在零度到45度之间，且更优选在5度到40度之间。
当毛刺在内侧上时，毛刺可在组装时接触索环。索环包括位于圆顶的外侧的底座、位于圆顶的内侧的冠部，以及在底座与圆顶之间用于接收孔口的边沿的颈部。因此，在优选实施例中，当索环在其密封状态时，毛刺接触索环的颈部。由于索环的圆顶在罐的内部中，故索环的部分接触液体产品。
附图说明
图1为根据本发明的方面的饮料罐组件的侧视图。
图2为图1中的饮料罐组件的顶部透视图，其中为了清楚起见移除了端部。
图3为图1中的饮料罐组件的底部透视图。
图4为将图1中的罐组件二等分的纵向截面视图。
图5为图4中的截面的透视图。
图6为图1中的罐的俯视图，其中为了清楚起见移除了罐组件的端部。
图7为图1中的罐组件的仰视图。
图8为二等分索环的图1中的罐的圆顶的部分的放大截面视图。
图9为安装入孔口中之前二等分索环的截面视图。
图10为罐底部中的孔口的部分的放大截面视图。
具体实施方式
参看附图，饮料罐组件10包括罐体20、端部和索环40。在附图中，为了清楚起见省略了罐端以示出索环。
可为常规的罐端接缝到罐体的端部上。应理解，例如，罐端可为Crown Cork＆Seal，Inc以其SuperEnd标记销售的一个端部，如，美国专利申请号102070.006145 ("ISE")中大体上描述的端部，其结构描述通过引用并入本文中。因此，应理解，罐端包括与罐体凸缘协作来形成附图中的接缝的卷边或钩、中心板、由中心板上的刻痕限定的倾倒开口、用于在促动时打开倾倒开口的凸片，以及熟悉饮料罐构造的人员将理解的其它结构。本发明不限于具体罐端构造。
应理解，本发明结合通过壁变薄形成的侧壁和通过圆顶形操作形成的底部来使用。因此，应理解，本发明包含罐的任何上部构造，如，DWI金属瓶，其具有逐渐变细到瓶口的颈部，并且通常用滚动防盗金属封盖盖住，金属罐具有小接缝连接端部，如，题为"具有接缝连接端部的有颈部饮料罐(Necked Beverage Can Having a Seamed-On End)"的美国专利申请号14/773892中公开的，有时称为cottle罐。
罐体20是变薄拉深的单件式本体，其包括一体的侧壁22、延伸至接缝26的颈部24，以及底座30。底座30从侧壁22的下部延伸且包括足部32，圆顶34在足部32内侧。在截面中，足部32包括罐可抵靠在其上的弯曲直立环、从直立环向上延伸的足部的内侧壁，以及并入圆顶34中的过渡部。底座30的轮廓形状可为常规的。
优选地，罐体20是常规211或66mm的罐体类型，其在美国以12盎司或16盎司罐的形式在商业上出售，而在欧洲则为330ml或440ml罐。罐体可为任何高度和直径，如，52mm或58mm直径，以Slim™或Sleek™罐销售，或任何其它DWI饮料罐体直径。罐体由3000系列铝形成，如，3004。侧壁22通常大约0.004英寸厚，或0.003英寸到0.006英寸。圆顶34通常是大约0.010英寸厚，或0.008英寸到0.011英寸。
孔口36形成在底座中，优选在中心以便于形成和填充。孔口36优选包括壁62，其在截面轮廓中偏离圆顶34的曲率。在壁62偏离壁62局部的圆顶曲率的范围内，壁62称为直立壁。优选地，壁向内突出(即，朝罐向内或以抵靠定向向上)。备选地，本发明可结合圆顶使用，其中完全不存在壁，既没有向内突出的也没有向外突出的。
壁62终止于边沿处，其限定其末端面处的边沿表面64。在直立壁62在边沿处接近垂直的情况下，边沿表面64将形成接近水平的角A。如图10中最佳所示，边沿表面64(横截面中)相对于水平参考线形成的角包含任何角(除90度外或接近90度，即，除垂直外)。优选地，角A在-30度到60度之间，更优选是零和45度，更优选是5到40度之间。为了测量，可通过边沿表面64且从其投射出来绘制最佳拟合线。
当壁62是直立壁和/或边沿表面角A不是90度时，边沿具有相对于孔口36的垂直中心线径向地限定的内侧和外侧。内侧是相对于孔口36沿径向向内，而外侧是相对于孔口36沿径向向外。当孔口36由相对工具形成时，这是形成索环孔口中常见的，毛刺至少形成在孔口的边沿的一个边缘上。
大体上，毛刺是从边缘或粗糙边缘延伸的金属的细凸起。毛刺作为金属制造步骤的部分而形成，如，在圆顶形底座中形成通孔。在用于气溶胶时，当形成用于索环的孔以设置工具并控制其时其可为优选的，使得毛刺形成在边沿的外侧，使得毛刺不接触或嵌入索环的聚合物材料中。然而，发明人发现，当与现代索环一起使用现代工具时，毛刺能够以在填充期间和之后不会有损索环功能的方式来接触索环。因此，在内侧形成时毛刺不与液体产品接触或与液体产品有减少的接触(与位于孔口边沿的外侧上的毛刺相比)，这是有利的，因为孔口的毛刺通常缺少足够的漆涂层作为阻止液体产品接触的隔层。
本发明不限于任何特定的索环。为了图示目的，附图示出且描述了作为Ultramotive™索环销售的索环。熟悉索环和索环相关的推进剂填充技术的人员将理解使用其它索环构造，如，通用索环或其它市售索环。
索环40具有底座42、颈部44和冠部46。如图8中最佳所示，颈部16配合在如附图中所示的孔口36内。图9示出了插入孔口36之前的索环40。
底座42具有四个贯穿开口48，推进剂可经由开口48插入来填充罐10。开口48延伸穿过底座42，直至开口48的至少部分与颈部44周围的空间连通的程度。在填充过程期间，充气头的销施加到索环40的中心，以伸展颈部44，且使冠部46向上延伸来升高冠部46，使冠部与底座42解除接合。因此，在伸展时，开口48与罐组件10的内部连通，以向罐填充推进剂。然后，当移除充气头时，弹性索环返回图8中所示的其静止位置，其中开口48密封，这称为索环的密封状态。如熟悉索环结构和功能的人员所理解的，索环40还具有促进在填充过程期间伸展颈部16的特征。通过引用并入本文中的美国专利号6729362的部分阐释了索环在其松弛状态、密封状态和填充状态的结构。发明人发现，与传统思想相反，即使具有位于边沿的内侧上的毛刺(即，面朝索环向内)，索环也可在其松弛状态与填充状态之间延伸，且又返回松弛状态，而不干扰索环的填充或密封功能。
为了形成罐10，首先优选通过常规手段来形成罐体20。孔口36由相对工具的作用来形成，相对工具接触圆顶34的相反表面(内侧和外侧)。工具使围绕孔口36的圆顶表面变形，从而形成直立壁62和边沿表面64。优选地，直立壁62周围没有凹口或埋头孔来接收或凹入索环底座42。因此，圆顶34优选具有平滑且不间断的曲线，其从直立壁62向外延伸。索环40从罐体20的底部安装。在罐填充有产品且通过使罐端接缝至罐体而密封之后，罐填充有气体。产品可为任何饮料。一个实例是具有牛奶或奶油的咖啡产品，且填充气体是一氧化二氮。
用于形成孔口36，包括孔口边沿60、直立壁62和边沿表面64的工具是公知的，这将由熟悉具有索环的罐的制造的人员理解。出于接近和对准的原因，优选地，索环从罐20的下侧安装，而非穿过罐的开口端。此外，熟悉索环技术的人员将理解能够在边沿表面64的内侧上形成毛刺的工具构造。
使用了实施例来描述本发明，实施例不旨在是限制性的。相反，权利要求旨在限定本发明的范围。

Claims (31)

1.一种形成变薄拉深饮料罐体(20)中的阀的方法，所述方法的特征在于：
在一件式的变薄拉深饮料罐体(20)中，其包括底座(30)中的圆顶(34)、所述底座(30)外侧的足部(32)，以及从所述足部(32)向上延伸的细长变薄侧壁(22)，
将第一工具定位在所述饮料罐体(20)的内部中，所述第一工具接触所述圆顶(34)的内表面；
使所述圆顶(34)的外表面与第二工具接触，使得所述第一工具和所述第二工具对准；
由所述第一工具和所述第二工具的作用形成所述圆顶(34)中的孔口(36)，使得毛刺形成在所述孔口(36)的边沿的内侧上，形成所述孔口(36)使得所述孔口(36)附近的所述圆顶(34)的部分变形来形成直立壁(62)，所述直立壁在周向上围绕所述孔口(36)延伸以提供所述边沿；以及
将索环(40)插入所述孔口(36)中，使得所述毛刺相对于所述索环(40)向内定向并且接触所述索环(40)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述直立壁(62)是垂直或接近垂直的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述直立壁(62)周向围绕所述孔口(36)。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁(62)周围无凹口，使得所述索环(40)的底座(42)相对于所述圆顶(34)未凹入。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁(62)周围具有凹口，使得所述索环(40)的底座(42)相对于所述圆顶(34)凹入。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述直立壁(62)终止于边沿表面(64)，所述边沿表面相对于水平参考线形成-30度到60度之间的角A。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，角A在零到45度之间。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，角A在5到40度之间。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在插入步骤之后，所述索环(40)包括位于所述圆顶(34)的外侧上的底座、位于所述圆顶(34)的内侧上的冠部(46)，以及在所述索环的底座与所述索环的冠部之间的用于接收所述孔口(36)的所述边沿的颈部(44)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述插入步骤之后所述索环(40)在其密封状态时，所述毛刺接触所述索环(40)的所述颈部(44)。
11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述索环(40)适于在接缝和填充步骤之后接触液体产品。
12.一种饮料罐体(20)和索环(40)组合，其特征在于：
壁变薄和拉深的饮料罐体(20)，其包括底座(30)中的圆顶(34)、所述底座(30)外侧的足部(32)，以及从所述足部(32)向上延伸的细长变薄侧壁(22)；所述圆顶(34)具有穿过所述圆顶的孔口(36)，以及终止于边沿的在周向上围绕所述孔口(36)延伸的直立壁(62)；
位于所述边沿的内侧部分上的毛刺；以及
设置在所述孔口(36)中的索环(40)，使得所述毛刺相对于所述索环(40)向内定向并且接触所述索环(40)。
13.根据权利要求12所述的组合，其特征在于，所述直立壁是垂直或接近垂直的。
14.根据权利要求12或13所述的组合，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁周围无凹口，使得所述索环(40)的底座(42)相对于所述圆顶(34)未凹入。
15.根据权利要求12或13所述的组合，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁周围具有凹口，使得所述索环(40)的底座(42)相对于所述圆顶(34)凹入。
16.根据权利要求12或13所述的组合，其特征在于，所述直立壁终止于边沿表面(64)，所述边沿表面相对于水平参考线形成-30度到60度之间的角A。
17.根据权利要求16所述的组合，其特征在于，角A在零到45度之间。
18.根据权利要求16所述的组合，其特征在于，角A在5到40度之间。
19.根据权利要求12或13所述的组合，其特征在于，所述索环(40)包括位于所述圆顶(34)的外侧上的底座、位于所述圆顶(34)的内侧上的冠部(46)，以及在所述索环的底座与所述索环的冠部之间的用于接收所述孔口(36)的所述边沿的颈部(44)。
20.根据权利要求19所述的组合，其特征在于，当所述索环(40)在其密封状态时，所述毛刺接触所述颈部(44)。
21.根据权利要求12或13所述的组合，其特征在于，所述索环(40)适于接触液体。
22.一种填充且密封的饮料罐，包括：
壁变薄和拉深的罐体(20)，其包括底座(30)中的圆顶(34)、所述底座(30)外侧的足部(32)，以及从所述足部(32)向上延伸的细长变薄侧壁(22)；所述圆顶(34)具有穿过所述圆顶的孔口(36)，以及终止于边沿的在周向上围绕所述孔口(36)延伸的直立壁(62)；
端部，其接缝至所述罐体(20)的开口端来封闭所述罐，所述罐体的所述开口端与所述底座(30)相反；
位于所述边沿的内侧部分上的毛刺；以及
设置在所述孔口(36)中的索环(40)，使得所述毛刺相对于所述索环(40)向内定向并且接触所述索环(40)，所述孔口(36)的内侧部分与所述罐的液体产品内容物接触。
23.根据权利要求22所述的饮料罐，其特征在于，所述直立壁是垂直或接近垂直的。
24.根据权利要求22或23所述的饮料罐，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁周围无凹口，使得所述索环的底座(42)相对于所述圆顶(34)未凹入。
25.根据权利要求22或23所述的饮料罐，其特征在于，所述圆顶(34)在所述直立壁周围具有凹口，使得所述索环(40)的底座(42)相对于所述圆顶(34)凹入。
26.根据权利要求22或23所述的饮料罐，其特征在于，所述直立壁终止于边沿表面(64)，所述边沿表面相对于水平参考线形成-30度到60度之间的角A。
27.根据权利要求26所述的饮料罐，其特征在于，角A在零到45度之间。
28.根据权利要求26所述的饮料罐，其特征在于，角A在5到40度之间。
29.根据权利要求22或23所述的饮料罐，其特征在于，所述索环(40)包括位于所述圆顶(34)的外侧上的底座、位于所述圆顶(34)的内侧上的冠部(46)，以及在所述索环的底座与所述索环的冠部之间的用于接收所述孔口(36)的所述边沿的颈部(44)。
30.根据权利要求29所述的饮料罐，其特征在于，当所述索环(40)在其密封状态时，所述毛刺接触所述索环(40)的所述颈部(44)。
31.根据权利要求22或23所述的饮料罐，其特征在于，所述罐内的所述索环(40)的部分接触所述液体产品。
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