CN110997175B - 具有冲压铆接部的罐盖、及其工具组件和成型方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种罐盖(10)，该罐盖包括中央板和设置在该中央板上的冲压铆接部(12)。还提供了构造成成型冲压铆接部(12)的压机(500)、工位(502)和/或工具组件(550、552)，以及提供了成型冲压铆接部(12)的方法。

Description

具有冲压铆接部的罐盖、及其工具组件和成型方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年8月23日提交的序列号为15/683,803的美国专利申请的权益，其通过引用结合于此。

技术领域

所公开和要求保护的概念涉及罐盖，且更具体地，涉及由成型为冲压(coined)铆接部的板材制成的罐盖。所公开的概念还涉及用于提供这种罐盖的模具(tooling)组件和相关方法。

背景技术

金属容器(例如罐)构造成容纳诸如但不限于食品和饮料之类的产品。通常，金属容器包括罐体和罐盖。在示例性的实施方式中，罐体包括基底和悬伸侧壁。罐体限定了在一端开口的大体封闭的空间。罐体装填有产品，然后罐盖在开口端连接到罐体。在某些情况下，将容器加热来烹饪其内容物和/或对其内容物进行灭菌。该过程增加了容器的内部压力。此外，在某些情况下，容器容纳诸如但不限于碳酸饮料之类的加压产品。因此，由于各种原因，容器必须具有最小限度的强度。

通常，容器的强度与形成罐体和罐盖的金属的厚度以及这些元件的形状有关。本申请主要针对罐盖而不是罐体。罐盖是“易开”型盖，其包括撕开板和拉片。撕开板由罐盖的外表面(在本文中称为“公共侧”)上的刻痕轮廓或刻痕线限定。拉片紧邻撕开板进行附接(例如但不限于铆接)。拉片构造成被抬起和/或拉动以使刻痕线断开进而偏转和/或移除可断开的板，从而形成用于分配容器的内容物的开口。

制作罐盖时，以从金属板材产品(例如但不限于铝板、钢板)切割而成的坯件为起点。本文中所使用的“坯件”是成型为产品的材料部分；术语“坯件”可适用于直到完成所有成型操作之前的材料部分。在示例性实施方式中，坯件在壳压机中形成为“壳件”。本文中所使用的“壳件”或“初步罐盖”是一种如下的结构，即，其开始于大体上为平面型的坯件，并且已经经受了除刻痕、镶板、铆接成型和拉片铆固以外的成型操作，而且其他工位是已知的。壳压机包括多个模具工位，其中每个工位均执行成型操作(或者可以包括不执行成型操作的空工位)。坯件移动通过相继的工位，并成型为“壳件”。也就是说，作为非限制性示例，第一工位将坯件从板材上切下，第二工位将坯件成型为具有悬伸侧壁的杯状结构，第三工位将悬伸侧壁成型为凹陷部和卡紧侧壁，等等。

对于“易开”型盖，将壳件进一步传送到转换压机，该转换压机也具有多个相继的模具工位。随着壳件从一个模具工位前进到下一模具工位，执行各项转换操作，诸如例如但不限于铆接成型、镶板、刻痕、压花和拉片铆固(即，通过铆接将拉片联接到壳件)，直到将壳件完全转换成所需的罐盖并从压机中取出为止。此外，在美国专利US4,145,801中公开了制造铆接部并将拉片连接到其上的方法，并且将美国专利US4,145,801中对优选实施方式的描述通过引用结合入本文。

在制罐工业中，为了制造大量的罐，需要大量的金属。因此，该工业上的持续目标是减小消耗的金属量。因此，一直在不断努力以减小制造罐盖、拉片和罐体的原材料的厚度或规格(有时称为“减小的规格”)。目前，罐盖由金属板材制成，诸如但不限于铝和钢以及包括那些金属的合金。这些材料的最小基础厚度为0.0082英寸。这是个问题，而使用具有更薄的基础厚度的金属材料将解决该问题。

但是，使用具有更薄的基础厚度的材料会产生其他问题，诸如但不限于罐盖在铆接部处失效。即，由基础厚度小于0.0082英寸的材料形成的铆接部不能将拉片保持于罐盖。这是个问题。

替代地，可以使具有较厚的基础厚度的材料变薄以具有比基础厚度小的更薄的或局部更薄的最终厚度。但是，由于使用较少的材料(例如，更薄的规格)，因此出现了需要开发特有的方案的问题。此外，罐体和罐盖的成型方法在材料中引起应力，从而在对罐体或罐盖成型期间损坏了罐体或罐盖。

解决与使用薄金属有关的问题的一种方案是在罐盖中提供加强结构。例如，如美国专利US5,755,134中所公开的，制造铆接部的方法包括在成型铆接部之前在大致平面型的坯件中形成鼓泡。如美国专利US5,755,134中所述，形成鼓泡包括“将足够的金属从端板移入鼓泡中，使得可以在后续操作中形成铆接部……”。也就是说，为了在成型操作期间和之后增大铆接部的强度，将金属迫压到成为铆接部的区域中。换句话说，坯件的基础厚度在成为铆接部的区域中增加。增加成为铆接部的区域的基础厚度意味着减小罐盖其他区域的厚度。这是个问题。

此外，在铆固之前，已知的铆接部钮部(button)具有渐缩的横截面形状。当铆固具有这种形状的铆接部钮部时，铆接部钮部往往会不均匀地塌陷。即，铆接部的一部分会在一个方向上比在另外的方向上在拉片上更多地延伸。这是个问题。

因此，需要一种不减小罐盖的其他区域的材料厚度的罐盖铆接部。此外，需要减少铆接部中的材料量，以减少用于制造罐盖的材料总量。此外，需要由基础厚度小于0.0082英寸的材料成型罐盖。

发明内容

所公开和要求保护的概念提供了一种罐盖，该罐盖包括中央板和设置在中央板上的冲压铆接部钮部。所公开和要求保护的概念提供了构造用于成型冲压铆接部的压机、工位和/或工具组件以及成型冲压铆接部的方法。

附图说明

当结合附图阅读时，可以从对优选实施方式的以下描述中获得对本发明的全面理解，附图中：

图1是带有冲压铆接部的罐盖的局部示意性横截面侧视图。图1A是冲压铆接部的细节图。

图2是带有冲压铆接部钮部的罐盖的横截面侧视图。

图3是具有包括鼓泡工位的多个工位的压机的局部示意性横截面侧视图。

图4是带有鼓泡的坯件的横截面侧视图。

图5是冲压第一铆接部的工位的横截面侧视图。

图6A是现有技术铆接部在成型时的细节图。图6B是冲压铆接部在成型时的细节图。

图7是具有铆接部钮部的坯件的横截面侧视图。

图8是第二铆接部工位的横截面侧视图。

图9是刻痕工位的横截面侧视图。

图10是镶板工位的横截面侧视图。

图11是铆固工位的横截面侧视图。

图12是所公开的方法的流程图。

具体实施方式

将理解的是，在本文的附图中示出的和在以下说明书中描述的特定元件仅仅是所公开概念的示例性实施方式，其仅出于说明的目的而作为非限制性示例提供。因此，与本文公开的实施方式有关的特定尺寸、定向、组件、所使用的部件的数量、实施方式构造和其他物理特性不应被认为是对所公开概念的范围的限制。

本文使用的方向性短语，诸如，例如顺时针、逆时针、左、右、顶部、底部、向上、向下及其派生词，与附图中所示的元件的定向有关而不对权利要求构成限制，除非本文明确说明。

除非上下文另有明确规定，否则如本文所使用的单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数指代。

本文所使用的“构造为[动词]”是指所指的元件或组件具有成形、定尺寸、布置、联接和/或构造为执行所指的动词的结构。例如，“构造为移动”的构件可移动地联接至另一元件并且包括引起该构件移动的元件，或者该构件另外地构造成响应于其他元件或组件而移动。这样，本文所使用的“构造为[动词]”叙述了结构而不是功能。此外，本文中所使用的“构造为[动词]”是指所指的元件或组件旨在并且被设计为执行所指的动词。因此，仅能够执行所指的动词但不旨在且未被设计成执行所指的动词的元件不是“构造为[动词]”。

本文所使用的“关联”是指各元件是同一组件的一部分和/或一起操作、或以某种方式彼此一起作用/相互作用。例如，汽车具有四个轮胎和四个轮毂盖。尽管所有元件都作为汽车的部分而联接，但应理解，每个轮毂盖都与特定的轮胎“关联”。

本文所使用的“联接组件”包括两个或更多个联接或联接部件。联接或联接组件中的各部件通常不是同一元件或其他部件的一部分。这样，在下面的描述中可能不会同时描述“联接组件”的各部件。

本文所使用的“联接”或“联接部件(可能多个)”是联接组件的一个或多个部件。即，联接组件包括构造成联接在一起的至少两个部件。应当理解，联接组件的各部件彼此兼容。例如，在联接组件中，如果一个联接部件是卡扣插槽，则另一个联接部件是卡扣插头，或者，如果一个联接部件是螺栓，则另一个联接部件是螺母。

本文所使用的“紧固件”是构造成联接两个或更多个元件的单独的部件。因此，例如，螺栓是“紧固件”，而榫-槽联接不是“紧固件”。即，榫-槽元件是被联接的元件的一部分，而不是单独的部件。

本文所使用的两个或多个部分或部件被“联接”的陈述是指：只要发生连接，这些部分就直接或间接地(即，通过一个或多个中间部分或部件)结合或一起操作。本文中所使用的“直接联接”是指两个元件彼此直接接触。本文中所使用的“固定地联接”或“固定的”是指两个部件联接成一体运动且同时相对于彼此保持恒定的定向。因此，当两个元件联接时，这些元件的所有部分都联接。然而，对第一元件的特定部分联接至第二元件的描述，例如，轴的第一端联接至第一轮，是指第一元件的特定部分布置得比第一元件的其他部分更靠近第二元件。此外，仅靠重力保持就位地搁置在另一物体上的物体不是“联接”到下方物体，除非是将上方物体以另外的方式保持基本就位的情况。即，例如，桌上的书不是联接到桌子上，而粘在桌上的书是联接到桌子上。

本文中所使用的短语“可移除地联接”或“临时地联接”是指一个部件以实质上临时的方式与另一部件联接。即，两个部件以使得容易将部件结合或分离并且不会损坏部件的方式联接。例如，使用有限数量的易于触及的紧固件(即，不难触及的紧固件)将两个部件彼此固定是“可移除地联接”，而焊接在一起或通过难以触及的紧固件结合在一起的两个部件则不是“可移除地联接”。“难以触及的紧固件”是在触及紧固件之前需要移除一个或多个其他部件的紧固件，其中“其他部件”不是诸如(但不限于)门的通道装置。

本文中所使用的“临时地布置”是指第一元件(可能多个)或组件(可能多个)以使得能够移动第一元件/组件而无需分离或以其他方式操纵第一元件的方式搁置在第二元件(可能多个)或组件(可能多个)上。例如，简单地放在桌子上的书(即，该书没有被胶粘或紧固在桌子上)是被“临时地布置”在桌子上。

本文中所使用的“操作性地联接”是指一定数量的元件或组件中的每一个均能在第一位置和第二位置之间或者在第一构造和第二构造之间移动，这些元件或组件联接成使得随着第一元件从一个位置/构造移动到另一个位置/构造，第二元件也在各位置/构造之间移动。要注意的是，第一元件可以“操作性地联接”到另一元件，而相反的情况不成立。

本文中所使用的“对应”表示两个结构部件的尺寸和形状设计为彼此相似，并且可以以最小量的摩擦联接。因此，“对应于”构件的开口的尺寸比该构件稍大，使得该构件可以以最小量的摩擦穿过该开口。如果两个部件要“紧密地”配合在一起，则可以修改此定义。在该种情况下，部件尺寸之间的差异甚至更小，从而增加了摩擦量。如果限定开口的元件和/或插入开口中的部件由可变形或可压缩的材料制成，则开口甚至可以比插入到开口中的部件稍小。关于表面、形状和线，两个或更多个“相应”的表面、形状或线条具有大体相同的尺寸、形状和轮廓。

当与运动的元件关联使用时，本文中所使用的“行进路径”或“路径”包括元件在运动时运动穿过的空间。这样，任何本身运动的元件都具有“行进路径”或“路径”。此外，“行进路径”或“路径”涉及一个可识别的构造整体上相对于另一物体的运动。例如，假设道路完全光滑，则汽车上的旋转车轮(可识别的构造)通常不会相对于汽车的车身(另一物体)运动。也就是说，车轮整体上相对于例如相邻的挡泥板不改变其位置。因此，旋转车轮相对于汽车的车身不具有“行进路径”或“路径”。相反，该车轮上的进气阀(可识别的构造)却具有相对于汽车车身的“行驶路径”或“路径”。也就是说，当车轮旋转并运动时，进气阀整体上相对于汽车的车身运动。

本文中所使用的两个或多个部分或部件彼此“接合”的陈述是指元件直接或通过一个或多个中间元件或部件对彼此施加力或进行偏置。此外，如本文中关于运动部分所使用的，运动部分可以在从一个位置到另一位置的运动期间“接合”另一元件和/或一旦处于所述位置就可以“接合”另一元件。因此，应当理解，“当元件A运动到元件A第一位置时，元件A接合元件B”和“当元件A处于元件A第一位置时，元件A接合元件B”的陈述是等同的陈述，并且是指元件A在运动至元件A第一位置时与元件B接合和/或元件A在处于元件A第一位置时与元件B接合。

本文中所使用的“操作性地接合”是指“接合并运动”。即，当涉及构造成使可移动或可旋转的第二部件运动的第一部件使用时，“操作性地接合”是指第一部件施加足以使第二部件运动的力。例如，可以将螺丝起子放置成与螺钉接触。当没有力施加在螺丝起子上时，螺丝起子只是“临时地联接”到螺钉上。如果向螺丝起子施加了轴向力，则将螺丝起子压靠在螺钉上并“接合”螺钉。但是，当将旋转力施加到螺丝起子时，螺丝起子“操作性地接合”螺钉并使螺钉旋转。此外，对于电子部件，“操作性地接合”是指一个部件通过控制信号或电流来控制另一部件。

本文中所使用的词语“单件式的”是指被制造为单个零件或单个单元的部件。也就是说，包括单独制造并之后联接在一起成为一个单元的多个零件的部件不是“单件式的”的部件或主体。

本文中所使用的术语“数量”应指1或大于1的整数(即，多个)。即，例如，短语“一定数量的元件”是指一个元件或多个元件。

在本文中所使用的短语“[x]在其第一位置和第二位置之间移动”或“[y]构造为使得[x]在其第一位置和第二位置之间移动”中，“[x]”是元件或组件的名称。此外，当[x]是在一定数量的位置之间移动的元件或组件时，代词“其”是指“[x]”，即，在代词“其”之前所命名的元件或组件。

本文中所使用的诸如“围绕(about)[元件、点或轴线]布置”或“围绕[元件、点或轴线]延伸”或“围绕[元件、点或轴线][X]度”之类的短语中的“围绕”，是指示环绕、围绕着延伸或围绕着测量。当关于测量使用或以类似方式使用时，如本领域普通技术人员将理解的，“约(about)”是指“近似地”，即，在与测量值相应的近似范围内。

本文中所使用的用于圆形或圆柱形主体的“径向侧面/径向表面”是围绕(或环绕)其中心或围绕穿过其中心的高度线延伸的侧面/表面。如本文所使用的，用于圆形或圆柱形主体的“轴向侧面/轴向表面”是在大致垂直于穿过中心的高度线延伸的平面中延伸的侧面。也就是说，一般地，对于圆柱形汤罐，“径向侧面/径向表面”是大体圆形的侧壁，而“轴向侧面(可能多个)/轴向表面(可能多个)”是汤罐的顶部和底部。

本文中所使用的“大体曲线的”包括具有多个弯曲部分、弯曲部分与平面部分的组合以及相对于彼此成一定角度设置从而形成曲线的多个平面部分或平面部段的元件。

如本领域普通技术人员将理解的，本文中所使用的“一般地”是指与被修饰的术语有关的“以一般方式”。

如本领域普通技术人员将理解的，本文中所使用的“基本上”是指与被修饰的术语有关的“对于大多数部分”。

如本领域普通技术人员将理解的，本文中所使用的“在...处(at)”是指与被修饰的术语有关的在其之上和/或附近。

本文中所使用的“冲压铆接部钮部”是用于罐盖10的坯件20的一部分，该罐盖包括冲压的顶部18。(下面讨论的所有附图标记。)即，鼓泡38形成未铆固的铆接部或钮部。即，“钮部”是在将拉片46(下面讨论)联接到铆接部上的铆固操作之前的铆接部。鼓泡38包括铆接部顶部44，该铆接部顶部在形成“冲压铆接部钮部”时被冲压。也就是说，铆接部顶部44被冲压而成为“冲压铆接部钮部14”与“冲压铆接部12”二者的大致平面的顶部18。另外，要成为“冲压铆接部钮部”14，紧邻围绕(环绕)铆接部部分的顶部44的区域(铆接部部分的侧壁部42，如下面讨论的)在形成“冲压铆接部钮部”时或在其之后未被冲压。因此，如本文所使用的，“冲压铆接部钮部”包括冲压的顶部18和未被冲压的侧壁部16。

本文中所使用的“冲压铆接部”12是由“冲压铆接部钮部”14形成的铆接部，并且包括冲压的顶部18。

本文中所使用的进行“冲压”是指同时接合坯件20的相对两侧并诱导材料的表面上的塑性流动。如所已知的，冲压材料的操作会使表面(可能多个)硬化，而表面之间的材料则保持其韧性和延展性。

以下描述提供了在罐盖10上形成“冲压铆接部钮部”14、以及后续的通过将拉片46铆固于“冲压铆接部钮部”所制造的“冲压铆接部”12。然而，这些元件以及用于制造这些元件的模具和相关方法也可以合并到壳件以及用于制造壳件的模具和方法中。也就是说，在壳压机(未示出)中，将壳件的要形成铆接部顶部的部分进行冲压。在示例性实施方式中，在材料是大致平面的情形时，将壳件的将形成铆接部的部分进行冲压。在另一实施方式中，在壳坯件中形成鼓泡，将壳件的将形成铆接部顶部的部分冲压，并且将鼓泡重新形成壳件的大致平面的部分。构造为形成壳件的这种冲压部分的模具和方法与冲压表面578、579(在下面讨论)和在下面讨论的冲压方法相似。现在，以下描述集中于在罐盖10中而不是在壳件或初步罐盖中制造冲压铆接部14。

以下讨论和附图采用图1中的大体圆柱形的罐盖10作为示例。应当理解，所公开和要求保护的概念可以与任何形状的罐盖10一起操作，所讨论和示出的圆柱形形状仅是示例性的。此外，在示例性实施方式中和对于以下描述的尺寸，罐盖由铝或铝合金制成，并且构造成联接至饮料罐(即，构造成容纳诸如啤酒或碳酸饮料之类的饮料的罐)。饮料罐的一个非限制性示例是12盎司的饮料罐。然而，应当理解，以下公开的概念也适用于由其他材料制成的罐，其他材料例如但不限于钢和钢合金。还应该理解，与铝制罐盖相比，钢制的罐和罐盖通常由具有更薄的基础厚度的材料制成。因此，如下所述，包含本文所公开的减规格概念的钢制罐盖将具有比用于铝罐的尺寸更薄的基础厚度，并且其基础厚度将比制造不包括本文所公开的减规格概念的罐盖所用的金属更薄。

如通常所已知的，罐盖10构造成以密封方式联接、直接联接或固定至罐主体(未示出)以形成容器(未示出)。罐盖包括下面讨论的大致平面的中央板30和下面限定的冲压铆接部12。冲压铆接部12由冲压铆接部钮部14(图2)形成。即，如所示的，冲压铆接部钮部14从中央板30向上突出，并且包括侧壁16和大致平面的顶部18。术语侧壁16和顶部18描述了冲压铆接部12和冲压铆接部钮部14二者的相同元件，并且使用同样的名称/附图标记描述这些共同的元件。

在示例性实施方式中，罐盖10由具有小于0.0082英寸的基础厚度的板材形成。这解决了上述问题。本文中所使用的板材22的基础厚度也是中央板30的未冲压部分的“平均厚度”，如下文所讨论的。本文中所使用的“厚度”是沿着基本法向于材料或坯件20的表面的线测量的。如下所述的冲压工艺将顶部18的厚度减小至小于0.0082英寸的厚度。在示例性实施方式中，顶部18的厚度在约0.003英寸至小于0.0082英寸之间。在该示例中，板材22形成为罐盖10，该罐盖用于构造成容纳碳酸饮料的容器(即“苏打水”罐或“汽水”罐)。下面讨论冲压铆接部钮部14和冲压铆接部12的更多细节。

罐盖10最初是从大致平面材料的板材22切割出的坯件20，所述材料例如但不限于铝、钢或其合金。即，在示例性实施方式中，将大致平面材料的板材22(以下称为“板材”22)提供至如图3示意性示出的压机500，诸如转换压机，该压机构造成并确实将板材22形成罐盖10(图1)。替代地，板材22在壳压机(未示出)中形成壳件，下文称为壳坯件20。然后将壳坯件20提供至压机500，也称为“转换压机500”。

压机500包括一定数量的工位502(示意性地示出一些工位)，每个工位在壳坯件20上执行一定数量的成型操作。壳坯件20在输送器504(示意性地示出)上移动通过转换压机500，该输送器504构造成并确实以间歇式运动或指引式运动移动。在示例性实施方式中，输送器504是带506(示意性地示出)，其包括一定数量的凹部(未示出)。带506移动一段设定的距离，然后停止，之后再次移动该设定的距离。随着带506移动，坯件20顺序地经过转换压机的一定数量的工位502，其中，如上所述，每个工位502在坯件20上执行单个成型操作或多个成型操作。

转换的压机500，或可替代地陈述为其每个工位502，包括上部工具组件550和下部工具组件552。在一个示例性实施方式中，用于多个工位502的上部工具组件550和下部工具组件552是单件式的或联接的，并支撑每个工位的模具、冲头和其他元件。在这种构造中，用于各工位的各上部工具组件550同时移动并且由单个驱动组件(未示出)驱动。为了标识具体部件，工具组件的元件也被标识为特定的工位502的部分。也就是说，例如，下面讨论的在鼓泡工位512处的上部工具组件550也被标识为鼓泡工位上部工具组件560。应当理解，任何具体标识出的上部工具组件550或下部工具组件552(例如“第一铆接部工位上部工具组件”)通常分别是上部工具组件550、下部工具组件552的一部分，并且标识/名称仅指示工位的性质。

转换压机500还包括框架554和驱动组件。在示例性实施方式中，下部工具组件552固定到框架554，并且是基本静止的。上部工具组件550可移动地联接到框架554，并且构造成在第一位置和第二位置移动，其中，在第一位置，上部工具组件550与下部工具组件552间隔开，在第二位置，上部工具组件550更靠近下部工具组件552且在一个示例性实施方式中与下部工具组件552紧邻。在一个示例性实施方式中，下部工具组件552联接、直接联接或固定至框架554。

应当理解，一般地，当上部工具组件550处于第一位置(或朝向第一位置或远离第一位置移动)时，带506移动。相反地，当上部工具组件550处于第二位置时，带506是静止的。如已知的，驱动组件构造成并确实使上部工具组件550在第一位置和第二位置之间移动。此外，且如已知的，上部工具组件550和下部工具组件552包括可单独移动的元件，例如，冲头、模具、间隔件、垫片、立管和其他子元件(以下统称为“子元件”)，这些元件构造成并确实彼此独立地进行移动。然而，所有元件一般与上部工具组件550一起在第一位置和第二位置之间移动。即，一般地，子元件的运动是相对于彼此的运动，但是作为整体，上部工具组件550如上所述在第一位置和第二位置之间移动。此外，可以理解的是，驱动组件包括凸轮、连杆和其他元件，这些元件构造成可按适当的顺序移动上部工具组件550和下部工具组件552的子元件。即，上部工具组件550和下部工具组件552中的所选子元件构造成独立于其他所选子元件和特定的所选子元件而移动。例如，一个所选的子元件构造为移入第二位置并停留在其中，而另一子元件移入第二位置以及自第二位置移出。子元件的这种选择性运动在本领域中是已知的。

为了本公开的目的，假定将如图1和图2所示的壳坯件20(即，包括中央板30、环形凹陷部32、卡紧壁34和卷曲部36的坯件)提供至转换压机500。如所已知的，通用的转换压机工位502(如图所示，已知的工位由附图标记502通用地标识)在壳坯件20上执行与本公开不相关的成型操作。为了本申请的目的，标识出了以下工位：鼓泡工位512(图3)、第一铆接部工位514(图5)、第二铆接部工位516(图8)，刻痕工位518(图9)、镶板工位520(图10)和铆固工位522(图11)。在示例性实施方式中，第一铆接部工位514是“冲压”铆接部工位514，其构造成并确实成型“冲压铆接部钮部”14，该“冲压铆接部钮部”会成为“冲压铆接部”12。最初，壳坯件20移动到图3中的鼓泡工位512中，该鼓泡工位512包括鼓泡工位上部工具组件560和鼓泡工位下部工具组件562。一般地，鼓泡工位下部工具组件562包括模具563，该模具563具有环形的大致平面的部分564和中央的圆顶形部分565。鼓泡工位上部工具组件560包括冲头566，该冲头566具有环形的大致平面的部分567和圆顶形部分568。具有大致平面型的中央板30(未示出)的坯件20设置在鼓泡工位上部工具组件560和鼓泡工位下部工具组件562之间。当鼓泡工位上部工具组件560移动到第二位置时，在其上形成鼓泡38，如图4所示。如图4所示，当在横截面中观察时，鼓泡38是大体拱形的或是大体曲线形的。鼓泡38包括外周缘39和“铆接部部分”40。如所已知的，并且在示例性实施方式中，在鼓泡38的形成期间对外周缘39进行冲压。本文中所使用的“铆接部分”40是鼓泡38的成为铆接部钮部14且随后成为铆接部12的部分。此外，铆接部分40包括侧壁部42和顶部44。铆接部分的侧壁部42成为铆接部钮部的侧壁16且随后成为冲压铆接部的侧壁16。类似地，顶部44成为冲压铆接部钮部的顶部18且随后成为冲压铆接部的顶部18。换句话说，外周缘39围绕侧壁部42同心地布置。此外，侧壁部42围绕顶部44同心地布置。在示例性实施方式中，外周缘39围绕侧壁部42且紧邻侧壁部42同心地布置，并且侧壁部42围绕顶部44且紧邻顶部44同心地布置。

如所指出的，当形成鼓泡38时，其外周缘39被冲压。鼓泡外周缘39随后成为中央板30的围绕(环绕)铆接部12布置的区域。在示例性实施方式中，鼓泡的外周缘39的厚度在约0.005英寸至0.008英寸之间，或约为0.0065英寸。此外，在示例性实施方式中，鼓泡外周缘39比以下讨论的冲压的顶部18的厚度更厚。即，如果冲压的顶部18在其厚度范围的上端，则外周缘39也在其厚度范围的上端。如果冲压的顶部18在其厚度范围的下端，则外周缘39在其厚度范围内的任何处，只要冲压的外周缘39比冲压的顶部18厚即可。此外，如上所述，中央板30的围绕外周缘39布置的未冲压部分的厚度等于板材22的基础厚度，即平均厚度。

然后，将壳坯件20移动到冲压铆接部工位514。图5的冲压铆接部工位514构造成并确实将鼓泡38成型为冲压铆接部钮部14。冲压铆接部工位514包括冲压铆接部工位上部工具组件570和冲压铆接部工位下部工具组件572。一般地，冲压铆接部工位下部工具组件572包括具有环形大致平面的部分574的模具573和中央冲头575。冲压铆接部工位上部工具组件570包括中央冲头576和围绕(环绕)中央冲头576布置的外部的环形冲头577。构造成保持坯件20的垫片(未标号)围绕冲压铆接部工位下部工具组件的模具573和冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575以及冲压铆接部工位上部工具组件的冲头576、577布置。

冲压铆接部工位上部工具组件的中央冲头576限定第一冲压表面578(下文称为“第一冲压表面”578或“上部工具组件第一冲压表面”578)。在示例性实施方式中，第一冲压表面578是基本平面的。类似地，冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575限定第二冲压表面579(下文称为“第二冲压表面”579或“下部工具组件第二冲压表面”579)。在示例性实施方式中，第二冲压表面579也是基本平面的。冲压铆接部工位下部工具组件的平面部分574与冲压铆接部工位上部工具组件的环形冲头577相对地放置。此外，冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575与冲压铆接部工位上部工具组件的中央冲头576相对地放置。冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575和冲压铆接部工位上部工具组件的中央冲头576操作性地接合并冲压铆接部部分的顶部44。即，第一冲压表面578构造为并且确实在第一位置和第二位置之间移动，其中，在第一位置，第一冲压表面578与第二冲压表面579间隔开，在第二位置，第一冲压表面578与第二冲压表面579相距冲压距离。本文中所使用的“冲压距离”是两个表面之间的距离，该距离足够接近以对布置在两个表面之间的材料进行冲压。因此，当第一冲压表面578和第二冲压表面579处于第二位置时，第一冲压表面578和第二冲压表面579构造为并且确实成型铆接部冲压的顶部18。下文中，“顶部18”被标识为“冲压铆接部顶部18”，这既因为它是冲压铆接部钮部14(或冲压铆接部12)的一部分，又因为其金属被“冲压”。相反地，侧壁16在下文中仍被标识为“侧壁16”。也就是说，虽然侧壁16是冲压铆接部钮部14的一部分，但是侧壁16的金属没有被冲压，而术语“冲压铆接部侧壁部”可能暗示侧壁16也被冲压。

即，冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575和冲压铆接部工位上部工具组件的中央冲头576操作性地接合鼓泡38的外周缘，并使鼓泡38的外周缘返回到中央板30的平面而同时形成冲压铆接部顶部18。冲压铆接部顶部18与中央板30不在相同的平面中；因此，如一般所知地，铆接部部分的侧壁部42在冲压铆接部工位下部工具组件的中央冲头575上形成。铆接部部分的侧壁部42未被冲压。

即，铆接部部分的顶部44被冲压并成为更薄且更为刚性的顶部18。同时，来自铆接部部分的顶部44的一部分材料随着该部分成为侧壁16而流入侧壁部42中。在示例性实施方式中，顶部18具有第一厚度，而侧壁16具有第二厚度。如图1A所示，第一厚度小于第二厚度。而且，侧壁16没有被冲压，因此比冲压铆接部顶部18或中央板30的冲压部分(如上所述，之前为冲压的外周缘39)更具延展性。在示例性实施方式中，顶部18的第一厚度在大于0.003英寸与小于0.0082英寸之间或约为0.004英寸。在另一实施方式中，顶部18的第一厚度在约0.004英寸与小于0.008英寸之间或约为0.006英寸。在另一示例性实施方式中，顶部18的第一厚度小于0.0082英寸。

在示例性实施方式中，冲压铆接部顶部18的平面大体上平行于中央板30的平面延伸。当在横截面中观察时，侧壁16相对于中央板30的平面成角(α)，该角为约70°至90°之间、或约90°，如图6所示。在另一示例性实施方式中，当在横截面中观察时，侧壁16具有角(α)，该角小于90°，但大于80°。冲压铆接部钮部14相较未冲压铆接部钮部使用更少的材料，因此解决了上述问题。此外，如本文所使用的，首先在第一铆接部工位514处形成有冲压顶部18的冲压铆接部钮部14(如本文所使用的)是“初始冲压的铆接部钮部”。在第一铆接部工位处对顶部18进行冲压减少了在随后的成型操作期间流入顶部18的金属量，从而解决了上述问题。在替代实施方式中，第二铆接部工位516是“冲压”铆接部工位。

此外，如图6A所示，应当指出，在现有技术中，铆接部钮部A的成型包括使铆接部部分的侧壁部B在下部模具C上变形，即与下部模具C相接触地变形。如图6B所示，冲压铆接部工位514构造成并且确实允许铆接部部分的侧壁部42与下部工具组件572间形成间隙，即与下部工具组件572间隔开。由于顶部18和鼓泡的外周缘39被冲压，因此也形成了该构造。构造成使布置在冲压材料的两个区域之间的铆接部部分的侧壁部42与工具组件550、552间隔开的压机工位502(即，上部工具组件550和下部工具组件552)在本文中使用为“有间隙的压机工位”且其工具组件每个都是“有间隙的压机组件”。因此，在示例性实施方式中，冲压铆接部工位514是“有间隙的”冲压铆接部工位514，并且其工具组件570、572是“有间隙的”工具组件570、572。使用有间隙的冲压铆接部工位514使得允许铆接部部分的侧壁部42和随后形成的侧壁16的厚度要比冲压顶部18更厚，从而解决了上述问题。即，具有比冲压顶部18更厚的侧壁16减少了冲压铆接部12处的故障可能性，从而解决了上述问题。

在示例性实施方式中，随后将坯件20移动到第二铆接部工位516，如图7所示。第二铆接部工位516大体上类似于冲压铆接部工位514，包括上部工具组件，但是不包括与冲压铆接部工位上部工具组件的中央冲头576等同的等同部件。在这种构造中，没有任何部件与第二铆接部工位下部工具组件的中央冲头585相对。因此，当第二铆接部工位上部工具组件的外部环形冲头587向下移动时，在第二铆接部工位下部工具组件的中央冲头585上进一步成型冲压铆接部钮部14，而使其具有大体垂直的侧壁16。在第二铆接部工位516中成型之后的壳坯件20的横截面图如图2所示。

即，当在横截面中观察时，侧壁16大体垂直于中央板30的平面。侧壁16与冲压铆接部顶部18之间的过渡在本文中使用的是“外周上边缘”19。因为顶部18是冲压的，所以外周上边缘19构造成具有比现有技术中的在铆接部钮部侧壁与铆接部钮部顶部之间的过渡更陡转(sharp)的弯曲部。在一个示例性实施方式中，外周上边缘19的半径在约0.012英寸至0.031英寸之间。半径在约0.012英寸至0.031英寸之间的在铆接部钮部侧壁与铆接部钮部顶部之间的过渡在本文中使用的是“减小半径”的外周上边缘19。即，如图2所示，当在横截面中观察时，减小半径的外周上边缘19的半径在约0.012英寸至0.031英寸之间。在这种构造下的冲压铆接部钮部14，即，具有大体垂直的侧壁16和冲压铆接部顶部18的钮部，在本文中使用的是“方形冲压铆接部钮部”14’，如图8所示。方形冲压铆接部钮部14’构造成当被铆固时塌陷且带有拉片主体47的增强重叠部，如下文所述。

刻痕工位518(图9)制造一定数量的刻痕(未示出)，这些刻痕限定了撕开板，如本领域所已知的。镶板工位520(图10)在坯件20上形成任何附加的构型(例如，凹进部分)，如已知的。在一个示例性实施方式中，有一定数量的镶板工位520。这些工位与本公开不相关。

与本公开相关的最后一个工位是铆固工位522(图11)，其构造成将拉片46联接到冲压铆接部钮部14。在铆固工位522中成型之后的壳坯件20的横截面图在图1中示出。铆固工位522包括在美国专利US5,755,134中描述的元件并且以类似的方式操作，并且在该专利中对铆固方法以及上部工具组件550和下部工具组件552的描述通过引用结合入本文。一般要注意的是，铆固工位522包括具有铆固冲头594和铆固调节间隔件596的上部工具组件590、以及具有主砧台598的下部工具组件592。铆固工位下部工具组件的主砧台598具有比冲压铆接部钮部14(或方形冲压铆接部钮部14’)更小的横截面积。应当注意的是，铆固工位上部工具组件的铆固调节间隔件596具有增大的横截面积。本文中所使用的针对铆固工位上部工具组件的铆固调节间隔件596的“增大的横截面积”是指该横截面积构造为形成带有拉片主体47的增强重叠部的铆固冲压铆接部12，如下面所描述的。

如图1所示，示意性地示出的拉片46包括长形的大体平面的主体47，该主体47限定了联接开口48。如同样已知的，拉片46设置在冲压铆接部钮部14(或方形冲压铆接部钮部14’；在下文中，应当理解，对冲压铆接部钮部14的讨论也适用于方形冲压铆接部钮部14’)上方。即，冲压铆接部钮部14延伸穿过拉片联接开口48。当铆固工位上部工具组件的铆固冲头594和铆固工位上部工具组件的铆固调节间隔件596移动到它们的第二位置时，铆固工位上部工具组件的铆固冲头594与冲压铆接部钮部的顶部18接合，从而使侧壁16变形。因此，冲压铆接部钮部14构造为要变形为并且被变形为冲压铆接部12。

因此，冲压铆接部钮部14具有第一构造和第二构造，在第一构造中，拉片46没有被束缚在冲压铆接部12上，在第二构造中，冲压铆接部钮部14成型为冲压铆接部12，并且拉片46被束缚在冲压铆接部12上。而且，冲压铆接部钮部14具有第一最大横截面积、第一高度，且侧壁16具有第一厚度。冲压铆接部12(即，铆固/变形之后的冲压铆接部钮部14)具有第二最大横截面积、第二高度，且侧壁16具有第二厚度。冲压铆接部12的第二最大横截面积大于冲压铆接部钮部14的第一最大横截面积，冲压铆接部钮部14的第一高度大于冲压铆接部12的第二高度，且侧壁16的第二厚度为相对于侧壁16的第一厚度增大的厚度。如本文所使用的，“增大的厚度”是指侧壁16的厚度大于板材的基础厚度。

此外，因为未冲压的侧壁16布置在中央板30的冲压金属与冲压铆接部钮部的顶部18之间，所以侧壁16相对于顶部未被冲压的现有技术的铆接部变形程度较大。因此，当在铆固操作期间变形时，冲压铆接部钮部14和侧壁16形成带有拉片主体47的“增强重叠部”的冲压铆接部12。本文中所使用的拉片主体的“增强重叠部”是指由方形铆接部钮部14’形成的变形的侧壁16。本文中所使用的“方形”铆接部钮部14’是具有当在横截面中观察时相对于中央板30的平面成角度(α)的侧壁16的铆接部钮部，角度(α)在约70°至90°之间或约为90°。此外，作为“方形”铆接部钮部14，外周上边缘19具有减小的半径。在一个示例性实施方式中，冲压铆接部12与拉片联接开口48的侧面重叠至少0.008英寸。这解决了上述问题。通过带有拉片主体47的增强重叠部的冲压铆接部12联接到罐盖10的拉片主体47更不容易从罐盖10脱离，从而解决了上述问题。此外，当侧壁16大致垂直于中央板30的平面延伸时，向外变形的侧壁16的金属量会增加。因此，方形冲压铆接部钮部14’在如上所述变形时会形成“大大增强的重叠部”。也就是说，本文中所使用的“大大增强的重叠部”是指当使用方形冲压铆接部钮部14’将拉片46联接到罐盖10时产生的拉片46的重叠部。这也解决了上述问题。

因此，如图12所示，形成具有冲压铆接部12的罐盖10的方法包括：提供1000具有基础厚度的板材22；在板材上执行1002初步成型操作以形成壳坯件；在壳坯件20上成型1004冲压铆接部钮部14；将拉片46铆固1005到冲压铆接部钮部14上；以及在罐盖10上执行1006精加工操作。在板材上执行1002初步成型操作以形成壳坯件20包括：形成中央板30、环形凹陷部32、卡紧壁34和卷曲部36，如所已知的。可替代地，形成具有冲压铆接部12的罐盖10的方法包括：提供1001具有中央板30、环形凹陷部32、卡紧壁34和卷曲部36的壳坯件20。本文中所使用的“精加工操作”包括但不限于对壳坯件20进行刻痕、对壳坯件20进行镶板、对壳坯件20进行检查或对壳坯件20施加覆层和/或其他表面处理。

在示例性实施方式中，在壳坯件20上成型1004冲压铆接部钮部包括：成型1010包括铆接部部分的顶部44的鼓泡；将带有铆接部部分的顶部44的鼓泡成型1020为冲压铆接部钮部14；和/或将鼓泡成型1022为具有侧壁16、大体上平面的顶部18和外周上边缘19的冲压铆接部钮部；成型1024具有如下厚度的冲压铆接部钮部顶部，即，该厚度在大于约0.003英寸与小于0.0082英寸之间或约为0.004英寸、或在约0.004英寸与小于0.0082英寸之间或约为0.006英寸；和/或成型1026冲压铆接部钮部外周上边缘19以具有在约0.012英寸与0.031英寸之间的半径，成型1026具有如下厚度的冲压铆接部钮部顶部，即，该厚度在大于大约0.003英寸与小于0.0082英寸之间或约为0.004英寸、或在约0.004英寸与小于0.0082英寸之间或约为0.006英寸。

此外，在一个示例性实施方式中，将拉片46铆固1005至冲压铆接部钮部14包括：提供1030具有主体47的拉片46，该拉片的主体47包括联接开口48；将拉片46定位1032在冲压铆接部钮部14上且使冲压铆接部钮部14延伸穿过拉片联接开口48；将冲压铆接部钮部14成型1034为冲压铆接部12，并且其中，冲压铆接部12具有拉片主体47的增强重叠部。

尽管已经详细描述了本发明的特定实施方式，但是本领域技术人员将理解，可以根据本公开的整体教导来对那些细节进行各种修改和替代。因此，所公开的特定布置仅意图是说明性的，而不限制本发明的范围，本发明的范围将由所附权利要求及其任何和所有等同者的全部范围给出。

Claims (20)

1.一种罐盖(10)，所述罐盖包括：

中央板(30)，所述中央板包括拉片(46)，所述拉片(46)具有拉片主体(47)；所述拉片主体(47)包括联接开口(48)；和

布置在所述中央板(30)上的冲压铆接部(12)，所述冲压铆接部由冲压铆接部钮部形成，所述冲压铆接部钮部包括被冲压的顶部和没有被冲压的侧壁；

其中，所述拉片(46)联接到所述冲压铆接部(12)，其中所述冲压铆接部延伸穿过所述拉片主体的联接开口(48)。

2.根据权利要求1所述的罐盖(10)，其中，所述冲压铆接部(12)由初始冲压的铆接部钮部(14)形成。

3.根据权利要求2所述的罐盖(10)，其中，所述初始冲压的铆接部钮部(14)具有减小半径的外周上边缘(19)。

4.根据权利要求1所述的罐盖(10)，其中，所述中央板(30)的平均厚度小于0.0082英寸。

5.根据权利要求1所述的罐盖(10)，其中，所述冲压铆接部(12)具有顶部，所述冲压铆接部的顶部(18)的厚度在0.003英寸至0.0082英寸之间。

6.根据权利要求5所述的罐盖(10)，其中，所述冲压铆接部(12)具有所述拉片主体(47)的增强重叠部或所述拉片主体(47)的大大增强重叠部之一。

7.根据权利要求1所述的罐盖(10)，其中，所述冲压铆接部(12)具有所述拉片主体(47)的增强重叠部和所述拉片主体(47)的大大增强重叠部之一。

8.一种压机(500)，所述压机构造成由板材(22)形成罐盖(10)，所述板材(22)具有基础厚度，所述板材(22)成型为具有鼓泡(38)的壳件，所述鼓泡(38)包括铆接部部分的顶部(44)，所述罐盖(10)具有产品侧和公共侧，所述压机(500)包括：

框架(554)；

上部工具组件(550)，其包括第一冲压表面(578)，所述上部工具组件(550)可移动地联接至所述框架(554)；

下部工具组件(552)，其包括第二冲压表面(579)，所述下部工具组件(552)联接至所述框架(554)；

所述第一冲压表面(578)构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置中，所述第一冲压表面(578)与所述第二冲压表面(579)间隔开，在所述第二位置中，所述第一冲压表面(578)与所述第二冲压表面(579)相距冲压距离；

所述第一冲压表面(578)和所述第二冲压表面(578)构造成接合布置在所述第一冲压表面(578)和所述第二冲压表面(579)之间的铆接部部分的顶部(44)；

其中，当所述第一冲压表面(578)和所述第二冲压表面(579)处于所述第二位置时，所述第一冲压表面(578)和所述第二冲压表面(579)成型冲压铆接部部分的顶部(44)；以及

其中，所述鼓泡(38)成型为冲压铆接部钮部(14)，所述冲压铆接部钮部包括被冲压的顶部(18)和没有被冲压的侧壁(16)。

9.根据权利要求8所述的压机(500)，其中：

所述上部工具组件(550)包括上部冲头(566)；

所述上部冲头(566)包括具有上端和下端的主体；

所述第一冲压表面(578)布置在所述上部冲头的主体的下端；以及

所述上部冲头(566)构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述上部冲头的所述第一位置中，所述上部冲头(566)与所述下部工具组件(552)间隔开，在所述上部冲头的所述第二位置中，所述上部冲头(566)紧邻所述下部工具组件(552)。

10.根据权利要求8所述的压机(500)，其中：

所述下部工具组件(552)包括下部冲头；

所述下部冲头包括具有上端和下端的主体；

所述第二冲压表面(579)布置在所述下部冲头的主体的上端；以及

所述下部冲头构造成在第一位置和第二位置之间移动，在所述下部冲头的所述第一位置中，所述下部冲头与所述上部工具组件(550)间隔开，在所述下部冲头的所述第二位置中，所述下部冲头紧邻所述上部工具组件(550)。

11.根据权利要求10所述的压机(500)，其中，所述下部冲头主体构造为将所述鼓泡(38)成型为铆接部钮部(14)。

12.根据权利要求10所述的压机(500)，其中：

所述下部冲头的主体构造成将所述鼓泡(38)成型为具有侧壁(16)和大体平面的顶部(18)的冲压铆接部钮部(14)；以及

其中，所述铆接部钮部的侧壁(16)和所述铆接部钮部的顶部(44)在具有减小半径的外周上边缘(19)处相遇。

13.根据权利要求12所述的压机(500)，其中，所述冲压铆接部钮部的顶部(18)的厚度在0.003英寸至0.0082英寸之间。

14.根据权利要求12所述的压机(500)，其中，所述冲压铆接部钮部的顶部的厚度约为0.004英寸。

15.一种成型带有冲压铆接部(12)的罐盖(10)的方法，所述方法包括：

提供(1000)具有基础厚度的板材(22)；

将所述板材(22)成型(1002)为罐盖(10)；

在所述罐盖(10)上成型(1004)冲压铆接部钮部(14)，所述冲压铆接部钮部包括被冲压的顶部(18)和没有被冲压的侧壁(16)；以及

在所述罐盖(10)上执行(1006)精加工操作。

16.如权利要求15所述的方法，其中，将所述板材(22)成型(1002)为罐盖(10)和在所述罐盖(10)上成型(1004)冲压铆接部钮部(14)包括：

成型(1010)包括铆接部部分顶部(44)的鼓泡(38)；以及

将所述铆接部部分顶部(44)成型(1020)为所述冲压铆接部钮部(14)。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在所述罐盖(10)上成型(1004)冲压铆接部钮部(14)包括：将所述鼓泡(38)成型为具有侧壁(16)和大致平面的顶部(18)的冲压铆接部钮部(14)，其中，所述铆接部钮部的侧壁(16)和所述铆接部钮部的顶部(18)在外周上边缘(19)处相遇，并且其中，所述外周上边缘(19)的半径在0.012英寸至0.022英寸之间。

18.如权利要求17所述的方法，其中，在所述罐盖上成型(1004)冲压铆接部钮部(14)包括：成型(1024)具有减小半径的外周上边缘(19)的所述冲压铆接部钮部。

19.如权利要求16所述的方法，其中，在所述罐盖(10)上成型(1004)冲压铆接部钮部(14)包括：成型(1026)厚度在0.003英寸至0.0082英寸之间的冲压铆接部钮部的顶部(18)。

20.根据权利要求15所述的方法，其中，在所述罐盖(10)上执行(1006)精加工操作包括：

提供(1030)拉片(46)，所述拉片(46)具有拉片主体(47)，所述拉片主体(47)包括联接开口(48)；

将所述拉片(46)定位(1032)在所述冲压铆接部钮部(14)上，其中所述冲压铆接部钮部延伸穿过所述拉片的联接开口(48)；

将所述冲压铆接部钮部(14)成型(1034)为冲压铆接部(12)；以及

其中，使所述冲压铆接部(12)具有所述拉片主体(47)的增强重叠部。

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