CN1185138A - 带有一种封闭箔膜的罐以及生产罐的方法、装置和箔 - 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 以及生产罐的方法、装置和箔

本发明涉及一种如权利要求1概述中所述的罐，一种如权利要求4概述中所述的方法，以及用于生产这种罐的装置和箔。

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。

本发明给自己提出的目的是，创造一种金属皮罐，尤其是一种用白铁皮或铝皮制做的金属皮罐，具有简单的、并且首先是低成本的封闭。这项任务第一次通过在权利要求1特征中所列举的特征达到目的。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，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设计罐底。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。

用于生产按照本发明的罐的方法使用了权利要求3表明的特征。按照本发明方法的其它优选设计在权利要求4和5的特征中说明。

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。

如权利要求6所述的装置特别适于实施按照本发明的方法，如果至少实现权利要求7的一个标志，那么优选这种装置。

显然，用于封闭本发明罐的箔膜应按权利要求9所述的材料预制，目的是借助于本发明的方法，置于相应的罐口上。箔膜首先拥有权利要求10的特征，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(5)安放在所要求的位置。这种保险功能还可以通过权利要求11的特征来改善。

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小空缺16’。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2按图16所示的位置。

在这种情况下，箔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 (11)

1.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，最好用粘结或热压胶合，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，基本上是设计为圆筒形的。

2.如权利要求1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)基本上没有折曲，也没有皱纹地紧贴在罐(1)的内壁上。

3.用于生产如权利要求1和2所述罐的方法，其中，带有拉高的箔边区域(5)的箔膜(2)放入罐内，箔边区域就借助于带有可扩展周边(17)的冲模(8)，压向罐(1)的内壁，接着在热作用下，拉高的箔边区域(5)基本上通过其整个垂直延伸段与罐(1)内壁之间实现密封结合，这种方法的特征在于：不用外部承压装置而进行扩展。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，借助楔(16、18、20)和活塞环或撑开环(17)的组合，实现冲模周边的扩展。

5.如权利要求3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.用于实现如权利要求4或5所述方法的装置，带有一只可移动的冲模(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，这套装置的特征在于，至少提供下述特性的一项：

a)一套对心机构(13)，用于箔膜(12)和/或罐(1)；

b)一套加热机构(22)，用于冲模(8)的周边。

7.如权利要求6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，最好3～4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、最好4～8个、尤其是6个圆环状布置的楔(18、20)组成。

8.如权利要求6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弹性环(17)，最好由至少一个液压或气动操作单元，例如一只橡胶气囊组成。

9用于如权利要求1或2所述罐的箔(2)，其特征在于，箔(2)是一种最厚为0.2mm、一般最厚为0.1mm的金属箔，尤其是压制或粒面处理的膜。

10.用于如权利要求1或2所述罐的箔(2)，其特征在于，在它的径向外侧有一个拉高的，最好向上呈锥形扩展的0.2～0.3mm的箔边区域(5)，它最好在外侧具有粘结层尤其有加热熔胶的粘结层(21)。

11.如权利要求10所述的箔(2)，其特征在于，它在箔边区域(5)的自由末端具有一个沿径向朝外、截面略呈钩状的凸缘(16)。

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