TW201339058A - 具有一多邊形截面之一罐 - Google Patents

Abstract

本發明之罐包括由係矩形輪廓且藉由縱向邊緣(13)兩兩連接之側壁(10)形成之一管狀主體(C)，該管狀主體(C)藉由一上部壁(11)及一下部壁(12)封閉。每一側壁(10)併入由具有一多邊形或圓形輪廓且並排定位而不重疊及佔據每一側壁(10)之區域之至少一部分之複數個凹陷部(50、60)界定之一結構強化構件。

Description

具有一多邊形截面之一罐

本發明係關於一種具有一管狀主體之罐，該管狀主體具有通常正方形或矩形之多邊形形狀之一水平截面及可係環形之一底部壁及一上部壁(舉例而言)籍助於一雙重接縫分別附接至的端邊緣，該上部壁具有由一壓力蓋封閉之一大排放開口或係為具備由一各別蓋封閉之一小排放開口之整體類型。本發明允許該標的罐用以含納以液體、膏狀或微粒狀態存在之數種類型之散裝產品。

本技術中已熟知金屬薄片容器，該等金屬薄片容器採取罐之形式，該等罐具有正方形、矩形或圓柱形輪廓之一側壁且具有具備一小排放開口之一整合式上部壁或具備其中界定用於安置一壓力蓋之一封閉座之一大排放開口之一環形上部壁。

通常由切割金屬薄片、將金屬薄片壓延成一管狀圓柱體形狀且縱向地焊接或接縫金屬薄片從而側向地封閉罐之管狀主體等習用操作來獲得此類型之罐之管狀主體。

為達成增加管狀主體之側壁之結構強度之目標，常常使該管狀主體經受通常一研磨機器中用以在圓柱形管狀主體之側壁中形成複數個結構圓周肋條之一操作，該複數個結構圓周肋條彼此毗鄰或軸向間隔開且自罐之管狀主體稍微向內或向外突出。

藉由使管狀主體之側向圓柱形壁變形來獲得該等肋條， 從而允許增加側壁沿徑向方向之結構性抵抗力及因此產生具有一更薄之金屬薄片之一罐，藉此明顯減小最終產品之成本。

上文所提及之建設性解決方案更適合地適用於具有一圓柱形管狀主體之罐，其中連續圓柱形肋條並不造成罐沿軸向方向之相關結構性弱化。在該等罐中，可減小金屬薄片之厚度，此乃因藉由增加對徑向負載之結構性抵抗力來補償此減小，且對壓縮負載之抵抗力並不減小至罐之結構在經填充且經受堆疊時受損害處之位準。

然而，在呈現一多邊形截面之罐(更具體而言，具有帶有經修圓縱向邊緣之一正方形截面之罐)之情形中，為增加壁對徑向負載之抵抗力且允許減小金屬薄片之厚度提供具有一連續圓周改進之此等結構肋條並未表明係為可接受的。該等肋條超出可接受之位準地弱化罐之縱向邊緣，該等縱向邊緣在其對軸向壓縮負載之抵抗力上經歷一大的減小從而削弱罐之操作。

由於產生於罐之縱向邊緣上之弱化程度，因此在具有一正方形截面之罐中藉由提供連續圓周肋條來補償金屬薄片之厚度減小之嘗試還未達到一令人滿意之結果。

由於前述缺點，因此已提出僅在該罐之側壁部分中(亦即，在界定呈現一正方形或矩形截面之一罐之側壁之面板處)提供結構肋條。

專利申請案BR PI 9801887-6及其具有相同受讓人之相同編號(US 6.712575 B1)之增刊C1及C2之證書中提出一種僅 在罐之管狀主體之側壁(側向面板)之部分中提供結構肋條之技術性解決方案，該解決方案包括在仍圓柱形管狀壁上提供前述連續圓周肋條，後續接著使管狀主體擴展成所期望之多邊形截面，藉此在經擴展多邊形管狀主體之經修圓邊緣之區處消除圓周肋條。

雖然允許產生帶有明顯比彼等無肋條之結構更具抵抗力之一結構之具有一多邊形輪廓之一罐，但該先前解決方案仍呈現由以下事實引起之待改良之一項態樣：在圓柱形管狀主體擴展成所期望之多邊形形狀之後，其中形成罐之縱向邊緣之區(最初具備圓柱形管狀主體中之肋條之區)然後旋即變形以用於自該等區消除該等肋條。在罐之縱向邊緣之區中金屬薄片沿相反方向之變形造成某一材料疲勞，除金屬薄片變形回至最初條件未完成之事實以外，此防止罐(特定而言)對壓縮徑向負載之結構性抵抗力達到甚至更高值。

為達成最小化金屬薄片在罐之縱向邊緣之區中之雙重變形之非期望效應之目標，相同受讓人在增刊C2 BR C2 9801887-6之證書中提出在罐之該等邊緣處提供縱向肋條延伸部。雖然提供新軸向結構加強元件，但罐之縱向邊緣處之該等縱向肋條延伸部並不消除如上文所提及之金屬薄片之雙重變形之效應，藉此維持關於達成罐之結構性抵抗力之一實質增加之限制。

由於前述限制，因此已提出相同受讓人之專利文獻BR PI 0003728-1(WO 0197998 A1)之解決方案目標，根據該 專利文獻僅(多邊形截面，通常係正方形之)罐之側壁具備圓周肋條及縱向肋條，該等肋條具有一實質上增加之結構性抵抗力而不造成罐之縱向邊緣弱化且允許減小用以構建罐之側壁之金屬薄片之厚度。

如上文所評論，在此先前技術解決方案中，罐之圓柱形管狀主體經擴展而不在扁平側壁上或在與毗鄰扁平側壁匹配之經修圓縱向邊緣上形成結構肋條之任何延伸部。然後，扁平側壁中之每一者具備複數個橫向肋條延伸部且具備至少一個縱向肋條延伸部，該等肋條延伸部籍助於管狀主體之扁平側壁之各別區之一徑向塑膠變形來界定。通常而言，每一側壁具備可彼此毗鄰或間隔開之橫向肋條延伸部且具備緊挨罐之縱向邊緣定位之兩個縱向肋條延伸部。

雖然導致罐之結構性抵抗力之一增加及減小金屬薄片厚度之可能性，但先前技術建設性解決方案仍致使罐對壓縮負載及對由內部壓力產生之擴展負載之結構性抵抗力很大程度上取決於金屬薄片之厚度，亦即，取決於金屬薄片對作用於罐之側壁上之徑向擴展負載及對軸向壓縮負載之抵抗力。

依據上文，因此期望尋找能夠藉由使用一較薄金屬薄片給本文中所考量之類型之一罐提供結構性抵抗力之一技術性解決方案。

本發明具有提供具有通常係正方形或矩形之一多邊形截面之一罐之目標，該罐藉由使用薄於達成相同結構性抵抗 力通常所需要之厚度之一金屬薄片而具有呈現對抗徑向負載及軸向負載之一所期望結構性抵抗力之側壁。

本發明亦具有提供一種具有如上文所提及之一多邊形截面之罐之目標，該罐可具有易於藉由依據該等壁所經受之不同負載位準之徑向及局部化之塑膠變形而強化之其管狀主體之扁平側壁。

本發明之罐包括由係矩形輪廓且藉由縱向邊緣兩兩連接之側壁形成之一管狀主體，該管狀主體由一上部壁及一下部壁封閉。

根據本發明，每一側壁併入藉由係多邊形或圓形輪廓、並排定位而不重疊且佔據每一各別側壁之區域之至少一部分之複數個凹陷部界定之一結構強化構件，因此允許給罐之一側壁之每一區域提供所需要之抵抗力以耐受軸向壓縮負載及徑向擴展負載。

下文將以本發明之一可能實施例之實例之方式參考所附圖式來闡述本發明。

在所附圖式中所圖解說明之構造中，本發明之罐係為包括具有帶有一正方形輪廓之一水平截面之一管狀主體C之類型，管狀主體C具有矩形輪廓之四個側壁10(圖1中僅圖解說明兩個)、一上部壁11及一下部壁12，該上部壁及該下部壁兩者皆由金屬薄片構成且具有通常藉由雙重接縫而分別附接至側壁10之一上部端邊緣10a及一下部端邊緣10b之其周邊部分。

四個側壁10藉由經修圓且與平坦之毗鄰側壁10匹配之縱向邊緣13而彼此連接。

在圖1中所圖解說明之構造中，上部壁11進一步具備由一適合蓋封閉之一小排放開口14且亦具備一小懸吊把手15。

在圖2及圖3中所圖解說明之實施例中，上部壁11可係以周邊接縫至側壁10且具有界定一座之一內開口之一結構環之形式，一已知壓力蓋16安置於且軸向地保持至該座上。

可藉由切割預定厚度之一金屬薄片及使得尺寸經設計以在其彎曲且縱向地接縫或焊接之後形成具有實質上等於待產生之罐之多邊形截面之周長之一周長之一圓柱形管狀主體C之已知步驟獲得罐之形成。

然後，仍以一經壓延圓筒之形式之管狀主體C經擴展以使得圓柱形側壁徑向地變形(如圖1中所圖解說明)為多邊形截面之所期望格式，其具有藉由經修圓且與毗鄰側壁10匹配之縱向邊緣13連接之扁平側壁10。

在管狀主體C擴展成一多邊形形狀之後，實施扁平側壁10之變形以便給其提供結構強化構件，如下文所闡述。

圖1圖解說明一先前技術實施例(BR PI 003728-1(WO 0197998A1)之目標)，根據該先前技術實施例管狀主體C之每一側壁10具備一第一類型之結構強化構件，該等結構強化構件係藉由位於正交於管狀主體C之軸線之平面中之複數個複數個橫向肋條20且藉由一對縱向肋條30來界定，每一縱向肋條30緊挨縱向邊緣13中之一者而定位且在所圖解 說明實施例中其連接至橫向肋條20之端。

在圖1中所圖解說明之實施例中，該等肋條20、30自管狀主體C向內突出。

圖2、圖2A及圖2B圖解說明以類似於針對圖1之罐所闡述之方式之一方式構建之一管狀主體C，但管狀主體C具有具備本發明之結構強化構件之一第一變型之其四個側壁10，該結構強化構件係藉由並排定位而不重疊且佔據罐之管狀主體C之每一各別側壁之區域之至少一部分之矩形基底及經修圓拐角之複數個截頂角錐凹陷部50界定。

在所圖解說明之實施例中，截頂角錐凹陷部50以對應於側壁10之寬度之1/40至1/20之一距離而彼此間隔開。

應理解，截頂角錐凹陷部50中之每一者之深度、輪廓之尺寸及以側壁之傾斜度依據欲提供至管狀主體C之側壁10之結構性抵抗力之程度及類型(徑向及軸向)來界定。

對於正方形18公升之罐而言，藉助足以給側壁之區域之各別部分提供對由含納於罐中之液體、膏狀或粒狀產品之重量造成之壓縮軸向負載及擴展徑向負載所需要之抵抗力之一深度來產生截頂角錐凹陷部50。

每一截頂角錐凹陷部50之側壁之傾斜度經界定以便沿徑向方向給壁賦予必要強度而不削弱對壓縮軸向負載之結構性抵抗力。

該等截頂角錐凹陷部50之輪廓經定尺寸以界定其中提供該等截頂角錐凹陷部50之對應於各別側壁10之面積之自約1/16至1/8之一區域。

一般而言，截頂角錐凹陷部50之深度係金屬薄片之厚度之約0.1至20倍。

每一截頂角錐凹陷部50具有自管狀主體C向內突出之一底部壁51。然而，應理解，該等凹陷部可在每一側壁10中須自內側至外側而產生以便底部壁51保持自各別側壁10之平面向外突出。

將如下文所見，圖2、圖2A及圖2B中所圖解說明之本發明之此第一變型之強化構件在經受由於堆疊該等罐產生之壓縮負載時提供罐之側壁10之結構性抵抗力一實質增加。

圖3、圖3A及圖3B圖解說明以類似於針對圖1及圖2之罐所闡述之方式之一方式構建之一管狀主體C，但管狀主體C具有具備本發明之一第二變型之結構強化構件之其四個側壁10，該結構強化構件係藉由並排定位而不重疊且佔據罐之管狀主體C之每一各別側壁10之區域之至少一部分之複數個截頭圓錐形凹陷部60來界定。

在圖3、圖3A及圖3B中所圖解說明之組態中，截頭圓錐形凹陷部60佔據每一側壁10之整個區域，從而定位成彼此大致相切。

類似於上文與圖2、圖2A及圖2B之實施例相關之說明，截頭圓錐形凹陷部60中之每一者之尺寸及輪廓之深度以及側壁之傾斜度依據欲提供至管狀主體C之側壁10之結構性抵抗力之程度及類型(徑向及軸向)來界定。

對於正方形18公升之罐而言，藉助足以給側壁之各別區域部分提供對壓縮軸向負載及對擴展徑向負載所需要之結 構性抵抗力之一深度來產生截頭圓錐形凹陷部60。

每一截頭圓錐形凹陷部60之側壁之傾斜度經界定以便沿徑向方向給壁賦予必要結構而不損害對軸向壓縮負載之結構性抵抗力。在截頭圓錐形凹陷部60之情形中，由於該等凹陷部60之圓形輪廓，側壁之傾斜度在側壁對軸向壓縮負載之抵抗力方面具有較少影響。

該等截頭圓錐形凹陷部60之輪廓經定尺寸以界定對應於其中提供該等凹陷部之各別側壁10之面積之自約1/16至1/8之一區域。

一般而言，截頭圓錐形凹陷部60之深度係金屬薄片之厚度之約0.1至20倍。每一截頭圓錐形凹陷部60具有突出至管狀主體C之內部之一底部壁61。然而，應理解，該等凹陷部可在每一側壁10中須自內側至外側而產生以便底部壁61保持自各別側壁10之平面向外突出。

如下文所評論，圖3、圖3A及圖3B中所圖解說明之本發明之此第二變型之強化構件關於圖2、圖2A及圖2B之第一變型而呈現在經受由於堆疊罐產生之壓縮負載時罐之側壁10之結構性抵抗力之一甚至更大增加。

下文之表I圖解說明藉助圖1至圖3B中所圖解說明之三個結構強化構件進行之測試之結果以便模擬一經填充之罐所經受之軸向壓縮之條件，且在該罐上係亦填充有具有實質上等於水之一特定重量之一材料之經堆疊之10個罐。

等效於堆疊之力施加至該罐上且存在使用過之罐，該等罐具有不同金屬薄片厚度：0.27 mm，其係通常所使用之 厚度；0.22 mm及0.19 mm。

如可注意，在相同之壓縮條件下，尤其係在使用具有減小至0.22 mm及0.19 mm之值之厚度之金屬薄片之測試中，圖2及圖3之結構強化構件係造成側壁10之較小變形之彼等構件，特定而言係關於圖1中所表示之先前技術構造之變形。

藉由截頭圓錐形凹陷部60(圖3、圖3A及圖3B中所圖解說明)界定之結構強化構件呈現最佳結果，且亦應注意，此等截頭圓錐形凹陷部60具有不導致凹陷部之特定點中之剩餘應力集中從而允許此等應力沿該等截頭圓錐形凹陷部60之整個延伸部散佈之其他優點。

可導出為一截頂球形帽格式之截頭圓錐形形狀在應用於具有自罐之管狀主體C向內突出之底部壁61之凹陷部時提供對變形具有一增加之抵抗力之側壁10，該變形不僅係藉由儲存於一經填充之罐中之產品之內部壓力造成而且主要 由係藉由堆疊處於一經填充條件下之罐造成之壓縮負載造成。

如可在圖式中之圖2B及圖3B中更佳觀察，截頂角錐凹陷部50及截頭圓錐形凹陷部60可具有在自管狀主體C之每一側壁10中之最下部凹陷部50、60朝向最上部凹陷部50、60之垂直方向上逐漸減小之其深度。

由於每一側壁10之下部區及中間區經歷由經填充之產品產生且亦由堆疊罐之情形中之垂直負載產生之一較大側向壓力之事實，可能發生兩種構造形式之凹陷部50、60之深度變化。

藉助用於罐之管狀主體C之側壁10之結構強化構件之新構造，獲得具有帶有一減小之金屬薄片厚度及所期望之結構性抵抗力兩者之一多邊形截面之一罐變得可能。

雖然本文中未圖解說明，但應理解，管狀主體C之每一側壁10中之凹陷部50、60之深度可自中間凹陷部朝向毗鄰於管狀主體C之縱向邊緣13之側向凹陷部沿水平方向而視情況且逐漸減小。凹陷部50、60之深度之逐漸減小可沿垂直方向及水平方向交替或同時地進行。

在針對凹陷部50、60所圖解說明之構造形式兩者中，管狀主體C之每一側壁10之深度根據關於該側壁10傾斜且包括凹陷部50、60之底部壁51及61之一平面P而逐漸減小。

應進一步理解，每一側壁10之凹陷部50、60之深度變化可至少根據前述垂直方向及水平方向中之一者在每一凹陷部中實施。在此情形下，凹陷部50、60之底部壁51、61保 持位於關於各別側壁10之平面平行之平面中，但以依據欲賦予凹陷部50、60中之每一者之深度而界定之不同值彼此間隔開。

應理解，可在不背離由隨附申請專利範圍界定之本發明範疇之情況下實施結構強化凹陷部之尺寸、形狀及數目方面之修改。

10‧‧‧側壁/四個側壁/毗鄰側壁/各別側壁

10a‧‧‧上部端邊緣

10b‧‧‧下部端邊緣

11‧‧‧上部壁

12‧‧‧下部壁

13‧‧‧縱向邊緣

14‧‧‧小排放開口

15‧‧‧小懸吊把手

16‧‧‧已知壓力蓋

20‧‧‧複數個橫向肋條/橫向肋條/肋條

30‧‧‧一對縱向肋條

50‧‧‧複數個截頂角錐凹陷部/截頂角錐凹陷部/凹 陷部/複數個凹陷部/最下部凹陷部

51‧‧‧底部壁

60‧‧‧複數個截頭圓錐形凹陷部/截頭圓錐形凹陷 部/凹陷部/複數個凹陷部/最上部凹陷部

61‧‧‧底部壁

C‧‧‧管狀主體

P‧‧‧平面

III‧‧‧線

圖1圖解說明根據先前技術構建且具有具備一第一類型之已知結構強化構件之其側壁中之每一者之一罐之管狀主體之一部分切剖透視圖，該已知結構強化構件係以突出至管狀主體之內部之橫向及縱向肋條延伸部之形式；圖2係類似於圖1之罐之一罐之管狀主體之一透視圖，但該罐之管狀主體具有根據本發明之一第一構造變型而具備藉由係矩形基底而不重疊且佔據該罐之管狀主體之每一側壁之區域之截頂角錐凹陷部界定之一第一類型之結構強化構件之其側壁中之每一者；圖2A圖解說明圖2之罐之管狀主體之一側視圖；圖2B圖解說明罐之側壁之根據圖2A中之線II-II截取之一部分切剖圖；圖3圖解說明類似於圖2之罐之一罐之管狀主體之一透視圖，該罐之管狀主體具有各自根據本發明之一第二構造實施例而具備藉由係矩形基底而不重疊且佔據該罐之管狀主體之每一側壁之區域之截頂角錐凹陷部界定之一第二類型之結構強化構件之其側壁； 圖3A圖解說明圖3之罐之管狀主體之一側視圖；且圖3B圖解說明罐之側壁之根據圖3A中之線III-III截取之一部分切剖圖。

10‧‧‧側壁/四個側壁/毗鄰側壁/各別側壁

10a‧‧‧上部端邊緣

10b‧‧‧下部端邊緣

11‧‧‧上部壁

13‧‧‧縱向邊緣

16‧‧‧已知壓力蓋

50‧‧‧複數個截頂角錐凹陷部/截頂角錐凹陷部/凹陷部/複數個凹陷部/最下部之凹陷部

51‧‧‧底部壁

C‧‧‧管狀主體

Claims (8)

1. 一種具有一多邊形截面之罐，其包括由係矩形輪廓且藉由縱向邊緣(13)兩兩連接之側壁(10)形成之一管狀主體(C)，該管狀主體(C)由一上部壁(11)及一下部壁(12)封閉，該罐之特徵在於每一側壁(10)併入由具有在多邊形與圓形形狀之間選擇之一輪廓且並排定位而不重疊且佔據每一側壁(10)之區域之至少一部分之複數個凹陷部(50、60)界定之一結構強化構件。
2. 如請求項1之罐，其中每一凹陷部(50、60)之輪廓區域對應於側壁(10)之面積之自1/16至1/8，且其中每一凹陷部(50、60)之深度界定於金屬薄片之厚度之0.1至20倍之間。
3. 如請求項1或2中之任一項之罐，其中在該管狀主體(C)之每一側壁(10)中，該等凹陷部(50、60)之深度沿自下部凹陷部朝向上部凹陷部之垂直方向而逐漸減小。
4. 如請求項3之罐，其中每一凹陷部(50、60)具有朝向該管狀主體(C)之內部突出之一底部壁(51、61)，該管狀主體(C)之每一側壁(10)中之該等凹陷部(50、60)之深度根據關於該側壁(10)傾斜且含納該等凹陷部(50、60)之該等底部壁(51、61)之一平面(P)而逐漸減小。
5. 如請求項4之罐，其中該等凹陷部(60)係截頭圓錐形的。
6. 如請求項5之罐，其中該等截頭圓錐形凹陷部(60)大致彼此相切。
7. 如請求項4之罐，其中該等凹陷部(50)係具有矩形基底及 經修圓拐角之截頂角錐。
8. 如請求項7之罐，其中該等凹陷部(60)以對應於該側壁(10)之寬度之自1/40至1/20之一距離而彼此間隔開。