製造裝飾形金屬罐用的系統和方法
2023-04-25 01:37:06 2
專利名稱：製造裝飾形金屬罐用的系統和方法
背景技術：
1.發明領域本發明一般涉及消費品包裝領域，更具體地涉及通常用於包裝軟飲料、其它飲料、食品及氣溶膠產品的金屬罐，如鋼罐和鋁罐。
2.先有技術和最新工藝的描述供軟飲料、其它飲料和其它物料用的金屬罐當然廣泛用於北美洲和世界各地。本發明的受讓人美國費城克朗塞子和密封件公司(CrownCork Seal Company)是世界上此類罐筒的最大設計廠家和製造商。
製造和封裝金屬罐的技術隨著工藝改進、新材料和製造技術的改進而不斷發展。該領域的技術發展的其它推動力包括原料價格、待封裝的新物料的性質以及製造和配送消費產品例如軟飲料的大公司的市場銷售目標。
有時將金屬容器做成具有特色的非標準圓筒罐形狀，使其成為產品銷售外表的一部分或成為產品來源或性質的另一指示，是有利的。但是，據發明人所知，還沒有人開發出一種實用技術來製造這樣一種不規則形狀的罐，其產量和生產速度能在實際上將這樣一種產品引入市場。
1960年代中期的Hansson的美國專利3,224,239公開一種將氣動壓力用於再成形罐的系統和工藝。該工藝利用一個活塞迫使壓縮空氣進入安置在模具中的罐。該壓縮空迫使罐壁塑性流動，直到罐壁呈現模具的形式。
據發明人所知，諸如Hansson專利中公開的技術還從來沒有成功地用於拉制和使壁壓平的罐的再成形。原因之一是罐壁變形時產生的應力能導致缺陷，這些缺陷可能引發損壞，如局部衝薄、裂開或破裂。衝薄的危險可以通過增大罐壁最度來減小，但這會使成形罐的生產成本過高。裂開或破裂的危險可以通過退火之類工藝來減小，但會降低最終產品的韌性和機械損傷抵抗力。
因此，需要一種改進的設備和工藝來製造成形金屬罐，這種工藝是有效、高效而廉價的，特別與至今為此目的而發展的工藝相比，並減小了成形罐由於衝薄、裂開或破裂而失效的傾向。
發明概述因此，本發明的一個目的是提供一種改進的設備和工藝來製造成形金屬罐，這種工藝是有效、高效而廉價的，特別與至今為此目的而發展的工藝相比，並且保證克服可能造成衝薄、裂開或破裂的罐中內應力。
為了達到本發明的上述和其它目的，根據本發明的第一方面，一種製造具有特色形狀以便增加顧客視覺形像的金屬罐體的方法包括下列步驟(a)提供罐體坯料；(b)提供一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個形成模具腔的模具壁，該模具腔符合罐體的所要最終形狀，該模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間這些部件中的至少一個可以沿基本上平行於罐體坯料的軸線的方向向另一部件移動，該模具壁包括向內伸出的部分和向外伸出的部分，(c)將罐體坯料安置在模具腔內，以便利用模具壁的向內伸出部分預壓縮罐體坯料；(d)將一種增壓流體供給到模具腔中，使得罐體坯料受壓力而緊靠模具壁，使罐體坯料呈現所要的罐體最終形狀，步驟(c)中進行的預壓縮儘可能減少了為獲得罐體最終形狀所需的向外變形量；(e)基本上與步驟(d)同時地，沿軸向向著另一部件移動至少其中一個模具部件。
根據本發明的第二方面，一種製造具有特色形狀以便增加顧客視覺形像的金屬罐體的方法包括下列步驟(a)製造罐體坯料；(b)對罐體坯料的至少一部分至少進行部分退火，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；(c)提供一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個形成模具腔的模具壁，該模具腔符合罐體的所要最終形狀，該模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間這些部件中的至少一個可以沿基本上平行於罐體坯料的軸線的方向向另一部件移動；(d)將罐體坯料安置在模具腔內；(e)將一增壓流體供給到模具腔中，使得罐體坯料受壓力而緊靠模具壁，使罐體坯料呈現所要的罐體最終形狀；(f)基本上與步驟(e)同時地，沿軸向向著另一部件移動至少其中一個模具部件。
根據本發明的第三方面，一種用於製造具有特色形狀以便增加顧客視覺形像的金屬罐體的設備包括製造罐體坯料用的結構；模製結構，包括一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要的罐體最終形狀，所述模具壁包括向內伸出的部分和向外伸出的部分，該模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間至少一個部件可以沿基本上平行於罐體坯料的軸線的方向向另一部件移動；安置結構，用於將罐體坯料安置在模具腔內，以便利用模具壁的向內伸出部分預壓縮罐體坯料；流體供給結構，用於將一增壓流體供給到模具腔中，使得罐體坯料受壓力而緊靠模具壁，使罐體坯料具有所要的罐體最終形狀，該預壓縮儘可能減少了為獲得罐體最終形狀所需的向外變形量；軸向減縮結構，用於沿軸向向著另一部件移動至少一個模具部件。
根據本發明的第四方面，一種用於製造具有特色形狀以便增加顧客視覺形像的金屬罐體的設備包括製造罐體坯料用的結構；對罐體坯料的至少一部分至少進行部分退火用的結構，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；模製結構，包括一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要的罐體最終形狀，該模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間這些部件中的至少一個可以沿基本上平行於罐體坯料的軸線的方向向另一部件移動；安置結構，用於將罐體坯料安置在模具腔內；流體供給結構，用於將一增壓流體供給到模具腔中，使得罐體坯料受壓力而緊靠模具壁，使罐體坯料呈現所要的罐體最終形狀；軸向減縮結構，用於沿軸向向著另一部件移動至少一個模具部件。
本文所附的組成其一部分的權利要求書特別指出上述和其它各種優點與形成本發明特徵的新穎性特點。但是，為了更好地理解本發明、其優點和使用目的，應當參考形成本文另一部分的附圖和伴隨的說明內容，其中例示和描述本發明的一個優選實施例。
附圖簡述
圖1是根據本發明的一個優選實施例製造的罐體坯料或預成形件的截面圖；圖2是本發明的一個優選實施例的成形罐體的側視立面圖；圖3是一種用於製造本發明優選實施例的成形罐體的設備的示意圖；圖4是圖3所示設備中的處於第一狀態下的模具裝置的局部截面圖；圖5是圖3所示設備中的處於第二狀態下的模具裝置的局部截面圖；圖6是圖3中模具裝置用的壓力供給設備的示意圖；圖7是在圖3設備中進行的預壓縮步驟的示意圖；圖8是根據本發明第二實施例進行的方法中壓凸緣步驟的示意圖；圖9是根據本發明第二實施例進行的方法中旋壓步驟的示意圖；圖10是可以在本發明的的上述第二或第三實施例中作為第二步驟進行的壓花步驟的示意圖。
優選實施例詳述現在參照附圖，其中相同的標號表示所有圖中對應的構造，特別參照圖1和圖2，本發明一個優選實施例的一種罐體坯料或預成形件10是一個兩件式罐體，它最好由眾所周知的拉制和壓平工藝形成。罐體坯料10包括一個基本上圓筒形的側壁表面12、一個底部14和頸狀上部16。或者是，圓筒形側壁12的上部可以是直的。
如該工藝領域中熟知的，罐體坯料10在拉制和壓平工藝後必須衝洗，然後必須乾燥，再送去裝飾。乾燥過程通常在約250華氏度(相當於約121攝氏度)的溫度下進行。按照本發明的一個方面，乾燥在比通常過程更高的溫度下進行，以便至少對罐體坯料10的選定部分進行部分退火。在圖1中示意性繪出熱源18，它最好是乾燥裝置的一部分，但可以處在設備中模製裝置前的任何點上。如下面要更詳細地討論的，罐體坯料10最好用鋁製成，部分退火過程優先在基本上為約375華氏度(約190.5攝氏度)至約550華氏度(約288攝氏度)的範圍內完成，更優選的範圍為約450華氏度(約232攝氏度)至約500華氏度(約260攝氏度)，而最優選的溫度為約475華氏度(約246攝氏度)。這與真實的退火過程大不相同，後者的溫度高於650華氏度(約353攝氏度)。部分退火的目的是給罐體坯料10足夠的延性，以便製成如圖2中示出的成形罐20，但該罐的韌性則大於罐體坯料完全退火時的韌性。
或者是，部分退火可以在一個爐子如塗漆爐或裝飾爐中進行，而不是在乾燥器中進行。
或者是，罐體坯料10可以用鋼而不是用鋁製造。在這種情況下，部分退火的優選溫度範圍基本上為1112華氏度(600攝氏度)至約1472華氏度(800攝氏度)。更優選的是，部分退火在約1382華氏度(750攝氏度)進行。
現在參照圖2，成形的罐20受到裝飾性和特色性成形，以便使顧客增加對它的視覺形像。如可在圖2中看到的，罐體20包括底部26和成形側壁22，成形側壁22的形狀與標準圓筒形罐體形狀如罐體坯料10的形狀顯著不同。成形側壁22包括可能希望特別偏離於圓筒形狀的區域，如凸條30和槽32。按照本發明的一個重要方面，在成形側壁22的外表面上以這樣的方式提供裝飾，就是在側壁的那些要求特別偏離於圓筒形狀的部位將著重裝飾。如可在圖2中看到的，凸條30上提供第一種裝飾(它可以是一種較淺的顏色)，而在至少一個槽32中提供第二種裝飾36(它可以是一種較深的顏色)。通過提供這樣的選擇性裝飾，並通過將此種裝飾合適地對齊成形側壁22中的偏離，可以獲得最佳配合的視覺效果，這種視覺效果是不可能通過單獨的罐體成形或罐體裝飾來獲得的。
再參照圖2，成形側壁22也有一個平坦面積28，該處可寫字或貼標籤，並用罐端部24封閉，後者用常規的雙卷邊接合工藝密封。
按照優選的方法，在乾燥臺上由熱源18部分退火後，罐體坯料10被輸送到裝飾機上，在該處加上具有特色的裝飾，而罐體坯料10仍然處於其圓筒構形，在裝飾過程中也可外加標記，用於在隨後的成形步驟期間將裝飾內容對齊模具輪廓，這將在下面更詳細地敘述。
現在參照圖3，圖中示出設備38，根據本發明的優選實施例，該設備用來製造圖2中示出的那種類型的成形罐20。如可在圖3、4、5中看出，設備38包括一個模具40，它有形成模具腔42的模具壁46，該模具腔42符合成形罐體20的所需最終形狀。如圖7中所示，模具40為拼合壁型，模具壁46包括向內伸出的部分48，其直徑小於由圖7b中虛線示了的罐體坯料10的圓筒形側壁12的直徑Db。模具壁46也包括多個向外伸出的部分，其直徑大於罐體坯料10的側壁12的直徑Db。換句話說，向內伸出的部分48勢必將罐體坯料10的圓筒形側壁12壓縮到由圖7b中實線所示的位置12′，而罐體坯料10的側壁12則必需膨脹到符合模具壁46的向外伸出的部分50。最好是，當以此種方式受壓時使圓筒形側壁的圓周長度保持恆定，就是使受壓的圓筒形側壁12′的圓周長度與罐體坯料10的側壁12的周邊長度相等。
如圖3中最清楚地示出的，模具裝置40有三個壓模部件82、46和84，它們分別組成頸環、模具側壁和底部支承件。壓模部件由間隙或「拼合線」86和88互相隔開。為了加工方便，底座支承件壓模84做成兩件，有一中心部件90支承罐體的底座圓拱。頸環82提供對罐體頸部的簡單支承。這些部件一起形成容納罐體的內室或模具腔42，並在吹製成形後加工成罐體的所需最終形狀。設置氣孔49(見圖4和5)，以使夾帶的空氣在成形時逸出。
設置一對密封和支承環92、94和一個橡膠密封環96，以密封容器主體的頂部邊緣。一個節省空間的心軸98穿過密封和支承環92、94、96的中心通到一個剛巧在底座支承圓拱上方的位置。心軸98通過中心孔100和徑向通道102將空氣供應到空腔42內的罐體腔中。該設備還包括上活塞104和下活塞106，它們一起給模具腔42中的罐的兩端施加負載。下活塞106通過增壓空氣的供應結構可以向上移動，該增壓空氣經過通道108送向活塞。同樣，上活塞通過增壓空氣的供應結構可以向下移動，該增壓空氣經過通道110和112送向活塞。在圖示的優選實施例中，通道110連接心軸98的中心孔100，使得上活塞和罐腔分享共同的供給空氣。該共同的供給空氣在活塞104內的空氣通道112和中央心軸孔100的結合部分分叉供給活塞104和罐腔，從而儘可能減小損失和維持同樣的壓力供給罐腔和活塞。最好設置機構來控制供給每個活塞和罐腔的空氣流速。因此可以密切控制罐腔壓力和活塞壓力。
圖6中示出性示意的流路圖，表示空氣供給到活塞和罐腔的流路。在該圖中，上活塞104與密封件和支承環92、94示意性表示為一個單獨的單元114。同樣，基座支承件84、90和下活塞106表示為一個單獨的單元116。單元114和116與頸環82是可以移動的，而模具的側壁壓模46被示出為固定的。
該流程包括兩個壓力供給。壓力供給118將增壓空氣供給到頂部活塞104和模具腔42內的罐腔；壓力供給120僅將增壓空氣供給下活塞106。
兩個供給流路各包括壓力調節器122和124、儲存容器126和128、送風閥130和132，以及排氣閥134和136。此外，下壓力供給流路120包括一個流量調節器138。上壓力供給流路118也可以包括一個流量調節器，雖然是否在兩個供給流路中都能夠調節流量並非很重要。儲存容器126、128防止在過程期間供給壓力出現大的下降。
通常，將大約30巴的高壓空氣引入罐腔並驅動罐的頂部。驅動底部活塞106的空氣壓力通常為約50巴，取決於活塞面積。模具腔42內的空氣壓力提供將罐體坯料向外膨脹所需的力，但也將不需要的力施加到罐的頸部和底座上，這導致罐側壁中的縱向張力。因此將兩個活塞用於驅動罐的頂部和底部，形成一個力，用於抵消罐側壁中的這個張力。
在成形期間為避免罐由於分裂或折皺而損壞，供給到活塞的空氣壓力是關鍵的。如果由於活塞中的壓力太低而使罐側壁中的張力不能被該活塞壓力充分抵消，那麼將出現分裂。相反，供給的空氣壓力不應太高，否則會在側壁中形成波紋。
為此，最好不需要止動器來限制活塞的衝程。如果衝程受到限制，在活塞到達止動器之前，罐不可能對著模具壁充分膨脹。如果這種情況發生，罐側壁中的張力不能被活塞壓力平衡，隨之產生分裂的風險。實際上，膨脹的罐與模具側壁的接觸阻止活塞進一步移動。
因此應當注意，在成形周期的全過程中最好始終保持罐腔壓力和活塞壓力之間的平衡，使得腔中和活塞後的壓力上升速率在整個周期中應當受到平衡，特別是當罐壁屈服時。壓力上升速率可以通過流量調節器138或通過經壓力調節器122、124調整供給壓力而得到控制。
通過相對於被施加的使模具部件82、46、84互相相向移動的壓力來調整罐腔壓力，該設備可以以三種不同方式之一操作。通過對外模具部件82、84施加儘可能小的壓力，可以這樣操作該設備，使得僅僅將模具部件移向另一個而不會對罐體施加任何力。這將減小模具裝置40中的間隙86、88，因為在膨脹過程中罐體沿縱向收縮，並將減小但不一定抵銷在膨脹期間罐體側壁中產生的軸向抗張應力。另一種方式是，通過提供增大的壓力來互相相向地驅動外模具部件，向罐體施加一個稍許縱向或軸向的力，它基本上等於罐體側壁中的軸向抗張應力，從而平衡此應力並防止罐體隨後發生的減弱和可能的分裂。第三種操作是提供甚至更大的壓力來互相相向地驅動外模具部件，以便向罐體施加一個軸向壓力，它大於操作期間抵消側壁中抗張應力所需的力。最好提供的淨壓力不會導致形成皺紋。
為了形成罐，首先打開通風閥130、132。如果需要在活塞和罐腔壓力之間獲得更好的匹配，可以在兩個通風閥的打開時間之間有一短的延遲，但是一個流路需要有一較高的壓力上升速率，以便維持該平衡。也可以用延遲來補償不同的管子長度，在成形時間維持壓力平衡。如上面參照圖3時所述，上供給氣流118一分為二，用於活塞104和儘可能靠近活塞104的罐腔。
該設備這樣設計，使得最遲當每個活塞到達其最大行程時該罐完全重新成形，而間隙86、88最終並不閉合。間隙閉合可能由於側壁中張力過大而導致罐的分裂，其方式就像在發生完全膨脹之前限制活塞移動一樣。但是，最終間隙不應過大，因為側壁上的任何眼睛可以見到的標記變得太顯眼，雖然除去拼合線處的銳利邊緣能減輕該問題。
一旦成形操作完畢，通過閥134和136排去空氣。顯然在整個實際成形過程中排氣閥是關閉的。重要的是兩股供給氣流要同時排氣，因為由活塞施加的平衡罐腔壓力(縱向張力)的壓力可能大於罐的軸向強度，因此不均勻的排氣導致罐的損壞。
如圖4中最清楚地看到的，罐體坯料10最好安置在模具腔42中，而如上所述，其內部空間被密封成與一增壓流體源連通。如可在圖4中看到的，腔42如此設計，使得當罐體坯料10被插入其中時對罐體坯料10施加一個輕微的壓力。這最好通過將模具裝置部件成形為圖4中所示的兩半52、54來完成，它們被這樣一分為二，使得在氣動膨脹罐體坯料10之前可以圍繞該罐體坯料閉合。
當模具的兩半52、54圍繞圓筒形側壁12閉合時，模具壁46的向內伸出部分48因此壓縮或預先壓縮圓筒形側壁12到圖7中示出的大到Rin量的距離。在模具被閉合併密封而增壓流體被供給到模具腔46中從而迫使罐體坯料10緊靠模具壁46之後，罐體坯料10將被迫呈現成形罐20的所需最終形狀。在圖5中示出該步驟後成形側壁22的狀態。在該步驟中，罐體坯料10的圓筒形側壁12被膨脹到Rout量，這又一次在圖7中示意示出。
模具兩半52、54的閉合實現的預壓縮使罐體坯料10的側壁12沿徑向向內偏移一個Rin的距離，優選的是該距離位於約0.1至約1.5毫米之間。更優選的是，該距離位於0.5至約0.75毫米的範圍內。圓筒形側壁12沿徑向向外膨脹而形成成形側壁22的最外部分的距離Rout優選地位於約0.1至約5.0毫米的範圍內。距離Rout的更優選範圍為約0.5至3.0毫米。最優選的距離Rout為約2毫米。
為了理解膨脹步驟前對圓筒形側壁12進行預壓縮獲得的好處，必須理解，為了使膨脹步驟獲得必要的延性，一定量的退火或部分退火可能是有用的，特別在鋁罐體的情況下。但是，退火越完全，成形罐20的強度和韌性最終就越小。利用預壓縮來得到疊合在最終成形罐20上的圖案的最內和最外部分之間的顯著差別部分，減少了獲得所要圖案所必需的實際徑向膨脹量。因此，也減少了需要外加到罐體坯料10上的退火量。因此，預壓縮步驟允許所要的被疊加在成形罐20上的圖案具有最小量的退火和由此產生的強度損失，由此允許罐體坯料10的圓筒形側壁12對於此類工藝可以作得儘可能的薄。
作為本發明的一個實施例，模具壁可以用多孔材料製成，以便允許聚留在罐體坯料側壁和模具壁之間的空氣在操作期間逸出，雖然可能仍然需要氣孔。一種這樣的材料是多孔鋼，它可以從瑞典Leydig市的AGA公司買到。
為了質量監測和控制的目的，在膨脹過程期間和之後通過壓力臨近器69的構造臨控模具腔46內的流體壓力，這在圖5中示意性示出。壓力監控器69為常規構造。如果罐體在膨脹過程期間發生洩漏，或者如果罐的上法蘭或頸部中的異常產生對氣體控針的不良密封，那麼比起非此種情況來，模具腔內的壓力將在模具室46中下降得快得多。壓力監控器69將感知這種情況，並將向操作者指示該罐體可能出現裂縫。
在鋼罐的情況下，可以使模具室內的壓力足夠高，以使罐體形成(例如)一種波紋式圖案，其中在容器上形成多個圓周形凸條。
圖7和9中公開一種製造其形狀具有特色的金屬罐體的第二方法和設備，該形狀增強了罐體對顧客的視覺形象。圖8和9表示第三實施例。按照第二和第三實施例，通過下列程序製造一個具有特色形狀的金屬罐體，就是提供一個罐體坯料如圖1中所示的罐體坯料10，該坯料具有直徑基本上恆定的側壁12，然後沿徑向在選定的區域中按選定量使罐體坯料10變形，以得到一個沿徑向修整而仍然對其入口對稱的中間罐體74，然後在中間罐體74上疊加一個預選的機械變形的圖案。現在描述本發明的第二實施例，一個在該工藝領域中熟知的那種類型的壓凸緣設備62包括一個砧66和一個壓凸緣工具64。壓凸緣設備62用於使罐體坯料10沿徑向變形為圖9中所示的沿徑向修整的中間罐體74。如可在圖9中看到的，中間罐體74上沒有帶軸向成分的變形，並且基本上成圍繞罐體74入口的圓筒形。然後利用壓花工具76將預先選定的機械變形圖案(在此情況下為凸條和槽)疊加在中間罐體上，使得可以產生一個圖2所示的那種類型的成形罐20。
在圖8和9所示的第三實施例中，使用旋壓裝置68使罐體坯料10的圓筒形側壁12沿徑向變形為中間罐體74。如該工藝中熟知的，旋壓裝置68包括一個心軸70和一個與心軸70對置的成形輥72。在該過程後，最好以與上述相同的方式在如此成形的中間罐體74上進行圖9中所示的壓花步驟。
代替圖9中所示的壓花步驟的另一辦法是，由圖7或圖8中所示方法生產的中間罐體74可以替換地安置在圖3-5中所示的那種類型的氣動膨脹壓模或模具裝置40中。然後中間罐體74以上述相同方式膨脹，以便得到成形罐20。
在上述第二和第三方法中，罐體坯料10在乾燥過程中也最好用熱源18部分退火，但最好退火程度比所述第一實施例小些。最好是，上述第二和第三方法的退火在約375華氏度(約190攝氏度)至約425華氏度(約218攝氏度)之間的溫度範圍內進行。參照圖7和8所述的方法因此需要的退火低於前述實施例所述的方法，意味著在給定的重量或壁厚度下可以使成形罐20的強度更大，或者相對於用所述第一方法生產的罐可以減小成形罐20的重量。但是第二和第三方法的缺點包括更多的機械加工和更大的機械複雜性，以及由於附加的機械處理和操作而在罐上產生更多的磨損和撕裂、損壞與可能毀壞裝飾物。
但是，可以理解，雖然上面的描述中已經提出了本發明的許多特徵和優點，以及本發明的結構細節的功能，但公開內容僅是例示性的，在通過附錄的權利要求書所述條款的廣泛普遍意義充分表明的發明原理範圍內，細節可以變化，特別是部件的形狀、尺寸和配置。或者是，例如，如拉制一再拉制工藝、拉制-變薄-再拉制工藝或三件式焊接或粘結製造工藝。
權利要求
1.一種製造具有特色形狀以便提高顧客視覺形像的金屬罐體的方法，包括下列步驟(a)製造罐體坯料；(b)至少使罐體坯料的至少一部分進行部分退火，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；(c)提供一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要罐體的最終形狀，所述模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間至少其中一個所述部件可以沿基本上平行於罐體坯料軸線的方向向另一部件移動；(d)將所述罐體坯料安置在所述模具腔內；(e)將增壓流體供給到所述模具腔中，使得所述罐體坯料受壓力而緊靠所述模具壁，使所述罐體坯料呈現所要的罐體最終形狀；以及(f)基本上與步驟(e)同時地，使至少其中一個所述模具部件沿軸向向另一部件移動。
2.一種如權利要求1所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約375華氏度(190.5℃)至約550華氏度(288℃)的溫度範圍內進行的。
3.一種如權利要求2所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約450華氏度(232℃)至約500華氏度(260℃)的溫度範圍內進行的。
4.一種如權利要求3所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約475華氏度(246℃)的溫度進行的。
5.一種如權利要求1所述的方法，其中，模具裝置包括三個部件，而且其中步驟(f)包括將三個部件中的至少兩個部件向著第三個部件從第一位置移向第二位置，在第一位置中這些部件由通到模具腔中的間隙互相隔開，而在第二位置中模具部件之間的間隙尺寸縮小而仍然通到模具腔中。
6.一種如權利要求5所述的方法，其中步驟(f)還包括將間隙設置在罐體坯料的最長膨脹點處。
7.一種如權利要求1所述的方法，其中在步驟(e)中由增壓流體施加的力與步驟(f)中施加的軸向力平衡。
8.一種如權利要求1的所述方法，其中步驟(f)包括向罐體坯料施加一軸向力，該軸向力足以在步驟(e)期間對罐體坯料的側壁施加一淨壓縮力。
9.一種如權利要求1所述的方法，其中所述罐體坯料有一直徑基本上恆定的側壁。
10.一種如權利要求1所述的方法，其中步驟(b)在一塗漆或裝飾爐中進行。
11.一種如權利要求1所述的方法，其中步驟(b)在乾燥所述罐體坯料期間進行。
12.一種製造具有特色形狀以便提高顧客視覺形像的金屬罐體的設備，包括製造罐體坯料用的機構；至少使罐體坯料的至少一部分進行部分退火用的機構，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；模具機構，包括一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要罐體的最終形狀，所述模具裝置由多於一個部件構成，在操作期間至少其中一個所述部件可以沿基本上平行於罐體坯料軸線的方向向另一部件移動；安置機構，用於將所述罐體坯料安置在所述模具腔內；流體供給機構，用於將一種增壓流體供給到所述模具腔中，使得所述罐體坯料受壓力而緊靠所述模具腔，使所述罐體坯料呈現所要罐體的最終形狀；以及軸向減縮機構，用於使所述至少其中一個模具部件沿軸向向另一部件移動。
13.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約375華氏度(190.5℃)至約550華氏度(288℃)的溫度範圍內進行的。
14.一種如權利要求13所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約450華氏度(232℃)至約500華氏度(260℃)的溫度範圍內進行的。
15.一種如權利要求14所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約475華氏度(246℃)的溫度進行的。
16.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述軸向減縮機構包括具有三個限定所述模具腔的部件的所述模製機構和用於將所述三個部件中的至少兩個部件向著第三個部件從第一位置移向第二位置的機構，在該第一位置中這些部件由通到模具腔中的間隙彼此隔開，而在該第二位置中這些模具部件之間的間隙尺寸減小而仍然通到模具腔中。
17.一種如權利要求16所述的設備，其中，模具中的間隙設置在容器的最大膨脹點上。
18.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述軸向減縮機構包括向罐體坯料施加一軸向力，該力足以在膨脹期間對罐體坯料的側壁施加一淨壓縮力。
19.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述軸向減縮機構被製造及設置成平衡一個由所述流體供給機構施加在容器體坯料上的力。
20.一種如權利要求12所述的設備，還包括一個單獨的增壓流體線路，用於供給所述流體供給機構和所述軸向壓縮機構兩者。
21.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述部分退火用的機構包括一個塗漆或裝飾爐。
22.一種如權利要求12所述的設備，其中，所述部分退火用的機構包括一個罐體乾燥器。
23.一種根據權利要求1中提出的方法製造的容器。
24.一種製造具有特色形狀以便提高顧客視覺形像的金屬罐體的方法，包括下列步驟(a)製造罐體坯料；(b)至少使罐體坯料的至少一部分進行部分退火，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；(c)提供一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要罐體的最終形狀；(d)將所述罐體坯料安置在所述模具腔內；以及(e)將增壓流體供給到所述模具腔中，使得所述罐體坯料受壓力而緊靠所述模具壁，使所述罐體坯料呈現所要罐體的最終形狀。
25.一種如權利要求24所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約375華氏度(190.5℃)至約550華氏度(288℃)的溫度範圍內進行的。
26.一種如權利要求25所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約450華氏度(232℃)至約500華氏度(260℃)的溫度範圍內進行的。
27.一種如權利要求26所述的方法，其中，所述部分退火步驟是在約475華氏度(246℃)的溫度進行的。
28.一種如權利要求24所述的方法，其中，步驟(b)是在塗漆或裝飾爐中進行的。
29.一種如權利要求24所述的方法，其中，步驟(b)是在乾燥所述罐體，坯料期間進行的。
30.一種製造具有特色形狀以便提高顧客視覺形像的金屬罐體的設備，包括製造罐體坯料用的機構；至少使罐體坯料的至少一部分進行部分退火用的機構，由此使罐體坯料的退火部分提高延性；模具機構，包括一個模具裝置，該模具裝置具有至少一個限定模具腔的模具壁，該模具腔符合所要罐體的最終形狀；安置機構，用於將所述罐體坯料安置在所述模具腔內；以及流體供給機構，用於將增壓流體供給到所述模具腔中，使得所述罐體坯料受壓力而緊靠所述模具壁，使所述罐體坯料呈現所要罐體的最終形狀。
31.一種如權利要求30所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約375華氏度(190.5℃)在約550華氏度(288℃)的溫度範圍內進行的。
32.一種如權利要求31所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約450華氏度(232℃)至約500華氏度(260℃)的溫度範圍內進行的。
33.一種如權利要求32所述的設備，其中，所述部分退火步驟是由所述乾燥機構在約475華氏度(246℃)的溫度進行的。
34.一種如權利要求30所述的設備，其中所述部分退火用的機構包括塗漆或裝飾爐。
35.一種如權利要求30所述的設備，其中所述部分退火用的機構包括罐體乾燥器。
全文摘要
一種製造具有特色形狀以便增加顧客視覺形像的金屬罐體(24)的方法,一個實施例包括的步驟有:提供側壁直徑基本恆定的罐體坯料(10);提供有至少一個模具壁(46)的模具裝置(38),該模具壁(46)形成一個符合罐體(24)的所要最終形狀的模具腔;將罐體坯料(10)安置在模具腔(46)內;以及將一種增壓流體供給到所述模具腔中,使得罐體坯料(10)受壓力而緊靠模具壁(46),使罐體坯料(10)具有罐體(24)的所要最終形狀。在模製容器期間最好在罐體坯料上施加軸向壓力以減小內應力。第二實施例包括的步驟有:在選定區域使罐體坯料沿徑向變形選定的量,以得到沿徑向變化的中間罐體,但仍對其軸線對稱;以及在該中間罐體上疊加一具有軸向分量的預選的機械變形圖案。同時公開有關設備和工藝。
文檔編號B21D51/26GK1202844SQ96198588
公開日1998年12月23日 申請日期1996年9月17日 優先權日1995年10月2日
發明者M·W·哈特曼, Z·W·索雷, J·J·唐, A·A·阿施伯格, M·R·高高拉, W·O·伊維納, R·J·特恩卡, R·O·瓦勒, R·A·溫勒斯, R·M·O·高爾丁, D·哈維 申請人:皇冠塞及密封技術公司