专利名称：用于使容器本体径向膨胀的方法和设备、这种径向膨胀的容器本体以及包括这种容器本 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于使容器本体径向膨胀的方法和设备，涉及这种径向膨胀的容器 本体，并且涉及包括这种径向膨胀的容器本体的容器。
背景技术：
目前，设置有收缩本体部分的容器被用来制造诸如真空罐、压力容器或空气溶 胶容器的容器。这种容器包括具有收缩部分的容器本体，该收缩部分与顶部封闭物或盖 连接。这种封闭物通常处于容器本体的圆柱形界限内。容器本体的另一端设置有底端。 对于这种在底端处和盖端处具有不同的表面积的容器，可以使用不同厚度的材料。例 如，底端具有大约65mm的直径，而盖端具有大约52mm的直径。在这种底端处，壁厚 可以是大约0.18mm。在盖端处，盖可以具有大约0.26_0.28mm的厚度，或在更大的直径 处更厚。对于这种具有收缩部分的压力容器，传统地，通过从圆柱形容器本体开始来制 造用于这种容器的容器本体，圆柱形本体通过将矩形或正方形金属板形成圆柱形形状而 形成，金属板的邻接的或重叠的纵向边缘通过纵向焊缝焊接在一起。接着，用冲压装置使具有纵向焊缝的此圆柱形容器本体经受径向膨胀，上述冲 压装置被驱动穿过圆柱形容器本体的一端，并且在冲压装置被驱动逐步穿过容器本体的 同时，其将容器本体径向地向外推进至更宽的直径。在驱动冲压装置穿过圆柱形容器本 体的径向膨胀期间，本体位于反应台上，以抵抗冲压装置施加在容器本体的内表面上的 驱动力。用如上所述的传统方法制造的径向膨胀的容器本体表现出各种缺陷。首先，在 纵向焊缝上和在圆柱形容器本体的外表面中的其它区域上存在波状结构。其次，容器本 体的端部(冲压装置被驱动穿过该端以使容器本体径向膨胀)表现出不规则的边缘，当该 端设置有旨在连接至容器底部的凸缘时，非常不规则。在容器端处的这种不规则边缘或 凸缘边缘叫做耳环部(earring)。当优选地经由容器本体的凸缘将底端连接至容器时，此 不规则边缘可能产生问题。不规则的量可能从0.1到大约0.5mm。第三，在圆柱形容器 本体的经受径向膨胀的高度上，壁厚基本上不是恒定的，并趋向于从径向膨胀开始的容 器本体端向前增加。通过切割可能去除容器本体边缘处的不规则，从而形成基本上规则的容器本体 边缘。然而，这种切割操作麻烦且增加成本。
发明内容
本发明的目的在于改进用于使容器本体径向膨胀的方法，并旨在避免或将上述 缺点减到最少。因此，本发明提供一种用于使容器本体径向膨胀的方法，包括以下步骤
i)提供具有纵向焊缝的圆柱形容器本体； )在至少一个端处为容器本体提供凸缘；iii)将容器本体在凸缘处周向地夹紧于悬置状态中；以及iv)从夹紧的本体端朝着悬挂的本体端使悬置并夹紧的本体径向膨胀。本发明基于这样的认识当圆柱形容器本体悬置且在径向膨胀期间不与反应台 接触时，基本上克服了所有上述缺点。大概是因为，当在自由悬置状态中时径向膨胀将 不会引起或产生如当容器本体由反应台支撑时将出现的反力或应力。因此，在径向膨胀 期间，形成容器本体的金属将向外径向地移动，但是也朝着容器本体的自由悬置端轴向 地移动，从而允许在径向膨胀和轴向延长至接近材料的屈服点期间补偿或平衡应力。因此，径向膨胀的容器本体沿着纵向焊缝或在容器本体的其它径向膨胀区域中 将基本上表现不出波状结构。此外，容器本体边缘或凸缘边缘将基本上是规则的并没有 耳环部，因此避免了切割操作或在将底部连接至径向膨胀的容器本体的操作中的任何干 扰。此外，惊讶地发现，在径向膨胀之后和在冲压装置的收回期间，冲压装置更容易释 放，大概是因为减小大约0.2-0.4%的值的最小伸展。因此，在径向膨胀期间可避免用于 润滑容器本体的内表面的油的使用，对于容器本体在容纳食物、饲料或饮料的容器中的 后续使用来说，这是很重要的。另外，可使用用于容器的更硬的金属材料，例如，具有达到DR8的高硬度的金 属材料。这意味着出现弯曲或形成波状结构的进一步减少。更重要地，这会使得待径向 膨胀的圆柱形容器本体的壁厚和所制造的容器本体的壁厚、以及最终容器的壁厚进一步 减小。最后，其表明，通过根据本发明的方法，伸展比(Stretehratio)更大。根据一个优选实施例，通过根据本发明的方法，可使本体膨胀10-40%，优选地 膨胀15-30%。根据本发明的方法本质上适合于使任何具有对称横截面的容器本体径向膨 胀的应用。虽然本发明适用于任何尺寸和直径，但是，作为一个实例，圆柱形容器本体 具有30-100mm的直径，优选地是40_80mm。为了进行可靠且平稳的径向膨胀操作和插入冲压装置以进行径向膨胀，优选 地，本体在本体高度的一部分上设置有喇叭口(trompedmouth，风管口)。因此，可经由 圆柱形容器本体的此喇叭口可靠地且快速地插入用于径向膨胀的装置。极好地，由于处理时间的减少，优选地当至少在径向膨胀将开始的端部形成容 器凸缘时，在同一操作中形成上述喇叭口。显然，可同时、之后或提前形成凸缘或两个 凸缘，尤其是用于底部的凸缘。根据一个优选实施例，圆柱形容器本体的径向膨胀不在其整个长度上发生，而 是在圆柱形容器本体的高度的大部分上发生，从而形成直径减小的一部分，其可替代地 能够形成容器的收缩部分。显然，可通过附加的收缩操作进一步减小此收缩部分的直 径。不用说，在本发明的概念内，容器本体可在其整个高度上径向地膨胀。制造容器本体的材料可以是任何类型的金属，但是优选为钢，如铁钢(iron steel)等。如果需要，在径向膨胀之前或之后，可对圆柱形容器本体的内表面和外表面应 用涂层。优选在径向膨胀之后应用，因为，在径向膨胀之后，径向膨胀的圆柱形容器本 体的内表面以及优选地其外表面将具有基本为圆形且均勻的内表面和外表面。本发明进一步提供一种用于制造径向膨胀的本体的设备，包括
i)用于周向地夹紧圆柱形容器本体的凸缘以使被夹紧的本体在径向膨胀期间自 由地悬置的装置； )设置有周向膨胀表面的冲压装置；以及iii)用于驱动冲压装置经由悬置的容器本体的被夹紧端穿过容器本体高度的至少 一部分的装置。重要的是，用于周向地夹紧待径向膨胀的圆柱形容器本体的凸缘的装置设置在 这样的高度，使得基本上在整个径向膨胀操作期间，圆柱形容器本体的另一端不与反应 台接触。优选地，周向膨胀表面设置有用于径向地调节周向膨胀表面的直径的装置。因 此，可在圆柱形容器本体的期望高度上的径向膨胀之后用最小的力收回冲压装置，因 为，在径向膨胀之后，冲压装置不再与圆柱形容器本体的内表面接触。进一步优选地， 驱动装置使冲压装置往复地通过待径向膨胀的容器本体。因此，径向膨胀操作和之后的 冲压装置收回操作是连贯且平滑的操作。因此，优选地，当在径向膨胀之后从径向膨胀 的容器本体去除冲压装置时，径向调节装置将周向膨胀表面的直径调节为较小的直径。如这里和之前指出的，优选地，径向地膨胀设置有喇叭口的圆柱形容器本体。 因此，优选地，根据本发明的设备包括用于为圆柱形容器本体提供凸缘和/或喇叭口的
直ο本发明的另一方面涉及一种可使用上述方法或通过上述设备的应用而获得的径 向膨胀的容器本体。此径向膨胀的容器本体表现出优于现有技术的径向膨胀的圆柱形容 器本体的上述改进。最后，本发明还涉及一种容器，其包括这种径向膨胀的容器本体，并在一端设 置有底部和/或在另一端设置有用于封住容器(例如真空罐)的盖。这种容器非常适合 于，例如，空气溶胶容器和生奶油容器(whipped cream container)。
通过参考本发明的实施例，将进一步说明根据本发明的方法设备的容器本体和 容器的所述特征和其它特征，这些实施例是为了信息的目的而给出的，并非旨在将本发 明限制于任何范围。在这点上，将参照附图，在附图中图1至图3示意性地示出了设置有喇叭口的圆柱形容器本体的形成；图4至图6示出了根据第一实施例的径向膨胀的容器本体的形成；以及图7至图14示出了根据第二实施例的用于使容器本体径向膨胀的方法和设备。
具体实施例方式图1示出了位于反应台2上的圆柱形容器本体1。反应台2设置有凹槽3，在图 2所示的操作期间，在该凹槽中本体1将设置有凸缘4。进一步示出了设置有用于形成喇 叭口 7的外表面结构6的冲压工具5 (见图5)。冲压工具5进一步设置有用于在容器本体 10中形成凸缘9的轰鸣结构(growl structured。如图2所示，将冲压工具5压入容器本体1，由此形成喇叭口 7、凸缘4及凸缘 9。
如图3所示，喇叭口包括靠近凸缘9的径向膨胀区段11和过渡区段12。如图4至图6所示，将设置有喇叭口 7的此圆柱形本体10安装在设备13中，以 制造根据本发明的径向膨胀的本体14。设备13包括支撑框架16的支座15，框架承载装 置17，该装置用于通过夹紧螺栓20将凸缘9夹在按压在彼此上的下夹紧环18与上夹紧环 19之间。将夹紧装置17设置在支座15上方这样的高度处，使得在整个径向膨胀操作过 程中，由夹紧装置夹紧的本体10将处于悬置状态并位于支座15上方的距离21处(见图 5)。沿着箭头22，用于使容器本体10径向膨胀的冲压部(punch) 23被驱动穿过悬置 的容器本体10的夹紧端24。冲压部23承载冲压工具25，该冲压工具具有对应于容器的 预期径向膨胀形状的外部结构，当冲压部23下降至使得工具25靠近仍在其凸缘9处夹紧 于夹紧装置17中正在被径向膨胀的容器本体14的另一端26这样的程度时，获得容器的 预期径向膨胀形状。通过往复运动，将冲压装置从径向膨胀的容器本体14中移出。由 于在自由悬置阶段中的径向膨胀，即使不使用油也可相对容易地将冲压部23从容器本体 14移出。图6示出了根据本发明的包括收缩部分27的容器14，收缩部分包括收缩区段28 和过渡区段29。注意，如果需要，可进一步收缩此收缩部分，或者如果需要，可加宽此 收缩部分。仍在凸缘4和9处，容器本体14可分别连接至未示出的底部和盖。图7至图14示出了根据本发明的用于使容器本体径向膨胀的另一设备30。同 样，圆柱形容器本体10以其凸缘9被夹紧在夹紧装置17的夹紧环18与夹紧环19中。冲压装置31承载经由螺钉33连接至冲压本体34的冲模头32。冲模头32设置 有轴35，围绕该轴设置有能径向移动的楔形元件36，这些楔形元件在楔形表面37处与楔 形环部件38连接。这些楔形环部件抵靠在冲压工具39的内表面上，该冲压工具与冲模 头32的表面形成连续的但直径渐增的冲压部。如图8所示，将冲压装置31向下驱动进入容器本体10的喇叭口 7，同时沿箭头 40和41施加力。沿箭头41，经由过渡元件42将力施加到楔形环部件37上，其通过楔 形表面43将楔形环部件38向外推靠在冲压工具39上，该冲压工具使容器本体10径向膨胀。如参照图10所描述的，将冲压装置31驱动至如图9所示的程度，正在径向膨胀 的容器本体14仍与支座15间隔而自由地悬置。在从如图12所示的位置收回冲压装置31之前，释放沿图10和图11中的箭头41 的压力，使得在冲压工具39的弹性特性下，因为允许楔形环部件37向上移动，所以楔形 环部件38可向内移动。这导致在径向膨胀的容器本体14与冲压装置31之间存在间隙 45。过渡元件42已经成比例地向上移动距离46(见图14)。由于在径向膨胀的容器本体14与冲压装置31之间具有间隙45，所以现在可在 与径向膨胀的容器本体14基本没有摩擦阻力的情况下沿箭头47向上移动该冲压装置其。 因此，不再需要用油来使容器本体径向膨胀，以及将冲压装置从径向膨胀的容器本体中 往复地移出。根据本发明的径向膨胀的容器本体和包括这种径向膨胀容器的容器(尤其在纵 向焊缝处)表现出基本没有波状结构，而且用于夹紧的凸缘基本上是规则的并不需要任何切割操作，并且可同样地用于与底端连接。最后，径向膨胀的容器本体的壁厚基本上是恒定的，例如，从大约52mm的直径开始并具有大约0.18mm的壁厚的容器本体在收缩 部分上和在径向膨胀部分上将表现出在大约0.165至大约0.175mm之间变化的厚度。
权利要求
1.一种用于使容器本体径向膨胀的方法，包括以下步骤i)提供具有纵向焊缝的圆柱形容器本体；ii)在至少一端处为所述容器本体提供凸缘；iii)将所述容器本体在所述凸缘处周向地夹紧于悬置状态中；以及iv)从夹紧的本体端朝着悬置的本体端使悬置并夹紧的本体径向膨胀。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，使所述本体膨胀10-40%，优选地膨胀 15-30%。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述圆柱形容器本体具有30-100mm的直 径，优选地具有40-80mm的直径。
4.根据权利要求1至3所述的方法，其中，所述本体在本体高度的一部分上设置有喇 叭口。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当形成容器本体凸缘时形成所述喇叭口。
6.根据权利要求1至5所述的方法，其中，使所述本体在本体高度的大部分上径向膨 胀，并留下收缩的本体端。
7.—种用于制造径向膨胀的本体的设备，包括i)用于周向地夹紧圆柱形容器本体的凸缘以使被夹紧的本体在径向膨胀期间自由地 悬置的装置；ii)设置有周向膨胀表面的冲压装置；以及iii)用于驱动所述冲压装置经由悬置的容器本体的被夹紧端穿过所述容器本体高度的 至少一部分的装置。
8.根据权利要求7所述的设备，其中，所述周向膨胀表面设置有用于径向地调节所述 周向膨胀表面的直径的装置。
9.根据权利要求7和8所述的设备，其中，所述驱动装置使所述冲压装置往复地移动 穿过待径向膨胀的容器本体。
10.根据权利要求9所述的设备，其中，当在径向膨胀之后从所述径向膨胀的容器本 体去除冲压装置时，所述径向调节装置将所述周向膨胀表面的直径调节为较小的直径。
11.根据权利要求7至10所述的设备，包括用于为所述圆柱形容器本体提供凸缘和/ 或喇叭口的装置。
12.一种能够使用根据权利要求1至6所述的方法获得的径向膨胀的容器本体。
13.—种容器，包括根据权利要求12所述的径向膨胀的容器本体，并设置有盖和/或底部。
全文摘要
本发明涉及用于使容器本体径向膨胀的方法，涉及用于此方法的设备(5)，并涉及容器本体和容器，该方法包括步骤i)提供具有纵向焊缝的圆柱形容器本体(1)；ii)在至少一个端处为容器本体(1)提供凸缘(4)；iii)将容器本体(1)在凸缘(4)处周向地夹紧于悬置状态中；以及iv)从夹紧的本体端朝着悬置的本体端使悬置并夹紧的本体径向膨胀。
文档编号B21D51/16GK102015145SQ200980114418
公开日2011年4月13日 申请日期2009年4月21日 优先权日2008年4月22日
发明者约翰内斯·威廉·罗特尔丁克 申请人:印普瑞思集团有限公司