專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有折疊線(xiàn)的罐子及其制造方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明分別涉及根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的一種罐子以及根據(jù)權(quán)利要求6和13所述的用來(lái)制造這種罐子的方法和裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，將空罐運(yùn)輸?shù)教畛涞攸c(diǎn)并且將其儲(chǔ)存在填充地點(diǎn)需要耗費(fèi)很大的力氣。如果能夠在填充地點(diǎn)制造罐子，則能夠顯著地降低后勤部門(mén)耗費(fèi)的力氣。
公開(kāi)出版文獻(xiàn)DE-A1-3110697公開(kāi)了一種包裝容器，其中，在填充廠(chǎng)由包裝材料坯料成型為三維的罐筒。只有通過(guò)困難的方式才可以獲得在罐筒的兩個(gè)開(kāi)口端區(qū)域內(nèi)對(duì)接接頭或者重疊部分的精確度，這種精確度對(duì)于容器后來(lái)的氣密性來(lái)講是需要的；另一方面，具有由平整紙板得到的罐筒的圓柱形罐沒(méi)有使用者需要的穩(wěn)定握持。
WO98/03403公開(kāi)了具有外部預(yù)制罐筒的多邊形罐子。然而，實(shí)際上不能建立起對(duì)于中型和更小型系列產(chǎn)品特別有利的罐子的概念。首先來(lái)講，多邊形端部元件的制造和密封是昂貴的。
在US-A-3712530中描述了一種在罐筒內(nèi)具有多條垂直折疊線(xiàn)的鼓型容器。雖然這種容器滿(mǎn)足了小容積折疊罐筒的需要，但是其使用非常復(fù)雜的蓋子結(jié)構(gòu)，使得能夠卷繞成鼓形，并且相對(duì)于沒(méi)有折疊線(xiàn)的罐筒來(lái)講，不能改善其剛性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是消除現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷。因此，尤其是想提出一種罐子，這種罐子的運(yùn)輸以及空罐的儲(chǔ)存費(fèi)用能夠保持較低，允許使用市售的圓蓋，并且提高填滿(mǎn)后罐子的罐筒握持的剛性或者穩(wěn)定性。通過(guò)權(quán)利要求1特征部分的技術(shù)特征可以以令人吃驚的方式來(lái)首次獲得這一目的。
在其他權(quán)利要求的特征中描述了本發(fā)明其他的優(yōu)點(diǎn)和替換的改進(jìn)之處，尤其是用來(lái)制造根據(jù)本發(fā)明的罐子的方法和裝置。
當(dāng)與本發(fā)明相關(guān)地使用術(shù)語(yǔ)“圓形”時(shí)，勢(shì)必也可以理解為略微偏離圓形的目標(biāo)形狀，例如具有彼此略微不同的半軸的橢圓。
具有圓形端部元件的罐子有很多好處。首先，除了特別的現(xiàn)有密封機(jī)之外，可以使用標(biāo)準(zhǔn)化的圓形端部元件或者密封元件。其次，原則上已經(jīng)知道就密封而言，圓形開(kāi)口在技術(shù)上不復(fù)雜。
當(dāng)握住罐子時(shí)，基本上垂直于罐子軸線(xiàn)的壓力施加到罐筒上，并且罐子必須承受所述的力。然而，如果罐子由兩個(gè)圓形端部元件和一個(gè)罐筒構(gòu)成，該罐筒由一張平紙和/或紙板復(fù)合物制造，那么尺寸的穩(wěn)定性不能令人滿(mǎn)意。
在以本身公知的方式垂直施加壓力時(shí)，超出一定的力之上時(shí)薄板狀元件將不再具有尺寸穩(wěn)定性。因此，例如會(huì)發(fā)生彎曲或者凹陷。相反，當(dāng)薄板狀元件設(shè)有邊緣時(shí)，就能夠相當(dāng)?shù)馗纳破涑叽绶€(wěn)定性。只有實(shí)質(zhì)上更大的壓力之下才會(huì)發(fā)生彎曲和凹陷。
也知道通過(guò)提供折疊線(xiàn)，實(shí)質(zhì)上可以降低用來(lái)折彎尤其是由紙張和/或紙板合成物生產(chǎn)的薄板狀元件所需的彎曲能量。因此，該元件的彎曲最好發(fā)生在折疊線(xiàn)處，其結(jié)果是在折疊線(xiàn)區(qū)域內(nèi)自動(dòng)形成邊緣。
本發(fā)明基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即如果罐筒設(shè)有垂直于圓周方向折疊線(xiàn)，那么在整個(gè)圓上封閉且由紙張和/或紙板合成物制造并將兩個(gè)圓形的端部元件彼此連接起來(lái)的罐筒會(huì)自動(dòng)形成邊緣。由于在兩端的端部元件對(duì)圓形剖面區(qū)域施加影響，所以在折疊線(xiàn)之間的各個(gè)部分會(huì)向內(nèi)彎成弓形，并且由折疊線(xiàn)形成的邊緣向外彎成弓形。結(jié)果，無(wú)疑會(huì)提高罐子特別是握持區(qū)域的穩(wěn)定性。
使用本發(fā)明的罐子，傳統(tǒng)的薄板狀紙張和/或紙板合成物的壁厚可以減小一半還要多。從而允許提供一種輕型、環(huán)保和穩(wěn)定的罐子，其包含很少的能量消耗并且能夠使用標(biāo)準(zhǔn)蓋子在傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器上進(jìn)行制造。在罐筒有選擇地氣密連接到兩個(gè)端部元件上的情況下，這樣大大減小的壁厚也具有好處。
通過(guò)測(cè)量可以證實(shí)改善了本發(fā)明的罐子握持的剛性和穩(wěn)定性。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在具有120mm高度和73mm直徑的標(biāo)準(zhǔn)罐子尺寸的情況下，對(duì)于六邊形或者八邊形罐筒可以獲得最大的改善，然而在僅有2條或者4條折疊線(xiàn)的罐筒的情況下和具有10條或者12條折疊線(xiàn)及由此產(chǎn)生的邊緣的情況下，力-位移曲線(xiàn)已經(jīng)接近于圓形罐筒。
在根據(jù)本發(fā)明的方法中，例如將在整個(gè)圓上封閉的多邊形預(yù)折罐筒拽到圓形中間成型心軸上。結(jié)果，圓柱形罐筒的形狀會(huì)強(qiáng)加到預(yù)折的多邊形罐筒上。能夠在傳統(tǒng)機(jī)器上沒(méi)有問(wèn)題地將罐子末端連接到標(biāo)準(zhǔn)的圓形端部元件上。


下面使用六邊形罐筒作為例子，參考附圖來(lái)更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。在不同實(shí)施例中執(zhí)行相同功能的同一部件設(shè)有同樣的標(biāo)記和參考標(biāo)號(hào)，在附圖中圖1表示放在六邊形罐筒開(kāi)口上的蓋子的平面圖，該罐筒已經(jīng)被折出來(lái)；圖2a和2b表示由圖1分別沿著線(xiàn)1’-1”和F’-F”剖開(kāi)的縱向剖面；圖3以斜視圖表示圓柱形中間成型裝置，其垂直位于具有六邊形基本形狀的對(duì)準(zhǔn)罐筒之上；圖4以斜視圖表示拽到中間成型心軸上的罐筒，其位于密封元件之上；圖5以斜視圖表示在罐筒上的薄板狀密封元件，該罐筒位于兩個(gè)中間成型夾爪之間；圖6表示第二端部元件；圖7以側(cè)視圖表示通過(guò)凸緣成型裝置保持圓柱形的罐筒；圖8到11表示對(duì)于施加到具有多邊形剖面的罐筒上的壓力來(lái)講的力-位移曲線(xiàn)。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)圖1，例如具有半徑R的蓋子的一種市售圓形端部元件4同心地放在未折疊的六邊形罐筒2上。該罐筒的邊長(zhǎng)K為2Rπ/6。如果罐筒2在其開(kāi)口處制成圓形，例如通過(guò)采用外圓形(圖5中的中間成型夾爪6)，從而蓋子4可以插入和/或例如壓軋?jiān)诠尥策吘?圖4中的下部)上，當(dāng)罐子封閉時(shí)向內(nèi)拉拽蓋子4區(qū)域內(nèi)的邊緣1。
這樣，不可避免地會(huì)使在兩個(gè)蓋子4、5之間的罐子的中間高度上邊緣1略微向外，即相對(duì)于罐子在軸向上(圖2a)，其外形輪廓成盤(pán)形略微向外凸出。相反，在兩個(gè)蓋子4、5區(qū)域之內(nèi)的罐筒2的六個(gè)棱柱面F都被向外擠壓，由此必然導(dǎo)致在兩個(gè)蓋子4、5之間的中間罐高處的表面F略微向內(nèi)凸出，也即相對(duì)于罐子在軸向上其外形輪廓成弧形略微向內(nèi)，并且由此施加預(yù)應(yīng)力(圖2b)。它們都能使罐子握持的剛度和穩(wěn)定性獲得意想不到的較大提高。
圖3表示中間成型心軸3，該心軸被定位成垂直位于罐筒2之上。從一堆變平的罐筒中取出在整個(gè)圓上封閉且設(shè)置有折疊線(xiàn)的預(yù)制罐筒2，并且通過(guò)把兩個(gè)相對(duì)的折疊邊緣推到一起建立起六面棱柱。在該實(shí)施例中，罐筒2具有六條平行于罐筒2縱向軸方向的折疊線(xiàn)14。當(dāng)已經(jīng)形成罐筒2時(shí)，折疊線(xiàn)14形成在其整個(gè)長(zhǎng)度上的邊緣1。將構(gòu)成罐筒2的紙張和/或紙板合成物的兩條邊緣毗連在一起，從而在重疊區(qū)域16內(nèi)使它們彼此重疊。對(duì)重疊區(qū)域16加壓，從而給定紙張和/或紙板合成物的單層厚度。然而，預(yù)制罐筒可以同樣較好地具有借助連接條以本身公知的方式將它們連接在一起的兩條鄰接邊緣。
在此，中間成型心軸3具有圓柱形的基本形狀。指向罐筒2的中間成型心軸3的端面具有用于罐筒2的進(jìn)給斜面13。成型裝置7布置在中間成型心軸3的底部，借助該成型裝置7能夠有選擇地使罐筒2預(yù)成型，以便于該方法下面的步驟。
通過(guò)將中間成型心軸3壓靠在罐筒2上，可以把罐筒2拽到中間成型心軸3上。在另一端的端部區(qū)域內(nèi)，在圖5中示出的中間成型夾爪6沿著橫向支撐罐筒2。
圖4示出了來(lái)自圖3的罐筒，其被拉拽到中間成型心軸3上，位于設(shè)有例如蓋子4的第一端部元件的密封裝置9之上。那么，拉拽到中間成型心軸3上的罐筒2相似地具有圓柱形的形狀。折疊線(xiàn)14也靠在中間成型心軸3上，并且不再形成棱邊。
在此，密封裝置9具有傳統(tǒng)壓軋裝置的形式。除了在圖4中看不見(jiàn)且想用于第一端部元件4的夾具之外，該壓軋裝置具有兩對(duì)輥?zhàn)?0，只有其中從外面壓靠在端部元件4上的一對(duì)輥?zhàn)涌梢钥匆?jiàn)。此時(shí)的圓柱形罐筒2插入到第一端部元件4的環(huán)形間隙中。通過(guò)相對(duì)于該對(duì)輥?zhàn)?0轉(zhuǎn)動(dòng)中間成型心軸3和夾具，可以緊密密封地將端部元件4連接到罐筒2上。現(xiàn)在，能夠再次從密封裝置9上拽下目前一端已經(jīng)連接到第一端部元件4上的罐筒2。
圖5示出了罐筒2，其一端連接到第一端部元件4上并且另一端位于兩個(gè)中間成型夾爪6之間，它位于本身公知的擴(kuò)展沖頭17的下面。在此，擴(kuò)展沖頭17設(shè)有密封元件11，例如該密封元件具有鋁膜的形式。
在填充之后，通過(guò)把兩個(gè)中間成型夾爪6移動(dòng)到一起，可以在鄰近內(nèi)部開(kāi)口區(qū)域內(nèi)的另一端使罐筒2轉(zhuǎn)變成中間圓柱形。此后，通過(guò)擴(kuò)展沖頭17將密封元件11插入到該區(qū)域，并且緊緊地?zé)岱獾焦尥?的內(nèi)表面12上。
圖6示出了第二端部元件5，其具有嵌入蓋子的形式。該嵌入蓋子可以安裝在另一端，例如在密封元件11熱封到罐筒2上之后進(jìn)行。因?yàn)榉庾〉拿芊庠?1足以生成罐筒2的圓形剖面區(qū)域，所以中間成型夾爪6可以任意地再次離開(kāi)罐筒2。嵌入的蓋子能夠支撐強(qiáng)加的圓形剖面區(qū)域。
除了罐筒2的兩端區(qū)域之外，目前已經(jīng)填充且設(shè)置有兩個(gè)端部元件4和5的罐子具有沿著六條折疊線(xiàn)14的每一條邊緣，這些邊緣的輪廓穩(wěn)定地變得更加顯著地朝向中央?yún)^(qū)域。在此，罐筒具有中央?yún)^(qū)域的六邊形剖面區(qū)域。因此，在罐筒2的中央?yún)^(qū)域即一般也為握持區(qū)域的區(qū)域內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的罐子也具有最大的握持穩(wěn)定性。
圖7表示在罐筒2上的另一端實(shí)施的另一替換加工步驟。使用具有成型沖頭18和兩個(gè)匹配部件19的凸緣成型裝置8，可以使罐筒2具備圓形凸緣。可以用本身已知的方式來(lái)加熱該凸緣成形裝置8。
圖8到11畫(huà)出了在垂直于罐子軸線(xiàn)的外部壓力作用到紙板罐上的力-位移圖形，該罐子具有73mm的直徑和120mm的高度，紙板罐筒的壁厚為0.4mm，折疊半徑為2mm。在每一種情況下，沿著縱坐標(biāo)繪出用牛頓表示的力F，沿著橫坐標(biāo)繪出用毫米表示的壓痕深度。在每一種情況下，都用從2到10代表折疊線(xiàn)(邊緣)數(shù)量的數(shù)字來(lái)標(biāo)出曲線(xiàn)。
在圖8和9中，能夠繪出每種情況之下作用在罐子中間高度上的壓力的8次測(cè)量值的平均值的曲線(xiàn)，具體說(shuō)來(lái)，圖8中繪出了作用在邊緣上的每一種情況，圖9繪出了作用在各個(gè)棱柱表面中央的情況。使用20mm直徑的沖頭、從1牛頓的初始?jí)毫﹂_(kāi)始施加壓力。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)到目前為止，六邊形和八邊形罐筒表現(xiàn)出最大的抗變形能力；相反，一方面十邊形罐筒以及另一方面雙角或者四角形罐筒，在每種情況下都早已與圓柱形罐筒具有很多的類(lèi)似之處，它們會(huì)有相當(dāng)程度的收縮。
如果如圖10所示，在四分之一或者四分之三罐體高度上測(cè)量作用在邊緣上的壓力值，或者如果如圖11所示，使用10mm直徑的沖頭且具有僅僅0.1N的初始?jí)毫?lái)測(cè)量作用在每條邊緣中間的壓力值，則可以獲得相似的結(jié)果。
如果罐筒具有比與其接觸的蓋子周邊周長(zhǎng)小0.5mm-1mm的內(nèi)部周長(zhǎng)，那么，因?yàn)楣尥搽S后必須在其開(kāi)口處略微擴(kuò)張且由此被預(yù)加應(yīng)力，所以能夠進(jìn)一步改善這些值。
權(quán)利要求
1.一種罐子，其包括形成基底和蓋子的兩個(gè)圓形端部元件(4，5)，并且包括具有形成邊緣(1)的折疊線(xiàn)(14)的罐筒，該罐筒(2)在兩端具有圓形剖面區(qū)域并且在中央?yún)^(qū)域具有大體多邊形剖面的區(qū)域，其特征在于，在所述中央?yún)^(qū)域的多邊形剖面區(qū)域至多為十邊形，最好為六邊形或者八邊形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的罐子，其特征在于，所述兩個(gè)端部元件(4，5)中的至少一個(gè)例如被壓軋、凸緣連接、用膠連接或者密封，最后緊密地和所述罐筒(2)連接，或者所述兩個(gè)端部元件(4，5)中的至少一個(gè)具有嵌入蓋子或者推翻蓋子的形式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的罐子，其特征在于，尤其是紙張或者鋁膜的薄板狀密封元件(11)例如被密封或者被膠粘、在整個(gè)圓上密封地連接到這兩個(gè)端部區(qū)域之一內(nèi)的罐筒(2)的里面。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的罐子，其特征在于，所述罐筒(2)具有比與之接觸的端部元件(5)的周長(zhǎng)小0.5到1mm的內(nèi)周周長(zhǎng)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的罐子，其特征在于，所述罐筒(2)由一張紙和/或紙板合成物構(gòu)成，該紙板合成物被塑料和/或鋁有選擇地分層。
6.一種制造罐子的方法，該罐子包括罐筒(2)，該罐筒具有平行于罐子軸線(xiàn)的邊緣(1)并且呈現(xiàn)封閉的整個(gè)圓和預(yù)折多邊形的形式，并且包括封閉罐子的兩個(gè)圓形的端部元件(4，5)，其特征在于，該罐筒(2)被折疊出來(lái)，并且最初在開(kāi)口處轉(zhuǎn)變?yōu)閳A形，借此大體圓形的第一端部元件(4)裝在罐筒(2)的一端，因此，在罐子已經(jīng)填充之后，罐筒(2)在其另一開(kāi)口處也能變成圓形，借此大體圓形的端部元件(5)可以裝在罐筒(2)的另一端，該罐筒被拖拽到具有圓形剖面W的中間成型心軸(3)上，把罐筒(2)從中間成型心軸(3)上拽下來(lái)并且填滿(mǎn)，以及將大體圓形的第二元件(5)裝到罐筒(2)的另一端。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，通過(guò)把所述罐筒(2)拽到中間成型心軸(3)上，在安裝第一端部元件(4)之后將該中間成型心軸再次移走，和/或從外面施加至少兩個(gè)中間成型夾爪(6)，從而獲得圓柱形。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，其特征在于，特別是在中間成型心軸(3)上的預(yù)成型裝置(7)設(shè)置成這樣，即例如使罐筒(2)在一端和/或另一端預(yù)先形成凸緣、預(yù)先成型，以便于該方法下面進(jìn)一步的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在安裝第一(4)和/或第二(5)端部元件之前，通過(guò)任選的加熱凸緣成型裝置(8)可以使罐筒(2)在一端和/或另一端形成有大體圓形的凸緣。
10.根據(jù)權(quán)利要求6-9中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)第一和/或第二密封裝置(9)，第一(4)和/或第二(5)端部元件例如被與罐筒(2)緊密密封地壓軋?jiān)谝黄?、凸緣連接或者密封、接合在一起。
11.根據(jù)權(quán)利要求6-10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，沿著徑向?qū)⒌谝缓?或第二密封裝置(9)壓靠在第一(4)和/或第二(5)端部元件的內(nèi)側(cè)和外側(cè)。
12.根據(jù)權(quán)利要求6-11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在安裝第一(4)和/或第二(5)端部元件之前，薄板狀密封元件(11)例如被加熱密封或者用膠粘接、緊密連接到在該罐筒的兩個(gè)大體圓柱形端部區(qū)域之一的內(nèi)部。
13.用來(lái)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求7-12中任一項(xiàng)所述方法的裝置，其特征在于，在該圓柱形中間成型心軸(3)的端面上尤其是在頂端面上，設(shè)置有用于罐筒(2)的進(jìn)給斜面(13)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述中間成型心軸(3)繞著其軸線(xiàn)相對(duì)于該裝置可以被移置。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或者14所述的裝置，其特征在于，所述預(yù)成型裝置(7)布置在中間成型心軸(3)上。
全文摘要
一種罐子，其包括形成基底和蓋子的兩個(gè)圓形端部元件(4，5)，并且包括具有形成邊緣(1)的折疊線(xiàn)(14)的罐筒。所述罐筒(2)在兩端具有圓形剖面區(qū)域并且在中央?yún)^(qū)域具有大體多邊形剖面的區(qū)域，在所述中央?yún)^(qū)域的多邊形剖面區(qū)域至多為十邊形，最好為六邊形或者八邊形。一種制造罐子的方法，該方法包括將罐筒(2)拖拽到圓形的中間成型心軸(3)上，該罐筒圍繞圓周封閉并且被預(yù)折為多邊形的形式。因此第一圓形端部元件(4)裝在罐筒(2)的一端，把罐筒(2)從中間成型心軸(3)上拽下來(lái)并且任選地填滿(mǎn)，以及將第二圓形端部元件(5)裝到罐筒(2)的另一端。
文檔編號(hào)B65D5/20GK1646302SQ03808887
公開(kāi)日2005年7月27日 申請(qǐng)日期2003年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月24日
發(fā)明者沃納·格雷伯 申請(qǐng)人:沃納·格雷伯