專利名稱：具有增進(jìn)強(qiáng)度的罐頭底部及其制造裝置的制作方法
相關(guān)申請(qǐng)本發(fā)明是1998年6月3日提出申請(qǐng)的名為具有增進(jìn)抗壓性能的罐頭底部及其制造裝置的美國申請(qǐng)系列號(hào)09/090,000的部分繼續(xù)申請(qǐng)，因此收編其全部作為參考。
本發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及一個(gè)罐頭，例如用來封裝碳酸飲料的金屬罐頭。尤其是，本發(fā)明涉及一種具有增進(jìn)強(qiáng)度的罐頭底部。
背景技術(shù)：
過去，用來封裝碳酸飲料，例如軟飲料或啤酒的罐頭已經(jīng)用金屬，通常為鋁制成。這種罐頭用下述傳統(tǒng)方法制造將一個(gè)罐頭頂端，或者說蓋，安裝到一個(gè)具有整個(gè)成形底部的拉伸和壓薄罐頭體上。
涉及罐頭底部幾何形狀的一些參數(shù)對(duì)罐頭性能起著重要作用。在罐頭底部中采用一個(gè)在下文中將進(jìn)一步討論的環(huán)形凸起，該凸起的直徑影響著堆疊或嵌套一個(gè)罐頭底部進(jìn)入另一罐頭頂端的能力。凸起直徑還影響罐頭的抗翻倒性，這種翻倒例如在充填期間可能發(fā)生。
除了堆疊能力和抗翻倒穩(wěn)定性之外，強(qiáng)度也是罐頭底部性能的一個(gè)重要方面。例如，由于它的內(nèi)裝物處于可能高達(dá)90磅/英寸2的壓力之下，罐頭必需強(qiáng)到足以抵抗因內(nèi)壓引起的過度變形。因此，用于罐頭底部的一個(gè)重要強(qiáng)度性能是抗彎強(qiáng)度，它通常被定義為造成罐頭底部穹頂部分顛倒或者說反向所需內(nèi)部壓力的最小值--也就是說，罐頭底部中心部分從向下凹倒轉(zhuǎn)成向下凸的最小壓力。另一個(gè)重要性能是抗墜落性，它被定義為當(dāng)一個(gè)充水并加壓到60磅/英寸2的罐頭墜落到一個(gè)堅(jiān)硬表面上時(shí)造成穹頂?shù)罐D(zhuǎn)所需的最小高度。
除了令人滿意的性能需要之外，對(duì)于罐頭制造商來說減少金屬使用量也起著巨大的經(jīng)濟(jì)鼓勵(lì)作用。因?yàn)槊磕暌u出數(shù)百萬個(gè)這樣的罐頭，甚至是金屬用量的稍微減少也是符合要求的。對(duì)于罐頭制造商而言罐頭的總體尺寸和一般形狀是由飲料業(yè)指定的。因此，罐頭制造商持續(xù)不斷的致力于通過改進(jìn)罐頭幾何形狀細(xì)節(jié)以便獲得一種較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)來減少金屬的厚度。僅僅幾年之前，鋁罐頭曾用具有約0.0112英寸的金屬制成。然而，現(xiàn)在已可提供厚度低達(dá)0.0108英寸的鋁罐頭。
一種已享有重大成功的增大罐頭底部強(qiáng)度技術(shù)是在罐頭底部形成一個(gè)向外凹的穹頂。飲料罐頭，例如用于軟飲料和啤酒的罐頭，典型地具有直徑約2.6英寸的側(cè)壁。按照慣例，底部穹頂?shù)那拾霃綖橹辽?.550英寸。例如，在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給國民罐頭股份有限公司的美國專利No.4,685,582[普爾西安尼(Pulciani)等人]披露一種具有2.597英寸側(cè)壁直徑和2.120英寸穹頂曲率半徑的罐頭。與此類似，在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給金屬盒plc的美國專利No.4,885,924[克萊頓(Claydon)等人]披露一種具有2.59英寸側(cè)壁直徑和2.0英寸穹頂曲率半徑的罐頭，而在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給金屬容器股份有限公司的美國專利No.4,412,627[霍頓(Houghton)等人]披露一種具有2.600英寸側(cè)壁直徑和1.750英寸穹頂曲率半徑的罐頭。
通過在底部周圍形成一個(gè)向下和向內(nèi)延伸并終止在一個(gè)環(huán)形卷邊或者說凸起內(nèi)的截頂圓錐壁，做出穹頂?shù)墓揞^底部強(qiáng)度進(jìn)一步增大。凸起具有圓周延伸的內(nèi)、外壁，它們可能也呈截頂圓錐形。內(nèi)、外壁被一個(gè)外凸弧形部分連接，所述弧形部分由一個(gè)圓的一部分形成。當(dāng)罐頭呈直立取向時(shí)弧形部分的基面形成罐頭擱置表面。
根據(jù)傳統(tǒng)的罐頭制造技術(shù)，在這種做出穹頂、圓錐壁的罐頭底部中凸起弧形部分內(nèi)表面的曲率半徑一般為0.050英寸或更小。例如，在本發(fā)明出現(xiàn)之前，該即時(shí)申請(qǐng)的受讓人母體，Crown Cork&Seal公司，出售帶有202頂端的鋁罐頭(即與底部相對(duì)的罐頭端直徑為2-2/16英寸)，其凸起內(nèi)表面曲率半徑為0.050英寸。與此類似，在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給美國鋁股份有限公司的美國專利No.3,730,383[杜恩(Dunn)等人]，以及在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給國民罐頭股份的美國專利No.4,685,582[普爾西安尼(Pulciani)等人]披露一種具有0.040英寸曲率半徑的凸起。
然而，迄今的一般想法是凸起的曲率半徑越小，罐頭底部的抗壓性越高，例如已討論的上文提及的美國專利No.3,730,383就是如此。因此，美國專利No.4,885,924(上文討論過)，在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給CMB食品罐頭plc的美國專利No.5,069,052[波魯克斯尼克(Porucznik)等人]以及在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給美國鋁股份有限公司的美國專利No.5,351,852[特拉格塞(Trageser)等人]均披露過用來減小凸起曲率半徑以便增加罐頭底部強(qiáng)度的方法。美國專利No.5,351,852建議再加工凸起以便減小其曲率半徑到0.015英寸，而美國專利No.5,069,052建議再加工凸起以便減小其內(nèi)表面曲率半徑到零以及外表面曲率半徑到0.040英寸或更小。
除了它的幾何形狀之外，成形罐頭底部采用的制造裝置和工藝也能影響它的強(qiáng)度。例如，如果成形凸起時(shí)對(duì)金屬伸長(zhǎng)過度，在罐頭底部凸邊區(qū)內(nèi)會(huì)出現(xiàn)小表面裂紋。如果，有時(shí)發(fā)生，這些裂紋最初沒有遠(yuǎn)遠(yuǎn)地延伸透過金屬壁，罐頭制造商在檢查期間可能檢測(cè)不出來。這樣的罐頭導(dǎo)致罐頭在已被充填和封閉之后失效，這從飲料出售商或最后消費(fèi)者的立場(chǎng)來說是非常不符要求的。凸起曲率半徑越小，這種裂紋發(fā)生的可能越大。因?yàn)猷徑蛊饍?nèi)壁的凸起曲率半徑被設(shè)想與鄰近外壁的半徑相比較對(duì)抗彎強(qiáng)度具有更大的影響，一些罐頭制造商已利用一種比一個(gè)簡(jiǎn)單圓部分更加復(fù)雜的凸起形狀，它借助于采用兩個(gè)曲率半徑--一個(gè)鄰近外壁的約0.060英寸的第一內(nèi)表面曲率半徑以及一個(gè)鄰近內(nèi)壁的小于0.060英寸的第二內(nèi)表面曲率半徑。例如，在頒發(fā)時(shí)轉(zhuǎn)讓給黛娃(Daiwa)罐頭公司的美國專利No.4,431,112[雅馬古希(Yamaguchi)]披露一種做出穹頂?shù)墓揞^底部，盡管它沒有一個(gè)錐形圓周壁，卻帶有一個(gè)凸起，該凸起具有鄰近其內(nèi)壁的約0.035英寸(0.9mm)的第一曲率半徑和一個(gè)鄰近其外壁的約0.091英寸(2.3mm)的第二曲率半徑。另一個(gè)罐頭制造商已在204頂端罐頭內(nèi)采用一種做出穹頂和錐形壁的底部，其中凸起內(nèi)表面，它的外壁相對(duì)于罐頭軸線傾斜約26.5°角，具有一個(gè)鄰近凸起內(nèi)壁的約0.054英寸的第一曲率半徑以及一個(gè)鄰近外壁的約0.064英寸的第二曲率半徑。
盡管有迄今在該技術(shù)中取得的這些改進(jìn)，提供一種具有使性能，尤其是抗彎強(qiáng)度、抗墜落性、堆疊能力和可制造性最佳化的幾何形狀的罐頭底部應(yīng)該是符合要求的。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種具有使性能，尤其是抗彎強(qiáng)度、抗墜落性、堆疊能力和可制造性最佳化的幾何形狀的罐頭底部。這個(gè)和其他目的在一種罐頭中被實(shí)現(xiàn)，該罐頭包括一個(gè)側(cè)壁部分，以及一個(gè)與側(cè)壁部分整體形成的底部部分。底部部分包括(ⅰ)一個(gè)從側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分，(ⅱ)一個(gè)從大致截頂圓錐部分向下延伸的環(huán)形凸起部分，凸起部分由被一個(gè)向下凸出的弧形部分連接的內(nèi)、外圓周延伸壁形成，以及(ⅲ)一個(gè)從凸起內(nèi)壁向上和向內(nèi)延伸的中心部分，中心部分呈大致穹頂形狀并且向下凹陷。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，弧形部分具有內(nèi)和外表面，弧形部分內(nèi)表面具有一個(gè)鄰近所述內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑。在一個(gè)本發(fā)明最佳實(shí)施例中，該曲率半徑也是不大于約0.070英寸。
本發(fā)明還包含一種罐頭底部部分，它包括(ⅰ)一個(gè)從側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分，(ⅱ)一個(gè)從大致截頂圓錐部分向下延伸的凸起部分，(ⅲ)一個(gè)基本平坦的碟形中心區(qū)，以及(ⅳ)一個(gè)分布在基本平坦的中心區(qū)和凸起之間布置的環(huán)形穹頂區(qū)，環(huán)形穹頂區(qū)的橫截面呈弧形并向下凹陷，環(huán)形穹頂區(qū)具有不大于約1.475英寸的曲率半徑。在一個(gè)最佳實(shí)施例中，罐頭側(cè)壁具有一個(gè)約2.6英寸的直徑，環(huán)形穹頂區(qū)的曲率半徑為大約1.45英寸，基本平坦的碟形中心區(qū)具有至少約0.14英寸的直徑，而且基本平坦的碟形中心區(qū)從凸起基面部分移位一個(gè)至少約0.41英寸的高度。
本發(fā)明還包含一種成形罐頭底部用的裝置，所述罐頭底部具有一個(gè)在此處形成的環(huán)形凸起。該裝置包括(ⅰ)一個(gè)中心布置的模具，它具有一個(gè)大致穹頂形狀并向上凸出的成形表面，(ⅱ)一個(gè)可相對(duì)于所述模具運(yùn)動(dòng)的凸起沖頭，所述凸起沖頭具有一個(gè)末梢端，所述末梢端由被一個(gè)向下凸出的弧形部連接的內(nèi)、外圓周延伸壁形成，所述弧形部分具有一個(gè)鄰近所述內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑，以及(ⅲ)一個(gè)用來在凸起沖頭和模具之間造成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的壓頭。
本發(fā)明還包含一種裝置，在其中一個(gè)中心布置的模具具有一個(gè)成形表面，該成形表面具有不大于約1.475英寸的曲率半徑。
附圖簡(jiǎn)介

圖1是具有根據(jù)本發(fā)明罐頭底部的一個(gè)罐頭的立體圖。
圖2是通過圖1所示Ⅱ-Ⅱ線剖切的橫截面圖，顯示根據(jù)本發(fā)明的罐頭底部。
圖3是通過嵌套在一個(gè)相同罐頭頂端中的本發(fā)明罐頭底部剖切的橫截面圖。
圖4是一張曲線圖，它顯示改變凸起內(nèi)表面曲率半徑對(duì)罐頭底部抗彎強(qiáng)度的影響。
圖5是一張曲線圖，它顯示當(dāng)凸起直徑變化以便保持在嵌套處穿透深度大致不變時(shí)改變凸起內(nèi)表面曲率半徑對(duì)罐頭底部抗彎強(qiáng)度的影響。
圖6是通過根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)底部成形工位剖切的縱向橫截面圖。
圖7是通過根據(jù)圖6所示本發(fā)明凸起沖頭剖切的縱向橫截面圖。
最佳實(shí)施例描述圖1中顯示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的罐頭1。如同傳統(tǒng)形式那樣，該罐頭包括一個(gè)在其中做出一個(gè)開口的頂端3，以及一個(gè)罐頭體。罐頭體由一個(gè)圓筒形側(cè)壁4以及一個(gè)與側(cè)壁整體形成的底部6制成。側(cè)壁4具有直徑D1。也如同傳統(tǒng)形式那樣，罐頭體用金屬制成，所述金屬例如是鋼或者更適合的是鋁，例如具有H-19硬度的3204、3302或3004型鋁板。
如圖2中所示，罐頭底部6包括一個(gè)從側(cè)壁4向下和向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分8。截頂圓錐部分8包括一個(gè)具有曲率半徑R1弧段10，它形成一個(gè)進(jìn)入側(cè)壁4的平滑過渡。截頂圓錐部分8最好還包括一個(gè)相對(duì)于側(cè)壁4的軸線7成α角的直段。
如圖2中所示，一個(gè)環(huán)狀凸起16從截頂圓錐部分8向下延伸。凸起16最好分別包括大致為截頂圓錐形的內(nèi)、外壁12和13。應(yīng)該指出，內(nèi)壁12在此項(xiàng)技術(shù)中有時(shí)被稱作“啤酒桶凸邊”。最好是，內(nèi)壁12具有一個(gè)相對(duì)于側(cè)壁4的軸線7形成γ角的直段，而外壁13具有一個(gè)相對(duì)于該軸線形成β角的直段。內(nèi)、外壁12和13由一個(gè)環(huán)繞延伸的弧形部分18連接。內(nèi)壁12包括一個(gè)具有曲率半徑R5的弧段22，它形成一個(gè)進(jìn)入底部6中心部分24的平滑過渡。外壁13包括一個(gè)具有曲率半徑R2的弧段14，它形成一個(gè)進(jìn)入截頂圓錐部分8的過渡。
在橫截面圖中，鄰近內(nèi)壁12的凸起16弧形部分18的內(nèi)表面29部分具有一個(gè)曲率半徑R3。同樣地，鄰近外壁13的弧形部分18的內(nèi)表面29部分具有一個(gè)曲率半徑R4。凸起16的外表面30的曲率半徑等于內(nèi)表面29的曲率半徑加上凸起弧形部分18的金屬厚度，該厚度通常實(shí)質(zhì)上與起初的金屬板相同。寧可是，R3等于R4。最好是，弧形部分18的內(nèi)表面29整個(gè)地由一個(gè)圓的一部分構(gòu)成，以致于如圖2所示那樣，只有一個(gè)曲率半徑構(gòu)成凸起16的內(nèi)表面弧形部分18。曲率半徑R3的圓心19在圍繞底部6的圓周延伸時(shí)形成一個(gè)直徑D2的圓。凸起16的基面27也圍繞直徑D2形成，罐頭1在直立取向時(shí)就擱置在基面27上。弧段10的曲率半徑R1的中心21從曲率半徑R3的中心19沿軸線方向移動(dòng)一個(gè)距離y。最好是，如同下文將討論的那樣，隨著R3的值增大，y值減小，以致于y+R3之和保持不變。
一個(gè)大致為穹頂形的中心部分24從凸起16向上向內(nèi)延伸。中心部分24的最中心區(qū)26呈碟狀，具有直徑D3并且基本平坦。中心部分24的環(huán)形部分25橫截面呈弧形，具有曲率半徑R6，并將中心區(qū)26連接到凸起16的內(nèi)壁12上。罐頭底部6具有一個(gè)從凸起16的基面27延伸到中心部分24頂部的穹頂高度H。
如圖3中所示，當(dāng)兩個(gè)相同構(gòu)造的罐頭一個(gè)在另一個(gè)頂上地堆疊時(shí)，上罐頭的底部6將穿透到下罐頭的頂端3中，以致于上罐頭凸起16的基面27能在下罐頭卷邊接縫板40上形成的唇形物下方延伸一個(gè)距離d。
圖4顯示一種有限元素分析或者說FEA結(jié)果，旨在顯示根據(jù)上文討論定義的抗彎強(qiáng)度如何隨一個(gè)具有202頂端并采用表Ⅰ中確定及圖2所示幾何形狀的罐頭底部凸起16的曲率半徑變化。
表Ⅰ-用于FEA的罐頭底部幾何參數(shù)直徑D12.608英寸(66.24mm)直徑D21.904英寸(48.36mm)直徑D30.100英寸(2.54mm)半徑R10.170英寸(4.32mm)半徑R20.080英寸(2.03mm)半徑R3可變半徑R4等于R3半徑R50.060英寸(1.52mm)半徑R61.550英寸(39.37mm)距離Y+R30.361英寸(9.17mm)穹頂高度H0.405英寸(10.29mm)角度α 60°角度β 25°角度γ 8°在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)知道一種202頂端罐頭，它具有由表中指定幾何形狀確定的底部并具有一個(gè)凸起16，該凸起具有一個(gè)曲率半徑R3為0.050英寸的內(nèi)表面29。如圖4中所示，增大凸起內(nèi)表面29的曲率半徑R3至0.060英寸導(dǎo)致抗彎強(qiáng)度顯著增加。尤其是，有限元素分析預(yù)測(cè)與罐頭制造技術(shù)中的傳統(tǒng)知識(shí)相反，在這樣一種罐頭底部?jī)?nèi)增大凸起內(nèi)表面半徑從0.050英寸至0.060英寸會(huì)增大抗彎強(qiáng)度幾乎10％，從95磅/英寸2至104磅/英寸2。
可惜，凸起內(nèi)表面曲率半徑超出0.060英寸的增大不產(chǎn)生抗彎強(qiáng)度的繼續(xù)增加，反而實(shí)際上減少抗彎強(qiáng)度，盡管抗彎強(qiáng)度保持在這種罐頭底部原先采用的曲率半徑0.050英寸情況下所得抗彎強(qiáng)度之上。
為了校核這些理論預(yù)測(cè)，曾制造過一些具有202頂端的十二盎司飲料罐頭，它們?nèi)圆捎帽恝裰兄付ú⑷鐖D2所示的底部幾何形狀，并具有三個(gè)不同的凸起弧形部分18曲率半徑R3--0.050、0.055和0.060英寸。曾采用兩種不同穹頂高度H并用兩種不同型號(hào)的0.0108英寸(0.27mm)厚鋁板—3204H-19型和3304C5-19型制造具有各自曲率半徑尺寸的罐頭，以致于存在十二種完全不同型式的罐頭。這些罐頭用四種強(qiáng)度相關(guān)參數(shù)進(jìn)行過試驗(yàn)-- (ⅰ)抗彎強(qiáng)度，它根據(jù)上文討論確定，(ⅱ)底部強(qiáng)度，它根據(jù)在側(cè)壁被支承時(shí)測(cè)量毀壞罐頭底部所需最小軸線荷載而獲得，(ⅲ)抗墜落性(Drop Resistance)，它通過從不同高度墜落加壓到60磅/英寸2的充水罐頭來獲得；以及(ⅳ)軸線荷載，它通過測(cè)量毀壞不支承的罐頭側(cè)壁所需最小軸線荷載來獲得。這些試驗(yàn)的結(jié)果按每型號(hào)至少六個(gè)罐頭取平均值，顯示在表Ⅱ中。此外，在堆疊處的穿透深度d也被測(cè)量并顯示在表Ⅲ中.
表Ⅱ-試驗(yàn)結(jié)果比較-改變凸起曲率半徑抗彎強(qiáng)度底部強(qiáng)度 抗墜落性軸線荷載(磅/英寸2) (磅) (英寸2)(磅)3204H-19型鋁H=0.0405R3=0.050 96.7 273.76.7232.8R3=0.055 98.3 274.76.9229.6R3=0.060 103.8284.77.6205.1H=0.0415R3=0.050 97.7 273.06.7227.6R3=0.055 99.5 276.76.8231.2R3=0.060 105.0283.76.8220.93304C5-19型鋁H=0.0405R3=0.050 95.7 268.7 5.9 245.3R3=0.055 99.5 278.0 5.9 237.8R3=0.060 100.5268.3 6.8 245.7H=0.0415R3=0.050 96.7 269.36.0238.8R3=0.055 99.5 275.76.1242.7R3=0.060 100.8272.06.3237.0表Ⅲ-試驗(yàn)結(jié)果比較-凸起半徑作為堆疊深度的函數(shù)曲率半徑R3堆疊深度d0.050英寸0.083英寸0.055英寸0.069英寸0.060英寸0.062英寸在表Ⅱ中顯示的強(qiáng)度試驗(yàn)比較結(jié)果證實(shí)如下事實(shí)與傳統(tǒng)知識(shí)相反，增大在表Ⅰ中指定并在圖2中顯示的罐頭底部上的凸起16的弧形部分18內(nèi)表面29的曲率半徑R3，至少直到0.060英寸，增加而不是減少抗彎曲性。
可惜，如同在表Ⅲ中所示，發(fā)現(xiàn)盡管增大凸起16在其內(nèi)表面29處的曲率半徑R3從0.050英寸到0.060英寸顯著地增加抗彎強(qiáng)度，它卻將堆疊處的穿透深度從0.083英寸減少到0.062英寸。這個(gè)危害罐頭可堆疊能力的不符要求方面由于增大凸起內(nèi)表面曲率半徑R3沿徑向向外推動(dòng)凸起外壁13而發(fā)生了。
圖5顯示一種具有表Ⅰ中指定并在圖2中顯示的幾何形狀的罐頭除了在凸起內(nèi)表面處的曲率半徑R3以表Ⅳ中所示方式增加時(shí)凸起16的直徑D2減少之外的有限元素分析結(jié)果
表Ⅳ-凸起直徑隨凸起曲率半徑的變化凸起半徑R3(英寸) 凸起直徑D2(英寸)0.050 1.9040.060 1.8900.065 1.8840.070 1.877如同在圖5中可以看到的那樣，增大凸起曲率半徑R3與適當(dāng)減小凸起直徑D2的結(jié)合從理論上導(dǎo)致在0.050英寸到0.070英寸凸起半徑范圍內(nèi)抗彎強(qiáng)度持續(xù)增大。事實(shí)上，最顯著的增大發(fā)生在凸起內(nèi)表面曲率半徑從0.065英寸增加到0.070英寸的時(shí)候。
為了試驗(yàn)來自上文討論的有限元素分析的理論預(yù)測(cè)，曾用0.0108英寸(0.27mm)厚度的Alcoa 3004H-19鋁板制成具有202頂端和圖2所示底部的十二盎司罐頭。一半罐頭用一種在表Ⅴ中指出的現(xiàn)有技術(shù)中已知的底部幾何形狀做成，它在表ⅴ中被標(biāo)明為A，而另一半用被標(biāo)明為B的一種本發(fā)明實(shí)施例幾何形狀做成。與上文討論的理論分析一致，這兩個(gè)罐頭底部幾何形狀在兩個(gè)方面有差別。第一，與傳統(tǒng)情況相反，凸起16在其內(nèi)表面29處的曲率半徑R3被增大到0.060英寸。第二，凸起直徑D2被減小到1.890英寸。
表Ⅴ-比較試驗(yàn)用罐頭底部幾何參數(shù)-凸起直徑罐頭底部A 罐頭底部B直徑D12.608英寸(66.24mm) 2.608英寸(66.24mm)直徑D21.904英寸(48.36mm) 1.890英寸(45.94mm)直徑D30.100英寸(2.54mm) 0.100英寸(2.54m)半徑R10.170英寸(4.32m) 0.170英寸(4.32mm)半徑R20.080英寸(2.03mm) 0.080英寸(2.03mm)半徑R30.050英寸(1.27mm) 0.060英寸(1.52mm)半徑R40.050英寸(1.27mm) 0.060英寸(1.52mm)半徑R50.060英寸(1.52mm) 0.060英寸(1.52mm)半徑R61.550英寸(39.37mm) 1.550英寸(39.37mm)距離Y+R30.361英寸(9.17mm) 0.361英寸(9.17mm)高度H 0.405英寸(10.29mm)0.405英寸(10.29mm)角度α60° 60°角度β24° 25°角度γ8° 8°比較試驗(yàn)在該兩組罐頭上重復(fù)進(jìn)行，而且被記錄為至少六個(gè)罐頭平均值的結(jié)果顯示在表Ⅵ中。
表Ⅵ-比較試驗(yàn)結(jié)果-改變凸起半徑和凸起直徑罐頭底部A 罐頭底部B抗彎強(qiáng)度 93.7磅/英寸2100.1磅/英寸2底部強(qiáng)度 267.2磅 269.7磅抗墜落性 7.3英寸 6.8英寸軸線荷載 224.1磅 236.8磅穿透深度d0.085英寸(2.16mm) 0.086英寸(2.18mm)可以看出，根據(jù)本發(fā)明制造的罐頭的抗彎強(qiáng)度比現(xiàn)有技術(shù)罐頭大幾乎7％(即100.1磅/英寸2對(duì)93.7磅/英寸2)。這樣一種增加是非常重要的。例如，可以指望，即使初始金屬板厚度從0.0108英寸減少到0.0104英寸--減少幾乎4％，抗彎強(qiáng)度的這一增大將允許被碳酸飲料罐通常采用的90磅/英寸2抗彎強(qiáng)度要求得到滿足。板厚的這種減小會(huì)產(chǎn)生明顯的成本節(jié)省。抗墜落性的稍微減小不被認(rèn)為具有統(tǒng)計(jì)意義。
這兩類罐頭內(nèi)凸邊壁12的金屬厚度也被測(cè)量過。這些測(cè)量顯示，根據(jù)本發(fā)明的罐頭底部(類型B)的該凸邊壁厚比現(xiàn)有技術(shù)罐頭底部(類型A)的凸邊壁厚大0.0003英寸--即0.0098英寸(0.249mm)對(duì)0.0095英寸(0.241mm)。凸邊壁厚的這種增大也是重要的，因?yàn)樗@示本發(fā)明導(dǎo)致在初始凸邊區(qū)域內(nèi)金屬伸長(zhǎng)較少(金屬伸長(zhǎng)越多，它變得越薄)。制造試驗(yàn)已經(jīng)證明，這種金屬伸長(zhǎng)的減小能減少由于凸邊表面破裂造成的罐頭失效事故。
最后，由于凸起直徑D2減小，穿透深度d被保持，借此確保甚至在罐頭具有相對(duì)較小頂端(即尺寸202)情況下凸起曲率半徑的增大也不會(huì)危害堆疊能力。在這方面，凸起外壁13的相對(duì)較小角度β(即25°)也有助于獲得良好的穿透。因此，根據(jù)本發(fā)明，如果要求良好的堆疊能力，(ⅰ)凸起16弧形部分18內(nèi)表面29的曲率半徑R3應(yīng)保持在0.060英寸到0.070英寸范圍內(nèi)，(ⅱ)凸起外壁13的角度β應(yīng)不大于約25°，而且(ⅲ)對(duì)于具有202或者更小尺寸的罐頭來說凸起直徑D2應(yīng)不大于1.89英寸。
可惜，減小凸起直徑D2將減少罐頭呈直立位置取向時(shí)的翻倒穩(wěn)定性。由于擺動(dòng)的罐頭在制作期間不可能適當(dāng)?shù)爻涮畈⒖赡軐?duì)最終用戶造成煩惱，翻倒穩(wěn)定性是重要的。所以，在具有202頂端的罐頭中增大凸起曲率半徑到超過0.070英寸值可能是不符合要求的，因?yàn)檫@將導(dǎo)致堆疊穿透保持不變時(shí)凸起直徑小于1.877英寸。然而，盡管抗彎強(qiáng)度的最大增加是在凸起內(nèi)表面半徑R3的值為0.070英寸情況下獲得的，此值也導(dǎo)致最小的凸起直徑D2。所以，取決于堆疊能力對(duì)翻倒穩(wěn)定性要求的相對(duì)重要性，凸起16弧形部分18內(nèi)表面29的曲率半徑R3最佳值可能是小于0.070英寸，例如大約0.060英寸或大約0.065英寸。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，底部6的強(qiáng)度也能通過小心地調(diào)整中心部分24的半徑R5來增大。尤其是，業(yè)已發(fā)現(xiàn)，通過減少半徑R6能得到抗墜落性的顯著增加。R6的這種減小最好被大致平坦中心區(qū)26直徑D3的增加以及穹頂高度H的增加伴隨。
表Ⅶ顯示具有三種不同底部幾何形狀的十二盎司罐頭的抗墜落性和抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果。除非用別的方式指出，這些底部與表Ⅴ所示罐頭底部B的幾何形狀是相同的。每種罐頭底部在一條典型試驗(yàn)線上用三種不同初始厚度的鋁(Alcoa 3104)成形。每種幾何形狀/厚度情況有十二個(gè)罐頭被試驗(yàn)。這些罐頭的試驗(yàn)結(jié)果列舉在下面的表Ⅵ和Ⅶ中。
表Ⅵ-比較試驗(yàn)結(jié)果-改變穹頂尺寸-典型試驗(yàn)線罐頭底部B 罐頭底部C 罐頭底部D半徑R61.550英寸 1.475英寸 1.450英寸(39.37mm) (37.47mm) (36.83mm)直徑D30.100英寸 0.140英寸 0.139英寸(2.54mm)(3.56mm) (3.53mm)高度H 0.405英寸 0.405英寸 0.410英寸(10.29mm) (10.29mm) (10.41mm)
其余參數(shù)與表Ⅰ同0.0108英寸厚度抗墜落性平均 6.07英寸 6.64英寸 8.00英寸最大 7英寸 8英寸 9英寸最小 5英寸 6英寸 7英寸抗彎強(qiáng)度平均 99.8磅/英寸298.2磅/英寸298.7磅/英寸2最大 100.4磅/英寸299.0磅/英寸299.5磅/英寸2最小 99.2磅/英寸297.6磅/英寸297.5磅/英寸20.0106英寸厚度抗墜落性平均 5.50英寸6.07英寸 7.29英寸最大 6英寸 7英寸 8英寸最小 5英寸 5英寸 6英寸抗彎強(qiáng)度平均 95.2磅/英寸294.0磅/英寸294.6磅/英寸2最大 95.7磅/英寸295.6磅/英寸295.8磅/英寸2最小 94.2磅/英寸293.2磅/英寸293.7磅/英寸20.0104英寸厚度抗墜落性平均 4.79英寸5.79英寸 6.36英寸最大 5英寸 7英寸 7英寸最小 4英寸 4英寸 6英寸抗彎強(qiáng)度平均 94.1磅/英寸292.3磅/英寸293.3磅/英寸2最大 95.9磅/英寸293.4磅/英寸293.8磅/英寸2最小 93.7磅/英寸291.6磅/英寸292.3磅/英寸2
表Ⅷ-在底部B上抗墜落性和抗彎強(qiáng)度的百分比改變金屬厚度 底部C底部D抗墜落性 抗彎強(qiáng)度 抗墜落性 抗彎強(qiáng)度0.0108英寸+8.6％ -1.6％ +31.8％-1.1％0.0106英寸+10.4％-1.2％ +32.5％-0.6％0.0104英寸+20.9％-1.9％ +32.8％-0.8％容易看出，借助于減小半徑R6到不大于1.475英寸數(shù)值導(dǎo)致抗墜落性增加。尤其是，在將大致平坦的中心區(qū)26的直徑D3從0.10英寸增加0.040英寸時(shí)到大約0.14英寸(底部C)的同時(shí)，將穹頂半徑R6從1.550英寸減少0.075英寸到1.475英寸，導(dǎo)致抗墜落性隨金屬厚度而定增加大約10-20％，以及抗彎強(qiáng)度減少僅大約1-2％。進(jìn)一步減小穹頂半徑R6另一個(gè)0.025英寸到大約1.45英寸，在此同時(shí)保持D3為大約0.14英寸并同時(shí)增大穹頂高度0.005英寸到大約0.41英寸(底部D)，對(duì)于所有三種金屬厚度而言抗墜落性的改進(jìn)增大到30％以上，且不存在抗彎強(qiáng)度的進(jìn)一步減少。
為了證實(shí)這些結(jié)果，曾在兩個(gè)不同的商業(yè)罐頭制造廠中用初始厚度0.0106英寸的3004鋁制造十二盎司的202罐頭，它們具有如上所述的底部幾何形狀B和D，以及通常按下表Ⅷ確定的兒何形狀E和F。
表Ⅷ-底部幾何形狀-改變穹頂直徑-制造廠罐頭底部E 罐頭底部F半徑R61.55英寸(39.37mm) 1.50英寸(38.1mm)直徑D30.100英寸(2.54mm) 0.110英寸(2.79mm)高度H 0.41英寸(10.41mm) 0.41英寸(10.41mm)其余參數(shù)與表Ⅰ同四種幾何形狀中的每一種制造十二個(gè)罐頭。這些罐頭的試驗(yàn)結(jié)果顯示在下表Ⅸ中。
表Ⅸ-比較試驗(yàn)結(jié)果-改變穹頂直徑
1#工廠底部B 底部E 底部F 底部D平均高度H 0.406英寸 0.411英寸 0.410英寸 0.411英寸抗墜落性平均 5.5英寸5.3英寸6.0英寸6.9英寸最大 6英寸 6英寸 7英寸 8英寸最小 5英寸 5英寸 5英寸 6英寸抗彎強(qiáng)度平均 96.9磅/ 97.5磅/96.2磅/96.4磅/英寸2英寸2英寸2英寸2最大 97.6磅/ 98.2磅/96.0磅/97.0磅/英寸2英寸2英寸2英寸2最小 96.0磅/ 96.2磅/94.5磅/96.0磅/英寸2英寸2英寸2英寸2軸向荷載平均 215.7磅 235.4磅239.8磅209.1磅最大 249磅 250磅 257磅 246磅最小 192磅 192磅 220磅 184磅2#工廠底部B 底部E 底部F 底部D平均高度H0.405英寸 0.411英寸 0.411英寸 0.411英寸抗墜落性平均 6.3英寸 5.75英寸 6.4英寸6.6英寸最大 7英寸 6英寸 7英寸 8英寸最小 5英寸 5英寸 6英寸 6英寸抗彎強(qiáng)度平均 96.7磅/ 96.7磅/96.7磅/96.2磅/英寸2英寸2英寸2英寸2最大 97.6磅/ 97.6磅/97.8磅/96.9磅/英寸2英寸2英寸2英寸2最小 96.0磅/ 95.8磅/95.9磅/94.9磅/英寸2英寸2英寸2英寸2軸向荷載平均224.5磅235.4磅232.5磅223.6磅最大238磅 245磅 246磅 232磅最小218磅 227磅 180磅 209磅因?yàn)?#工廠正好在本試驗(yàn)之前已在運(yùn)用0.0108英寸厚的金屬板，它推測(cè)對(duì)于底部幾何形狀D而言軸線荷載的減小可能是由于穩(wěn)定該過程的時(shí)間不足。因此，第二組幾何形狀D罐頭被制造并發(fā)現(xiàn)具有大致相同的抗墜落性(平均6.8英寸)和抗彎強(qiáng)度(平均95磅/英寸2)但明顯較高的軸線荷載(平均244磅)。
通過比較底部幾何形狀D和底部幾何形狀B的試驗(yàn)結(jié)果可以看出，減少穹頂半徑R6到1.450英寸，在此同時(shí)增加大致平坦的中心區(qū)直徑D3到0.140英寸和增加穹頂高度到0.410英寸，導(dǎo)致在1#工廠在對(duì)抗彎強(qiáng)度影響甚小(小于1％)的情況下抗墜落性增大25.5％，盡管在2#工廠僅增大4.8％。還有，比較底部幾何形狀E與底部幾何形狀B的結(jié)果顯示，在不減少穹頂半徑R6情況下增大穹頂高度H實(shí)際上減小抗墜落性。
因此，根據(jù)本發(fā)明，為了最佳化罐頭，例如一個(gè)具有大約2.6英寸(66mm)側(cè)壁直徑的罐頭的底部強(qiáng)度，穹頂半徑R6應(yīng)不大于約1.475英寸(37.47mm)，并且更適當(dāng)?shù)膽?yīng)是大約1.45英寸(36.8mm)。此外，大致平坦中心區(qū)的直徑D3應(yīng)該是至少約0.14英寸(3.6mm)，并且最好應(yīng)是等于約0.14英寸，而且穹頂高度應(yīng)該是至少約0.41英寸(10.4mm)，并且最好應(yīng)該是等于約0.41英寸。
下面討論一種用來成形上文披露的罐頭底部6的最佳裝置和方法。
在傳統(tǒng)的罐頭成形過程中，金屬坯料被放置在一臺(tái)沖床中，并在其中變形為一個(gè)杯形狀。然后將該杯轉(zhuǎn)入一臺(tái)壁壓薄機(jī)并再拉伸成完工罐頭的側(cè)壁和底部的大概形狀。接著，再拉伸后的杯通過壓薄工位并最后使側(cè)壁形成為完工罐頭的最終形狀。此外，采用一個(gè)底部成形工位以便成形罐頭底部。在上文提及的美國專利No.4,685,582[普爾西安尼(Pulciani)等人]中披露的一種罐頭底部成形工位，收編在此作為參考。
如圖6所示，用來制造本發(fā)明罐頭底部6的一種裝置41包括(ⅰ)一個(gè)壓頭42，(ⅱ)一個(gè)凸起沖頭52，下文將進(jìn)一步討論，(ⅲ)圍繞著凸起沖頭的一個(gè)大致圓筒形的沖頭套管44，(ⅳ)一個(gè)具有上凸成形面的中心布置穹頂模具50，(ⅴ)一個(gè)支承面48，(ⅵ)一個(gè)抽出器46，以及(ⅶ)一個(gè)中心保持螺栓54。
在工作中，將未成形底部的金屬坯料放置在沖頭套管和凸起沖頭52上。然后壓頭42前進(jìn)使沖頭套管44和凸起沖頭52朝穹頂模具50移動(dòng)，以致于金屬坯料最終壓靠在穹頂模具成形面上，并被拉伸越過沖頭套管和凸起沖頭的末梢表面，如圖6中所示，借此形成罐頭底部6。
如圖6中所示，穹頂模具50具有約等于穹頂部分24曲率半徑R6的曲率半徑R′6。曲率半徑R′6從中心軸線偏移一個(gè)距離X，該距離約等于大致平坦中心區(qū)26直徑D3之半。因此，在一個(gè)本發(fā)明最佳實(shí)施例中，穹頂模具50的曲率半徑R′6應(yīng)不大于約1.475英寸(37.47mm)，更適合的是約1.45英寸(36.8mm)。此外，R′6的中心應(yīng)該從中心軸線移位至少約0.07英寸(1.8mm)，而且穹頂高度H應(yīng)該是至少約0.41英寸(10.4mm)。
如圖7所示，根據(jù)本發(fā)明，凸起沖頭52的末梢端60具有(ⅰ)一個(gè)鄰近其內(nèi)壁62的曲率半徑R′3(ⅱ)一個(gè)鄰近其外壁63的曲率半徑R′4以及(ⅲ)一個(gè)直徑D′2。根據(jù)本發(fā)明，(ⅰ)凸起沖頭52的曲率半徑R′3和R′4等于上文討論的罐頭底部6的凸起16內(nèi)表面29曲率半徑R3和R4，而且(ⅱ)凸起沖頭直徑D′2等于上文討論的罐頭底部凸起直徑D2。因此，寧可是，鄰近其內(nèi)壁62的凸起沖頭52末梢端61的曲率半徑R′3大于0.060英寸。更適合的是，(ⅰ)凸起沖頭52的末梢端60由一個(gè)圓的一部分成形，以致于鄰近外壁64的曲率半徑R′4等于R′3，(ⅱ)曲率半徑R′3也小于0.070英寸，而且(ⅲ)在制造具有202或者更小尺寸頂端的罐頭時(shí)直徑D′2不大于1.89英寸。
本發(fā)明在不超出其精神和本質(zhì)特征情況下可具體化成其它形式，因此在指明本發(fā)明范圍時(shí)，應(yīng)參照所附權(quán)利要求而不是前面的說明書。
權(quán)利要求
1．一種罐頭，它包括a)一個(gè)側(cè)壁部分，以及b)一個(gè)與所述側(cè)壁部分整體形成的底部部分，所述底部部分包括(ⅰ)一個(gè)從所述側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分；(ⅱ)一個(gè)從所述大致截頂圓錐部分向下延伸的環(huán)形凸起部分，所述凸起部分由被一個(gè)向下凸出的弧形部分連接的內(nèi)、外圓周延伸壁形成，所述弧形部分具有內(nèi)和外表面，所述弧形部分的所述內(nèi)表面具有一個(gè)鄰近所述凸起內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑；以及(ⅲ)一個(gè)從所述凸起內(nèi)壁向上和向內(nèi)延伸的中心部分，所述中心部分呈大致穹頂形狀并且向下凹陷。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述曲率半徑不大于約0.070英寸。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述曲率半徑為大約0.060英寸。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述曲率半徑為大約0.065英寸。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述曲率半徑為大約0.070英寸。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述弧形部分具有一個(gè)鄰近所述外壁的至少0.060英寸的曲率半徑。
7．根據(jù)權(quán)利要求6的罐頭，其特征為，鄰近所述外壁的所述弧形部分的所述曲率半徑等于鄰近所述內(nèi)壁的所述弧形部分的所述曲率半徑。
8．根據(jù)權(quán)利要求7的罐頭，其特征為，所述弧形部分在橫截面圖中是一個(gè)圓的一部分。
9．根據(jù)權(quán)利要求6的罐頭，其特征為，鄰近所述內(nèi)和外壁的所述弧形部分的所述曲率半徑不大于約0.070英寸。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，進(jìn)一步包括一個(gè)在所述側(cè)壁上形成并與所述底部部分相對(duì)的頂端，所述頂端具有一個(gè)約為2-2/16英寸的直徑，其中，所述曲率半徑具有一個(gè)中心，而且其特征為，在所述弧形部分圍繞所述底部部分圓周延伸時(shí)所述凸起部分具有一個(gè)由所述曲率半徑的所述中心確定的直徑，所述直徑不大于約1.89英寸。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述側(cè)壁部分確定一根軸線，而且其特征為，所述凸起的所述外壁相對(duì)于所述軸線被定向在一個(gè)不大于約25°的角度處。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，所述側(cè)壁和底部部分由鋁形成。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的罐頭，其特征為，形成所述凸起的所述鋁具有一個(gè)厚度，所述厚度小于0.011英寸。
14．一種罐頭，它包括a)一個(gè)側(cè)壁部分，所述側(cè)壁部分確定所述罐頭的一根中心軸線；以及b)一個(gè)與所述側(cè)壁部分整體形成的底部部分，所述底部部分包括(ⅰ)一個(gè)從所述側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的第一大致截頂圓錐壁；(ⅱ)一個(gè)從所述第一截頂圓錐壁向下延伸的凸起部分，所述凸起部分由第二和第三大致截頂圓錐壁形成，所述第二截頂圓錐壁相對(duì)于所述軸線定向在一個(gè)大約8°的角度處，所述第三截頂圓錐壁相對(duì)于所述軸線定向在一個(gè)大約25°的角度處，所述第二和第三截頂圓錐壁由一個(gè)下凸弧形部分連接，所述弧形部分具有內(nèi)、外表面，所述弧形部分的所述內(nèi)表面具有一個(gè)單獨(dú)的曲率半徑，所述曲率半徑在0.060到0.070英寸范圍內(nèi)；以及(ⅲ)一個(gè)從所述凸起向上和向內(nèi)延伸的中心部分，所述中心部分包括一個(gè)向下凹陷的大致穹頂形狀部分。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的罐頭，其特征為，所述第二截頂圓錐壁從所述第三截頂圓錐壁沿徑向向內(nèi)地布置。
16．根據(jù)權(quán)利要求14的罐頭，進(jìn)一步包括一個(gè)在所述側(cè)壁上形成并與所述底部相對(duì)的頂端，所述頂端具有大約2-2/16英寸的直徑，而且所述凸起部分具有一個(gè)在所述弧形部分圍繞所述底部部分圓周延伸時(shí)由所述曲率半徑的中心確定的直徑，由曲率半徑中心確定的所述直徑不大于約1.89英寸。
17．根據(jù)權(quán)利要求14的罐頭，其特征為，所述穹頂形狀部分具有一個(gè)約1.55英寸的曲率半徑。
18．根據(jù)權(quán)利要求14的罐頭，其特征為，所述凸起弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑是一個(gè)第一曲率半徑并具有一個(gè)第一中心，而且所述第一截頂圓錐壁包括一個(gè)具有一個(gè)第二曲率半徑的弧形部分，所述第二曲率半徑具有一個(gè)第二中心，所述第二中心從所述第一中心沿所述軸線移位一個(gè)距離，所述距離和所述第一曲率半徑之和是大約0.361英寸。
19．根據(jù)權(quán)利要求14的罐頭，其特征為，所述第一截頂圓錐壁相對(duì)于所述軸線被定向在約60°角度處。
20．一種成形罐頭底部用的裝置，所述罐頭底部具有一個(gè)在此處形成的環(huán)形凸起，所述裝置包括a)一個(gè)中心布置的模具，它具有一個(gè)大致穹頂形狀并向上凸出的成形表面；b)一個(gè)可相對(duì)于所述模具運(yùn)動(dòng)的凸起沖頭，所述凸起沖頭具有一個(gè)末梢端，所述末梢端由被一個(gè)向下凸出的弧形部連接的內(nèi)、外圓周延伸壁形成，所述弧形部分具有一個(gè)鄰近所述內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑；c)一個(gè)用來在所述凸起沖頭和所述模具之間造成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的壓頭。
21．一種罐頭，它包括a)一個(gè)具有約2.6英寸直徑的側(cè)壁部分；以及b)一個(gè)與所述側(cè)壁部分整體形成的底部部分，所述底部部分包括(ⅰ)一個(gè)從所述側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分；(ⅱ)一個(gè)從所述大致截頂圓錐部分向下延伸的環(huán)形凸起部分；(ⅲ)一個(gè)基本平坦的碟形中心區(qū)；以及(ⅳ)一個(gè)分布在所述基本平坦的中心區(qū)和所述凸起之間布置的環(huán)形穹頂區(qū)，所述環(huán)形穹頂區(qū)的橫截面呈環(huán)形并向下凹陷，所述環(huán)形穹頂區(qū)具有不大于約1.475英寸的曲率半徑。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，所述環(huán)形穹頂區(qū)的所述曲率半徑為大約1.45英寸。
23．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，所述基本平坦的碟形中心區(qū)具有至少約0.14英寸的直徑。
24．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，所述凸起具有一個(gè)基底部部分，而且其特征為，所述基本平坦的碟形中心區(qū)從所述凸起基底部部分移位一個(gè)至少約0.41英寸的高度。
25．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，所述凸起部分由被一個(gè)向下凸的弧形部分連接的內(nèi)和外圓延伸壁形成，所述弧形部分具有內(nèi)和外表面，所述弧形部分的所述內(nèi)表面具有鄰近所述凸起內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑。
26．根據(jù)權(quán)利要求25的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑不大于約0.070英寸。
27．根據(jù)權(quán)利要求25的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑為大約0.060英寸。
28．根據(jù)權(quán)利要求25的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑為大約0.065英寸。
29．根據(jù)權(quán)利要求25的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑為大約0.070英寸。
30．根據(jù)權(quán)利要求25的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的橫截面為一個(gè)圓的一部分。
31．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，所述側(cè)壁和底部部分由鋁形成。
32．根據(jù)權(quán)利要求21的罐頭，其特征為，形成所述凸起的所述鋁具有一個(gè)厚度，所述厚度為小于0.011英寸。
33．一種罐頭，它包括a)一個(gè)具有約2.6英寸直徑的側(cè)壁部分；以及b)一個(gè)與所述側(cè)壁部分整體形成的底部部分，所述底部部分包括(ⅰ)一個(gè)從所述側(cè)壁部分向下并向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分；(ⅱ)一個(gè)從所述大致截頂圓錐部分向下延伸并形成內(nèi)和外壁的環(huán)形凸起部分；(ⅲ)一個(gè)具有至少約0.14英寸直徑的基本平坦的碟形中心區(qū)；以及(ⅳ)一個(gè)將所述大致平坦中心區(qū)連接到所述凸起的所述內(nèi)壁的環(huán)形區(qū)，所述環(huán)形區(qū)的橫截面呈環(huán)形并向下凹陷，所述環(huán)形區(qū)具有不大于約1.475英寸的曲率半徑。
34．根據(jù)權(quán)利要求33的罐頭，其特征為，所述環(huán)形區(qū)的所述曲率半徑具有一個(gè)約1.45英寸的曲率半徑。
35．根據(jù)權(quán)利要求33的罐頭，其特征為，所述基本平坦的碟形中心區(qū)具有一個(gè)0.139英寸的直徑。
36．根據(jù)權(quán)利要求33的罐頭，其特征為，所述凸起具有一個(gè)基底部部分，而且其特征為，所述基本平坦的碟形中心區(qū)從所述凸起基底部偏移一個(gè)至少約0.41英寸的高度。
37．根據(jù)權(quán)利要求33的罐頭，其特征為，所述凸起部分由被一個(gè)向下凸的弧形部分連接的內(nèi)和外圓周延伸壁形成，所述弧形部分具有內(nèi)和外表面，所述弧形部分的所述內(nèi)表面具有鄰近所述凸起內(nèi)壁的至少0.060英寸的曲率半徑。
38．根據(jù)權(quán)利要求37的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑不大于約0.070英寸。
39．根據(jù)權(quán)利要求37的罐頭，其特征為，所述凸起的所述弧形部分的所述內(nèi)表面的所述曲率半徑為大約0.060英寸。
40．一種成形罐頭底部用的裝置，所述罐頭底部具有一個(gè)在此處形成的環(huán)形凸起，所述裝置包括a)一個(gè)中心布置的模具，它具有一個(gè)大致穹頂形狀并向上凸出的成形表面，所述成形表面具有一個(gè)不大于約1.475英寸的曲率半徑；b)一個(gè)可相對(duì)于所述模具運(yùn)動(dòng)的凸起沖頭，所述凸起沖頭具有一個(gè)末梢端，所述末梢端由被一個(gè)向下凸出的弧形部連接的內(nèi)、外圓周延伸壁形成，所述弧形部分具有一個(gè)鄰近所述內(nèi)壁的在0.060至0.070英寸范圍內(nèi)的曲率半徑；c)一個(gè)用來在所述凸起沖頭和所述模具之間造成相對(duì)運(yùn)動(dòng)的壓頭。
41．根據(jù)權(quán)利要求40的裝置，其特征為，所述成形表面具有一個(gè)不大于約1.45英寸的曲率半徑。
全文摘要
一種罐頭(16),它具有一個(gè)從罐頭側(cè)壁(4)向下向內(nèi)延伸的大致截頂圓錐部分(8),一個(gè)從大致截頂圓錐部分向下延伸的環(huán)形凸出部分(16),以及一個(gè)從凸起向上向內(nèi)延伸的中心部分(24)。凸起(16)由被一個(gè)向下凸出的弧形部分(18)連接的內(nèi)、外圓周延伸截頂圓錐壁(12,13)形成。凸起弧形部分的內(nèi)表面(29)具有鄰近凸部?jī)?nèi)壁(12)的至少0.060英寸(1.52mm)的曲率半徑(R
文檔編號(hào)B65D1/16GK1310681SQ99809038
公開日2001年8月29日 申請(qǐng)日期1999年6月2日 優(yōu)先權(quán)日1998年6月3日
發(fā)明者G·－F·程, F·A·瓊斯 申請(qǐng)人:皇冠塞及密封技術(shù)公司