[发明专利]用于在圆柱形容器体上形成一向外卷边的方法和装置

说明书

本发明涉及一种在一圆柱形容器体上形成一向外卷边，例如凸缘的方法和装置。更具体地说，本发明涉及一种在圆柱形容器体上形成一向外弯曲或卷曲边，容器体由可变形材料，例如单层或多层纸板材料制成。

非金属容器已有广泛的商业应用。这些容器包括由塑料，纸板、或夹层结构制成的体，夹层结构例如为一或多层具有内和/或外聚合膜或箔层的纸板。典型地，与先有的金属容器相比，这些容器体更容易制造，较便宜，和/或更有利于环境。

JP-59-158217公开了一种圆柱形管端成形装置，其为一种用于封闭管壁轴向通孔的封闭装置。

为圆柱形式的非金属容器包括一在圆筒一或两端的分离的闭合件。在某些情况，闭合件可以是金属闭合件，通过使容器边一部分向外卷曲进入金属闭合件的金属凸缘，而将闭合件与容器体联接。另一方面，通过形成于容器体整体凸边和盖件之间的热密封，而将一可揭下的盖件直接附着在容器件上。

对于塑料容器体，在模压工序时，能容易地形成一整体顶缘或凸缘。然而，对于纸板的容器体，凸边形成步骤典型地在一与体自身成形分离的步骤中完成。

对于壁较薄的容器体，例如旋转缠绕的截锥形杯体或由薄壁热塑性材料制的杯体，已建议使用例如美国专利4,680,016中所公开具有花键表面支承件的装置，在杯上端形成一凸边。截锥形容器体被压在截锥形花键支承件上，然后将其开口端轴向压入一半圆形环槽，其最初形成一向外弯折的凸缘，然后，随着支承容器体的心轴转动，装在凸缘成形工位的一个卷边指状件卷曲向外的折叠部形成一卷曲凸缘。

对于壁较厚的纸板容器体，例如，壁厚大于大约0.381mm(0.015英寸)，例如从0.508～1.397mm(0.020至0.055英寸)，卷曲凸边更难于形成。通常，采用一种使金属罐形成凸缘的金属罐卷边机来形成这种卷曲边。因为厚壁的纸板容器体的壁的高强度，已采用了这种卷边装置。对于具有或没有内和/或外层薄膜和/或箔材料的多层纸板制的螺旋缠绕体来说，高的壁强度是明显的。除了高的壁强度，这些螺旋缠绕体有准确的圆柱形状，于是，开口端的壁不向外扩张，而难于形成一卷曲边。使用分离的卷边装置在壁较厚的容器体上形成一卷曲边的分离操作，对于将部分已形成的容器体送入卷边机和从中送出，要有双倍的消费和要求附加的材料处理工序。另外，使用普通的卷边装置是一种较慢的方法，并且这种卷边装置很昂贵。

本发明的目的是提供一种简单和低成本的方法和装置，用于在圆柱形容器体上形成一弯边或卷边。本发明的方法和装置能使用厚纸板，塑料和壁厚达到和超过1.397mm(0.055英寸)的复合层材料。本发明的卷边成形方法和装置能容易地应用于普通的容器体制造方法和装置，以致不再需要使用一单独装置进行单独的凸边成形工序。

本发明提供了一种用于在可变形圆柱容器体上形成一向外卷边的装置，容器体有一开口端和一第二端，该装置包括：一心轴，具有一第一圆柱形部分，用于支承可变形圆柱形容器体内部的至少一个部分；一凸边成形模，具有一与心轴圆柱形部分同轴定位并与其轴向间隔的环形腔，环形腔有一大致半圆形截面，并有一开口和一封闭的底部，底部从心轴径向向外延伸，并与开口大致横向于心轴轴线在朝向心轴圆柱形部分的方向定向；所述心轴有一第二径向锥形部分，位于所述圆柱形部分和所述凸边成形模之间，径向锥形部分从心轴圆柱形部分朝凸边成形模的方向径向向外呈锥形，其特征在于：还包括一轴向加压装置，用于将圆柱形容器体在从所述心轴第一圆柱形部分朝第二径向锥形部分的方向压入，将容器体前缘压入凸边成形模的环形腔，所述心轴的径向锥形部分有高达20度的锥度，所述锥度足以使所述圆柱形容器体的开口端直径扩展0.254-0.762mm(0.010-0.030in)之间的量。

本发明还提供了一种用于在一圆柱形容器体上形成一向外卷边的方法，容器体有至少一个开口端和一第二端，该方法包括：将所述圆柱形容器体的开口端同轴地放在心轴第一圆柱形部分上，该部分外径与圆柱形容器体内径大致相等；沿所述心轴的第一圆柱形部分和第二径向向外锥形部分对所述容器体开口端轴向加压，而使所述容器体开口端向外扩展；将所述容器体扩展的开口端压入大致半圆形截面的环腔，环腔有一开口和闭封的底部，其从心轴径向向外延伸，并与开口大致横向于心轴轴线在朝向心轴圆柱形部分的方向定向，使所述容器体扩展的开口端向外卷曲，在所述容器体上形成向外的卷边。