CN101583541A - 拉环，用于制造拉环的加工工具和制造拉环的方法 - Google Patents

Abstract

一种拉环(10)用来打开啤酒/饮料罐端面和食品罐端面(48)。拉环具有一个或多个拱形条(28)，所述拱形条(28)设置在拉环靠近拉环的周边表面的表面上，此处一个或多个拱形条已成形到拉环的卷边或折边的部分的预先选定的部分中。还提供了用于制造拉环的加工工具(66)。另外还提供了用于制造拉环的方法。

Description

拉环，用于制造拉环的加工工具和制造拉环的方法

技术领域

本发明一般涉及用来打开啤酒/饮料罐端面和食品罐端面的拉环、用于制造拉环的加工工具和加工拉环的方法。

背景技术

拉环通常是固定到罐端面上，而罐端面通过将拉环向上拉升起拉环的提升部分以使拉环绕一铆钉枢转打开，上述铆钉将拉环固定到罐端面上。向上升起拉环的提升部分使设置在罐端面上的刻线断裂，这样使终端用户能使用罐端面的内装物。

在制罐工业中，每年制造大约三千亿只罐。制罐工业消耗大量的金属以便制造相当大量的罐。罐制造厂家在努力减少罐的金属消耗时一直争取减小制造拉环、罐端面和罐体的金属厚度(gauge)。

在减小用来制造拉环的拉环原材料的厚度方面，在用减小厚度的金属制造具有一致和足够强度的拉环的情况下存在一些问题。另外，在制造美观令人喜欢的拉环方面也存在一些问题，因为拉环原材料在拉环的卷边部分中产生纽结和皱纹。纽结和皱纹使拉环具有产品变化，且此外产生不一致的拉环强度问题，因为金属不是用可预知的方式流动。

因此，在该技术中需要拉环、用于制造拉环的加工工具和用于制造拉环的方法是用减小厚度的拉环原材料制造拉环，所述原材料具有一致和足够的拉环强度。另外，在该技术中需要拉环、用于制造拉环的加工工具和用于制造拉环的方法是用减小厚度的拉环原材料制造拉环，所述原材料制造更美观的拉环，同时在拉环上具有减少的纽结和皱纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种拉环、用于制造拉环的加工工具和制造拉环的方法，所述方法是用减小厚度的拉环原材料制造拉环，该原材料具有一致和足够的拉环强度。

本发明的另一个目的是提供一种拉环、用于制造拉环的加工工具和用于制造拉环的方法，所述方法用减小厚度的拉环原材料制造拉环，该原材料制造更美观的拉环，同时在拉环上减少了纽结和皱纹。

本发明的某些目的通过提供待固定到罐端面上的拉环达到。拉环具有鼻部分和提升部分，上述鼻部分位于拉环的前端处，而上述提升部分位于拉环的后端处。鼻部分和提升部分具有卷边或折边的部分，所述卷边或折边部分位于拉环的周边表面附近。铆钉容纳部分位于鼻部分附近，所述鼻部分具有铆钉孔。铆钉容纳部分连接到鼻部分上。在拉环上设置第一表面和第二表面，上述第一表面是拉环的顶部表面，而上述第二表面是拉环的底部表面。一个或多个拱形条设置在拉环的第二表面上靠近拉环的周边表面，和一个或多个拱形条还形成到拉环的卷边或折边部分的预先选定的部分中。

本发明的另一些目的通过提供用于制造拉环的加工工具达到，所述拉环具有第一表面和第二表面，同时拉环待固定到罐端面上。第一工具具有第一一般是平面表面，所述第一平面表面连接到第一拱形表面上，该第一拱形表面连接到第一突起上。第二工具具有第二一般是平面表面，所述第二平面表面连接到第二突起上。第一工具的第一一般是平面表面和拱形表面制成与第二工具的突起协同工作，以便在拉环的第二表面上拉环的周边表面附近形成拱形条。第一工具的拱形表面制成在第二工具上冲击拉环的周边表面。

本发明的另一些目的通过提供一种制造待固定到罐端面上的拉环的方法达到，所述方法包括：提供一种拉环，所述拉环具有第一表面，第二表面和周边表面；成形一个或多个拱形条到靠近拉环周边表面的拉环第二表面中；和冲击拉环的周边表面以便形成拱形周边部分。

附图说明

图1是固定到食品罐端面上的拉环的顶部平面图；

图2是拉环的卷边或折边的部分的侧剖图；

图3是拉环具有拱形条的底部平面图，为图示起见拱形条用粗黑线条显示；

图4是拉环的侧视图；

图5是现有技术的拉环的卷边或折边部分的侧剖图；

图6是连接到转换压机上的加工工具的侧剖图；

图7是图6中圆形部分的加工工具的侧剖图；

图8是制成弯曲、卷边或成形拉环的加工工具的侧视图；

图9是制成弯曲、卷边或成形拉环的加工工具的侧视图；和

图10是现有技术饮料拉环具有纽结或皱纹式卷边的底部平面图。

具体实施方式

下面为了说明起见，术语“上面”、“下面”、“竖直的”、“水平的”、“轴向”、“顶部”、“底部”、“后部”、“在后面”、及其派生词将涉及本发明，如在附图中的取向。然而，应该理解，除了明显地规定相反之外，本发明可以采取不同的可供选择的配置。还应该理解，附图中所示和下面说明中所说明的一些具体元件都是本发明的简单示意性实施例。因此，涉及本文所公开的实施例的具体尺寸、方位和其它物理特性不认为是限制。

如本文所用的，术语“紧固件”意思是指任何合适的紧固、连接或变紧的机构如定位销、紧固件、铆钉及诸如此类。如本文所用的，两个或多个部件“连接”在一起的陈述意思是指各部件或是直接接合在一起，或是通过一个或多个中间部件间接接合在一起。如本文所用的，术语“拱形”意思是指椭圆形或圆形：(i)弧形；(ii)拱形；(iii)弯曲部；(iv)弓形；(v)曲线；和(vi)具有一个或多个曲率半径之类。如本文所用的，术语“拉环”意思是指已经受一次或多次成形和/或加工工具加工的硬质材料。

转回到图1，图1示出本发明的拉环10。拉环10包括在拉环10的前端处的鼻部分12和在拉环10的后端处的提升部分14，其中每个部分沿着它的周边一般都是U形，以使两部分相互结合(compliment)，形成基本上是椭圆形或卵形拉环10。鼻部分12和提升部分14可以具有卷边或折边部分16，所述卷边或折边部分16位于拉环10的周边表面18附近。见图2，图2是卷边或折边部分16的侧剖图。拉环具有一铆钉容纳部分20，所述铆钉容纳部分20位于鼻部分12附近。铆钉容纳部分20具有铆钉孔22，并穿过面板连接到鼻部分12上。

在拉环10上设置第一表面24和第二表面26，上述第一表面24是拉环10的顶部表面，而上述第二表面26是拉环10的底部表面。在拉环10的第二表面26上靠近拉环10的圆周表面18设置一个或多个拱形条28。见图3。为了举例说明某些拱形条28可以设置在拉环10上的位置起见，拱形条28在图3上用黑粗线条示出，并且不应看作是限制本发明。黑色粗亮线仅用于举例说明目的。拱形条28是拉环10的变形、变薄或变弱的预先选定的区域，该区域作为例子和非限制性的用冲制工具、划线工具或类似物形成。见图4拱形条28的侧视图。尽管各附图示出拱形条28位于鼻部分12的附近，但该领域的技术人员应该意识到，如果希望的话，拱形条28可以另外位于提升部分14附近，以便将提升部分14附近的周边表面18卷边或折边。

拱形条28限定一预先选定的成形带，当拉环10接触卷边模具时，因为材料已经变形、变薄或变弱，所以上述预先选定的成形带使拱形条28能很容易弯曲、卷边或成形，而跟随拉环10的其它材料在改善金属流动的情况下用受控制的方式进一步弯曲、或成形卷边或折边的部分16。作为增加的好处，拱形条28能用减小厚度的拉环原材料制造卷边或折边的部分16，因为成形带能在改善金属流动的情况下用可以预知的方式将拱形条28和后面的拉环的其它材料弯曲、卷边或成形。在弯曲、卷边或成形过程中改进的金属流动导致拉环10具有减少的在卷边或折边的部分16上出现的纽结或皱纹。参见图10，图10示出现有技术饮料拉环显示有纽结或皱纹的拉环。所公开和声称的思想尽量减少拉环10上纽结或皱纹的形成。作为例子和非限制性的，减少卷边或折边的部分16上的纽结或皱纹的好处是：(i)卷边或折边部分16具有更光滑的完美外观和美学上更吸引人；(ii)卷边或折边部分16形成新的几何形状提供更高的拉环10强度；和(iii)卷边或折边部分16能用更大的一致性制造，这样使拉环10具有更一致的拉环强度。

如在图2中可以看出的，一个或多个拱形条28已经另外形成拉环10的卷边或折边部分16的预先选定的部分30。见图2。拉环10的卷边或折边部分16的预先选定的部分30从工业中使用的某些现有卷边32改变拉环10的卷边或折边部分16的总体几何形状。见图5工业中使用的现有卷边32的侧剖图。如在图2中可以看出的，预先选定的部分30位于接触部分34附近。拉环10的顶部表面36限定第一水平轴线38，而接触部分34限定第二水平轴线40，同时第一水平轴线38一般平行于第二水平轴线40。接触部分34在由拱形条28所形成的材料中具有弯曲部、拐角或纽结42。

如通过比较图2和图5可以看出的，拉环10具有比现有卷边32更明显的内部壁分段44。壁分段44位于弯曲部、拐角或纽结42附近。壁分段44具有比现有卷边32更大的竖直***，并可以承受更高的施加在拉环10上的开罐力。接触部分34增加拉环10的第一表面24与一个或多个拱形条28附近的拉环10的第二表面26的接触，其已进一步形成拉环10的卷边或折边部分16的预先选定的部分30。第一表面24连接到第二表面26上的接触部分34是由于图2的弯曲部、拐角或纽结42。如在图2中可以看到的，一般穿过弯曲部、拐角或纽结42所描绘的轴线与穿过壁分段44所描绘的另一轴线形成一夹角θ₁约为0°-40°。相反，如在图5中可以看出的，一般穿过卷边32的弯曲部所描绘的轴线与穿过卷边32的壁分段所描绘的另一轴线形成一夹角θ₂为大于45°。尽管图2中所示的实施例具有一角度θ₁为0°-40°，但应该注意，θ1可以具有0°-40°之间任一角度值，且别的范围也属于该范围内。壁分段44的更大垂直***通过增加卷边或折边部分16的总体刚度而提高了拉环10强度。增加的拉环10强度能用减小厚度的拉环原材料制造拉环10，并尽量减少拉环10中的纽结或皱纹。见图10的现有技术饮料拉环具有纽结或皱纹的卷边的视图。

铆钉容纳部分20一般是半圆形、方形或矩形平板，所述平板位于鼻部分12的后部，同时具有一中心铆钉孔22。铆钉孔22成形为容纳整体铆钉46，以便将拉环10固定到罐端面48上，鼻部分12可以绕所述罐端面48枢转。铆钉容纳部分20沿着平板50整体连接到鼻部分12上。C形狭槽52围绕铆钉孔22的外周边和铆钉容纳部分20的外周边的一部分。C形狭槽52是进一步增进拉环10挠性的孔隙，同时C形狭槽52的相对端限定一支轴54。支轴54使拉环10能绕支轴54上下枢转。

V形棘爪56设置在平板50附近。V形棘爪56使拉环10能更容易或便于绕整体铆钉46弯曲。V形棘爪56减小了为打开罐端面48所需的必要开罐力。

提升部分14是由终端用户为打开罐端面10所操作的拉环10部分。提升部分14一般是U形，具有沿着提升部分14的周边表面18设置的卷边或折边部分16。位于提升部分14附近的卷边边缘或折边部分16在提升部分14的下方卷边或折边。提升部分14包括指孔58，所述指孔穿过提升部分14的表面设置供用户操作。尽管把指孔58示出为椭圆形形状，但该领域的技术人员应该理解，指孔58可以取圆形、卵形形状或其它几何形状。

参见图1，本发明的拉环10示出固定到食品应用中所用的标准罐端面48上。罐端面48具有一般是圆形形状的端板60，所述端板60包括在圆周上延伸的***卷边62，用于将罐端面48固定到合适的食品罐体(未示出)或类似物上。一般，罐端面用合金钢板或铝合金板制造。

端板60由刻线64限定，所述刻线64围绕端板60，以便当划线64被弄断裂时，可由终端用户将端板60从罐端面48中取出。刻线64通常通过终端用户抓住拉环10的提升部分14弄断裂。然后终端用户向上提起提升部分14，所述将提升部分14向上提使整体铆钉46向前挠曲，因而同时使鼻部分12和V形棘爪56向下挠曲，并使刻线64断裂。然后终端用户可以继续拉提升部分14，以便从罐端面48的其余部分中取出端板60。

尽管图1的视图及与其有关的说明针对食品用罐端面用于装入食品或类似物的目的，但本发明也可适用于其它类型的罐端面，所述其它类型罐端面具有端板，该端板捕获式保持到罐端面上或者可从罐端面例如啤酒/饮料罐端面中取出。该领域的技术人员很容易理解，本发明的说明同等地适用于在食品应用及啤酒/饮料应用中使用的罐端面。照这样，本发明的拉环10包括固定到食品罐端面、啤酒/饮料罐端面和其它罐端面上的拉环。应该注意，为了简化说明和本发明的附图起见，省去了本发明的拉环10固定到其它罐端面上的详细情况。

在用于制造本发明的拉环10的加工工具及相关方法中，将待制造成许多拉环10的材料运送到转换压机中。在转换压机的典型操作中，材料***在至少一个上面加工工具构件和至少一个下面加工工具构件之间，它们处于敞开的间隔开的位置。挤压装置使上面加工工具构件向下面加工工具构件方向前进，以便实施各种各样加工工具操作的其中之一，如铆钉成形、冲孔、刻线、镶板、压纹和/或最终铆接。在一具体工位处实施操作之后，压机挤压装置缩回至上面加工工具构件和下面加工工具构件再次处于敞开的间隔开的位置。将部分转变的材料运送到下一个工具加工工位，直至拉环10完全形成并从压机中排出为止。随着材料离开规定的工具加工操作，更多的材料被加到腾空的位置，例如，作为连续薄板材的一部分，因此连续地重复制造过程。

用于制造拉环10的加工工具66和用于制造本发明的拉环10的方法在图6-9中示出。如图6所示，本发明的加工工具66连接到模具68上，所述模具68连接到压机70上。加工工具66的详视图可以在图7中看出。第一工具72示出具有基本上是平的第一表面74，所述第一表面74连接到拱形表面76上，该拱形表面76连接到第一突起78上。第二工具80示出具有基本上是平的第二表面82，所述第二表面82连接到第二突起84上。第二工具80连接到块体86上。块体86用紧固件88连接到转换压机70上。脱模工具90位于第一工具72附近，同时一部分冲压机92和一部分导向工具设置在脱模工具90内。冲压机92具有第三突起96，所述第三突起96制成冲击拉环10的C形狭槽52。模具98位于第二工具80附近，而插件100与块体86一起设置，其中模具98和插件100限定一用于容纳金属的孔隙102，上述金属用第三突起96从C形狭槽52中去除。块体86具有凹槽103，所述凹槽103制造成容纳导向工具94。

当转换压机70的挤压装置(未示出)开始下降时，在这个工位进行下面所述的成形步骤或加工。第一工具一般是平的第一表面74和拱形表面76与第二工具80的第二突起84协同工作，以便在拉环10靠近拉环10的周边表面18的第二表面26上形成拱形条28(见图3-4)。拉环10的第二表面26是拉环10的底部表面。第二突起84可以是冲制工具、刻线刀或类似物。第一工具72的一部分和第二工具80的第二突起84将拉环10的材料固定在第一工具72和第二工具80之间，以便形成拱形条28，所述拱形条28限定一预先选定的成形带。第一工具72的拱形表面76在第二工具80上冲击拉环10的周边表面18，以便在拉环10上形成拱形表面104(见图4)。冲压机92的第三突起96向下冲压C形狭槽52的材料，并连接到C形狭槽52上。从C形狭槽52中取出的任何材料都穿过孔隙102从工位出来。导向工具94夹持指孔58，并变成连接到指孔58上。

接下来，一旦上述成形步骤完成，转换压机70的挤压装置就开始上升。当挤压装置上升时，脱模工具90偏移，以便连接到C形狭槽52上的冲压机92和连接到指孔58上的导向工具94从这些孔隙中升起，而脱模工具90是从拉环10的第一表面24上升的最后的工具，以使拉环10用脱膜工具90与冲压机92和导向工具94分开。

尽管图7一般示出转换压机70中拉环模具的一个工具加工工位，但该领域的技术人员应该理解，在转换压机70的拉环模具中可以包括许多其它工具加工工位。每个工位都包括一个或多个工具，其中每个工具都实施对材料的工具加工操作。尽管在各附图中只包括有限数量的工位，但本发明的制造拉环10的方法可以包括许多在该技术中已知但这里未示出的其它工位。另外，每个工位都可以放在分开的机器外壳中、放在整体式机器外壳中、或者它们的任何组合中。

材料可以通过该技术中已知的任何机构运送穿过转换压机70。通常，材料作为薄板材送入转换压机70，或者首先在薄板材中退卷且然后送到转换压机70中，所述薄板材作为整体薄板材运送穿过各工位，直至已对形成分开的拉环10的材料实施了足够的工具加工操作为止。另外，制造拉环10的材料是比较有延展性的金属，例如铝合金薄板，但拉环也可以用其它如所要求合格的材料，例如，合金钢薄板制成。

转到图8-9，图8-9示出第三工具106。第三工具106具有一拱形表面108。拉环10的周边表面18接触第三工具106的拱形表面108，以便将拱形条28弯曲、卷边或成形为中间或折边部分110，而拉环10的其它材料112制成跟随中间卷边或折边的部分110，以便形成最终卷边或折边的部分16。拱形条28限定预先选定的成形带。当拉环10接触第三工具106时，预先选定的成形带能使拱形条28很容易弯曲、卷边或成形，因为材料已经变形、变薄或变弱，而后面拉环10的另外材料112在改善金属流动的情况下用受控制的方式进一步弯曲、卷边或成形，以便限定卷边或折边部分16。

作为增加的好处，拱形条28能用减小厚度的拉环原材料制造卷边或折边部分16，因为成形带能使拱形条28和后面其它材料112在改进的金属流动的情况下用预知的方式弯曲、卷边或成形。在弯曲、卷边或成形过程中改进的金属流动最终使拉环10减少了在卷边或折边部分16上出现的纽结或皱纹。在卷边或折边部分16上减少纽结或皱纹的好处上面已经说明。见图10现有技术带纽结或皱纹式卷边的饮料拉环的视图。

用于制造拉环10的加工工具及相关方法可以包括额外的工具加工工位和步骤。那些额外的工具加工工位和步骤已从附图和说明中略去，用于简化本发明的说明和附图的目的。

尽管已经详细说明了本发明的一些具体的实施例，但该领域的技术人员应该理解，根据公开的总体说明，对那些细节可以开展各种修改和选择方案。因此，所公开的具体配置意味着仅是示例性的且不限制本发明的范围，本发明的范围完全由下面所附权利要求书及其任何或所有等效物规定。

Claims (18)

1.一种待固定到罐端面上的拉环，所述拉环包括：

鼻部分，所述鼻部分位于拉环的前端处；

提升部分，所述提升部分位于拉环的后端，同时鼻部分和提升部分具有位于拉环的周边表面附近的卷边或折边部分；

铆钉容纳部分，所述铆钉容纳部分位于具有铆钉孔的鼻部分附近，铆钉容纳部分连接到鼻部分上；

第一表面，所述第一表面设置在拉环上，它是拉环的顶部表面；

第二表面，所述第二表面设置在拉环上，它是拉环的底部表面；和

一个或多个拱形条，所述拱形条设置在拉环的第二表面上拉环的周边表面附近，

其中一个或多个拱形条另外形成到拉环的卷边或折边部分的预先选定的部分中。

2.如权利要求1所述的拉环，还包括：

狭槽，所述狭槽具有位于铆钉孔附近的相对端，所述狭槽包围一部分铆钉孔的外周边和铆钉容纳部分的外周边，狭槽的两端限定一支轴，所述支轴能被提升部分绕支轴上下枢转。

3.如权利要求2所述的拉环，其中狭槽是C形槽。

4.如权利要求1所述的拉环，还包括固定到拉环上的罐端面。

5.如权利要求4所述的拉环，其中罐端面是从包括啤酒罐端面、饮料罐端面和食品罐端面的这组中选定。

6.如权利要求1所述的拉环，还包括指孔，所述指孔位于拉环的提升部分中。

7.如权利要求1所述的拉环，其中一个或多个拱形条通过工具形成，所述工具从包括冲制工具和刻线工具的这组中选定。

8.如权利要求1所述的拉环，其中一般穿过拱形条附近的弯头的中部所描绘的轴线与穿过壁分段描绘的另一轴线之间形成的夹角θ₁约为0°-40°。

9.如权利要求8所述的拉环，其中一部分第一表面连接到第二表面上，所述第二表面限定接触表面。

10.用于制造拉环的加工工具，所述拉环具有第一表面和第二表面，上述第一表面是拉环的顶部表面，而上述第二表面是拉环的底部表面，拉环固定到罐端面上，加工工具包括：

第一工具，所述第一工具具有第一一般是平面表面，所述第一平面表面连接到拱形表面上，该拱形表面连接到第一突起上；

第二工具，所述第二工具具有第二一般是平面表面，所述第二平面表面连接到第二突起上；

其中第一工具一般是平面的第一表面和拱形表面构造成与第二工具的突起协同工作，以便在拉环的周边表面附近的拉环的第二表面上形成拱形条，和

其中第一工具的拱形表面制成在第二工具上冲击拉环的周边表面。

11.如权利要求10所述的工具，其中第二工具的突起是圆形或是刻线刀。

12.如权利要求10所述的加工工具，其中第一工具的一部分和第二工具的第二突起将拉环的材料固定在第一工具和第二工具之间，以便形成拱形条，所述拱形条限定预先选定的成形带。

13.如权利要求10所述的加工工具，还包括第三工具，所述第三工具具有拱形表面，其中拉环的周边部分制成接触第三工具的拱形表面，并将拱形条形成到中间卷边或折边部分中，而拉环的另外的材料制成沿着中间卷边或折边部分行进，以便形成最后的卷边或折边部分。

14.一种制造待固定到罐端面上的拉环的方法，所述方法包括以下步骤：

提供拉环，所述拉环具有第一表面、第二表面和周边表面；

将一个或多个拱形条成形到拉环靠近拉环周边表面的第二表面中；和

冲击拉环的周边部分，以便形成拱形周边部分，

其中第一表面是拉环的顶部表面，和

其中第二表面是拉环的底部表面。

15.如权利要求14所述的方法，其中拱形条用一种工具成形，所述工具从包括冲制工具和刻线工具的这组中选定。

16.如权利要求14所述的方法，其中一部分第一工具和一部分第二工具将拉环的材料固定在第一工具和第二工具之间，以便形成拱形条，所述拱形条限定预先选定的成形带。

17.如权利要求14所述的方法，还包括将拱形条成形到中间卷边或折边的部分中。

18.如权利要求17所述的方法，还包括成形拉环的另一种材料，所述另一种材料跟随中间卷边或折边的部分，以便形成最终的卷边或折边的部分。

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