JP2584652B2 - 熱可塑性樹脂材料の中空体にフランジを形成する方法と装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ほぼ円筒状の壁部の一端に開口を画定して
いる熱可塑性材料の中空体にフランジを形成する方法並
びに装置に関する。

［従来の技術］ この種のフランジを形成すべき中空体は例えば中空
の、ほぼ円筒状の有底のモールド成形体またはブランク
であり、所謂缶状のものである。この場合、缶状に対し
て形成すべきフランジはふた等を取り付けるためのフラ
ンジ縁部ないしは縁端の機能を備えている。フランジを
形成すべき成形体は種々の方法を使用して製造できる
が、そのうち１つの方法は、ほぼ円筒状の壁部と、底体
と、他端の開口とを備えている例えば射出成形法によっ
て製造される予成形体を、その予成形体の材料のガラス
転移温度よりも低い温度にて前記壁部を絞ることにより
中間製品に成形し、次にこの中間製品の開放端を予め広
げ、つぎにこの予め広げた開放端から少なくともその長
手方向の広がりの大部分に亘って広げたのち熱固定して
前述の下フランジ縁部を形成する。しかし、絞りブロー
プロセスを使用して前記のような缶形の中空体を作製
し、その際にブロー型の内部において最初は基本的に閉
じた形の中空体を作製し、次に開口を形成するために、
該底部と反対側の成形体の先端部を載断するようにして
もよい。

どちらの場合にも、機械的性質を改善するために少な
くとも壁部を形成する材料の組織が配向されている製品
が得られる。

多くの場合、この製品は、フランジを備えるべき中空
体の製造方法及びこの中空体の最終的な使用形態とは係
りなく量産品であるため、製造方法の推移並びにその実
施のために用いられる装置はできるだけ簡単に、また外
から観察でき、信頼生が高くなければならない。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明の課題は、経済的な量産が可能なように、冒頭
に述べた形式の方法及装置を改良することにある。実施
される各々の工程は、中空体の処理に必要な工具その他
の装置の最適の利用が可能なようにできるだけ相互に対
して協調させるべきである。各々の作業工程は必要な形
状付与工程ができるだけ熱処理工程及び装置を必要とし
ないように推移させると共に、そのように相互に協調さ
せねばならない。形状付与工程にとって必要な工具の空
間的な配列についても同様である。更に、形成すべきフ
ランジの最大の直径と、このフランジに時に応じて取付
られるふたの最大直径とを中空体の円筒部分の外径より
も大きくしないようにすることも可能でなければならな
い。

［課題を解決するための手段］ この課題を解決するために、本発明においては、前記
開口を画定する壁部の先端部を加温し、先端部の外周に
沿って外部から該先端部に作用する力によって該先端部
を窄めた後、このように窄めた先端部にプレス工程によ
って周縁フランジを形成するものである。その場合、先
端部を窄めることは、その加温と同時に、先端部を構成
する材料の該加温による軟化に従って行うことが望まし
い。そのためには、中空体の先端部について形成すべき
窄まり形状に対応して中空体から離れる方向の先端に向
って内側の輪郭を窄めた横断面形状が大体においてリン
グ状の第１の工具を先端部の上に該先端部を狭くするた
めに導き、この工具を中空体の方向に作用する弾性手段
の作用下におき、また前記先端部と接する前記工具の壁
部の温度を窄めようとする領域の軟化に適した温度と
し、前記弾性手段によって前記工具に作用させる力を、
前記先端部の窄まりを生じさせる変形が或る所定の温度
への到達と前記工具の作用を受ける壁部の先端部のそれ
による軟化とが達成させられた後に始めて生ずるように
定める。

［作用および効果］ この処理工程においては、中空体が特に缶形の容器と
して使用される場合、一般に壁厚が非常に薄くされ、そ
のためどんな場合にも望ましくない不規則な変形、例え
ば座屈によるひだの形成がさけられるように、中空体に
作用する力の大きさが設定制御され分配されなければな
らないということに特に留意することが必要である。こ
のことは、成形体の変形を受ける領域を除くその他の領
域が支持ないし拘束手段によって、支持され拘束された
ときにも中空体の変形がなされ得るように成形体をその
全域に亘っては支持ないし拘束しないようにした形状付
与工程においては特にそうである。本発明によるこの方
法の利点は、中空体の壁部の先端部を窄めるための力
が、中空体の壁部の先端部上に横断面形状がリング状の
工具によって作用する比較的わずかな力で足ることであ
る。この変形工程の推移は、工具上に作用する一定の力
に対して窄めるべき先端部の軟化度が前記推移を定める
ように、強制制御を伴なわずに行なわれる。これによっ
て、工具の強制的な駆動は不要となる。その場合、窄め
工程の継続時間は中空体ごとに変動しうるが、窄めるべ
き先端部の壁厚が全くか又はほとんど変動を受けないと
いう前提の下に、この変動は非常にわずかである。窄め
ようとする先端部の長さをどんな場合にも中空体ごとに
一定に保つには、窄め工程の間に工具が先端部を覆う距
離寸法を例えばストッパーによって制限することが望ま
しい。

どんな場合にも、窄まりを惹起させる作業工程の間に
中空体が内圧の付与を受けることが望ましい。これは、
有利には、窄め工程のために利用される工具内のダクト
を介して中空体に導入させる圧縮空気によって実現させ
る。これは窄め工程の終了とフランジを形成するための
プレス工程との間の時間が非常に短くなるように個々の
作業工程を相互に協調させることによって常に可能とな
る。この方法形態は、第１工程において先端部の熱処
理、従って加温がリング状の横断面形状を備えた第１工
具によってなされ、この第１工具がこの工程の終了まで
前記先端部との接触状態に保たれることにより、窄め工
程の終了まで中空体の先端部に熱が伝達されることによ
っても助長される。

フランジの形成のために、中空体はその窄められた先
端部と共に第２工具の領域にもち来たされる。この第２
工具は、中空体に形成すべきフランジの形状に内側輪郭
を適合させた凹部を備えた下部材と、下部材の凹部及び
その凹部内にある中空体の先端部内に導入される突子と
から成るものとし、突子の中空体壁部作用する領域は、
導入の始めに少なくとも中空体の先端部の周縁域をひと
先ず拡開し、導入の次の段階において前記周縁域をフラ
ンジにプレス成形し、その後中空体の変形された領域を
十分な形状安定性を得る程度まで冷却する。その場合、
フランジの形成に使用したプレス工具をそのまま壁部の
変形領域の冷却のためにも使用しうる。必要ならば、両
方の工具のうちの少なくとも一方を、例えばその工具の
内部に配されたダクト系に導かれる冷却液によって冷却
することができる。そうした特別の冷却が必要か又は望
ましいかは、中空体の壁厚又は導出すべき熱の量のよう
な、その時々の条件に依存する。中空体の将来の使用に
とって必要な熱安定性を中空体に与えるために、中空体
について窄め工程の前に熱固定工程を実施した場合に
は、中空体の先端部の窄めとフランジのその後のプレス
成形とは、熱固定温度よりも高い温度で行なうべきであ
る。この熱固定温度は、例えばポリエチレンテレクタレ
ート（PETP）を使用した場合には、ほぼ150℃とする。

一般には中空体はフランジのプレス成形中にわたり内
圧を増加した状態下におくことが望ましい。このように
すると、中空体の壁部にプレス成形にとって必要な力又
は他の不所望の制御不可能な変形を受けることがさけら
れる。更に、フランジのプレス成形の間に中空体の壁部
の外面をこれを囲む支持体によって支持し、内圧加圧下
におかれた中空体の膨出がさけられるようにすることが
望ましい。中空体の壁部の剛性が中空体の壁厚の増大と
共に大きくなることから、このような支持体の使用は一
般には中空体の壁厚に依存する。

中空体の先端部の窄めとフランジのプレス成形とは、
生産性を高くするために２つの空間的に隔てられた別の
処理部所において行ない、例えば一方の処理部所で中空
体の先端部が窄め、それと同時に他の処理部所では先行
する中空体にフランジを形成するようにすると有利とな
る。

前述した形成方法を実現するための形成装置は、前記
開口を画定する壁部の先端部を窄めるために、該先端部
を覆って導くことができる横断面形状がリング状の加熱
可能な第１工具を有し、該第１工具の内径は、中空体に
指向した端面においては中空体の変形前の先端部の外径
に少なくとも等しくし、中空体から遠くなるに従って、
中空体の窄められた先端部の輪郭に対応して縮径させる
この第１工具は、取扱い易くするため、しかし特に中空
体内に圧縮空気を導入するために、中空体から遠いほう
の側で閉ざされ、内部へ圧縮空気の導入口を形成しあっ
てもよい。即ち、横断面形状がリング状の第１工具をボ
ンネット状又はベル状に形成し、このボンネット又はベ
ルの内部室が中空体の窄めるべき先端部と作用する位置
において中空体の内部室の延長部分を形成し、室全体は
工具によって上方で閉ざされることにより、室全体に生
じた内圧が圧縮空気によって加圧下に保持されるように
してもよい。

横断面形状がリング状の第１工具がピストンのピスト
ンロッドによって担持され、このピストンが圧縮空気で
付勢可能なシリンダーの内部において案内されるように
すると有利となる。ピストンに対する付勢力の大きさ
は、中空体に向って作用する力が十分な加温とそれによ
る軟化とによって、先端部を窄めるには足りるが、中空
体の加温されない残りの領域においての許容されない変
形を生じさせない程度に選定する。

中空体の窄めた先端部にフランジを形成するために、
中空体の窄めた先端部に対して第２工具を配設いる。こ
の第２工具は、壁部を前記先端部の最終的な輪郭に適合
させた円形の凹部を備えた下部材と、突子とから成り、
この突子の中空体側の先端部は、下部材の凹部及び下部
材によって囲まれた中空体の先端部内に導入可能とし、
中空体の窄めた先端部の外面を囲む下部材の輪郭に適合
するよに形成する。有利には、圧縮空気を中空体に導く
手段を突子に配設する。圧縮空気によって生じる加圧
は、中空体の壁部を内側から支持する。中空体と同軸的
に支持スリーブを配設し、支持スリーブの内面のマンド
レル形状は中空体の外径に適合させる。支持スリーブ
は、中空体に対して相対的に軸方向に可動とし、また中
空体の壁部をその外面の支持のためにその軸方向の広が
りの少なくとも大部分に亘ってきっちりと囲む位置にも
って来ることができるようにして、中空体の壁部外面の
支持も行なわせるようにしてもよい。

有利には、フランジの成形用工具の下部材を型ばらし
の目的のために２つに分割可能とし、また突子には、こ
の突子に対して軸方向に可動にリング状のロック要素を
配設する。このロック要素は、下部材が成形工程の間に
突子によつて圧力付勢される前に、下部材に向って突子
が移動する間に下部材の２つの分割半部分と噛合うよう
にする。同様に、中空体の外面支持に役立つスリーブ
は、その有効位置において工具の下部材と係合させ、フ
ランジのプレス成形の間にわたって下部材の開放を阻止
する補助的なロックを行なわせる。

また、有利には、先端部を窄めるための横断面形状が
リング状の第１工具とフランジを成形するための第２工
具とを好ましくは水平方向の或る距離に別々に配設し
て、各々の処理部所において１つずつの中空体が処理さ
れるようにする。これら２つの処理部所の間の水平方向
の距離は、窄め工程がなされる第１処理部所からフラン
ジの形成がなされる第２処理部所への搬送がごくわずか
の時間しか必要としないように、できるだけ短くすべき
である。

次に図面に示した実施例について一層詳細に説明す
る。

［実施例］ 本発明の方法に従って処理されるべき中空体ないしは
成形体は、以下に説明する実施例の場合、第１図に示し
た形状を備えている。各々の成形体10は、基本的に内側
に引き込んだ凹面状の底部12と、円筒状の壁部14とを有
し、この壁部の自由な上端は開口部を画定している。成
形体10は、例えばフランス公開特許公報第2567066号
（出願番号第8510125号）に記載されているように、絞
り工程とそれに続く広げ工程とを使用して、予成形体か
ら中間製品として作成することができる。成形体10の壁
部14の厚さは例えば0.4〜0.5mmである。成形体10の底部
12の厚さはこれよりも相当に大きいが、それは壁部14の
厚さの減少をもたらした先行する成形工程によって影響
されなかったためである。このようにして作成された成
形体10の壁部14は、絞り工程によって軸方向に延伸され
る。壁部14を形成する材料の周方向の延伸は、絞り工程
に続く広げ工程におてい実現される。

但し、この成形体10は、例えばドイツ特許公告公報第
2222535号に記載されたようなストレッチ−ブロー法に
よって作成してもよい。この場合には、壁部14を形成す
る材料の延伸は、軸方向のストレッチ工程によって、ま
たこの材料の周方向の延伸は、一般に内部の加圧によつ
て生じさせた広げ工程によつて、それぞれ惹起させる。

第１図に示した成形体は、２つの順々の処理工程によ
ってそれぞれ成形プロセスを経過する。成形体10はその
ために最初に第４図に示すように第１処理部所16にもつ
てこられ、そこで第１工具15の下方に、この第１工具に
対して大体軸方向に整列された状態におかれる。この工
具15は環状の横断面形状を有し、上面は閉ざされている
のでベル形又はボンネット形の形状となっており、ベル
形又はボンネット形の下向き開口部17は成形体10に向い
ている。工具15の内径は、壁部18の内側の境界の輪郭が
成形体10に形成しようとする第２図に示した窄まった先
端部20の輪郭に適合されるように、開口部17から向う側
の閉止側に向って縮径している。

第５図に示すように、工具15は、ピストン22のピスト
ンロッド21によって支持され、このピストンは、空圧シ
リンダー24の内部に案内されて成形体10の窄まった先端
部20の成形の間に成形体10に向って圧力付勢される。ま
た工具15の下向に開放された内部室は圧縮空気源に接続
することができる。この目的のために、圧縮空気を導入
するための配管26（第４図）が設けられている。この配
管26への圧縮空気の導入は、第５図に示したホース38を
介して行なう。

第５図において、工具15は基本的に外側マントル28
と、マントル28に対して同軸的に配された内側部分30と
から成っている。マントル28と内側部分30との間には、
内側部分30を加温する為の電気抵抗発熱体となる導線32
が配されている。発熱体となる導線32は、導線36を介し
て図示しない電圧源に接続されている。

搬送摺動部材86によって第１処理部所16にもって来ら
れた成形体10は、そこで搬送摺動部材86、ストッパー88
及びフォーク34によって工具15に対して整列される。工
具15は、成形体10の上端部を窄める第１形成工程を実行
するために、第４図に示した出発位置から成形体10上に
下降させる。工具15の開口部17の内径は、その開口端に
おいて基本的に第１図の円筒状の成形体10の外径よりも
多少大きくなっている。工具15の下降運動の間に、成形
体10の精密な整列が行なわれるので、成形体10は工具15
の下降運動の間に工具15の内側境界壁18と上方の先端部
20との間の接触がなされた後、工具15に対して同軸的に
正確に整列される。工具15の下降運動の第１相において
のこの整列の間に、軸方向力はほとんど成形体10に作用
しないので、成形体10の壁厚は、前述したように非常に
薄くなる。遅くとも成形体10の先端部20と工具15との間
の最初の接触の後に、配管26を経て圧縮空気が成形体10
内に供給されるので、成形体10は内圧を受ける。そのた
めに成形体10の壁部14が支持され、壁部14には、工具15
が更に下降する間に軸方向及びび径方向の力が作用す
る。

工具15は導線32を介して加熱されるので、工具の内側
境界壁18と成形体10の壁部14の先端部20との接触は熱の
伝達を惹起させ、先端部20を形成する熱可塑性材料が、
この熱伝達の間に軟化する。この状態では先端部20は、
比較的わずかな力を使用して変形させることができる。
工具15が先端部20の加温の度合とそれによる可変形性と
のみに対応して成形体10を経て下方に移動するように、
成形体10の外面を通る下方への工具15の運動と先端部20
の加温の度合とを全ての場合に互いに同調させるため
に、工具15は、前述したようにピストン22によって支持
され、ピストン22は空圧シリンダー24の内部に案内さ
れ、成形工程の間にわたって成形体10に向って付勢され
る。この構成によれば、変形させようとする成形体10の
先端部20並びに成形体10の壁部14の連続する加温されな
い領域に加えられる力の自動的な変化を可能とする。即
ち、ピストンに作用する圧力は、結果力が成形体10の軟
化した先端部20を変形させるには十分に大きいが、成形
体10の意図されない変形、特にその加温されない領域の
変形を惹起させるには小さすぎるように、容易に設定す
ることができる。この場合、成形体10によって囲まれた
内部空間が配管26を経て供給される圧縮空気によって前
述したように加圧されることは重要な役割をする。これ
は、この圧縮空気が支持機能を営み、特に工具15によっ
て及ぼされる圧力の作用下に比較的軟弱な成形体10が座
屈することを防止するためである。同様に、窄めようと
する先端部20の内面も付勢されるため、工具15の下降工
程の間の成形工程中に、先端部20は外方に指向する力の
作用を受け、これらの力は、先端部20の全周に亘って一
様に分布され、先端部20が例えばひだその他の形成によ
って不整な変形を受けることを防止することに寄与す
る。内部の加圧によって惹起された外方に指向する力は
工具15の内側壁18を経て伝達される内方に指向する力よ
りも小さいが、内側壁18が成形体10の先端部20と直接に
接触している個所のみにおいては十分な大きさで作用す
る。

工具15は、成形体10の先端部20を変形するために成形
体10を経て下向きに移動する間にわたり強制駆動は受け
ないが、工具15がその際に先端部に覆いかぶさる距離寸
法（下降距離）は、適当な形例えばストッパーによって
制限される。このようにして、基本的に工具15の温度と
先端部20の壁厚とによって規定される、そのために必要
な時間が用立てられるものと想定して、第１処理工程に
おいての先端部20の成形が各々の成形体10について同様
に行なわれることが保証される。

第１成形工程の終了時には、成形体10は第２図に示し
た形状となる。

第１処理部所16においての成形体10の処理が終了した
後、今や窄められた先端部20を備えた成形体10は、図示
しない搬送装置によって第２処理部所40にもって来られ
る（第8-11図）。この処理部所には、下部材42及びびこ
れと共働する突子44から成る２部材の第２の工具が配設
されている。下部材42は板形に形成され、円形の凹部45
を備えている（第11図）。この凹部45を画定する壁部46
の輪郭は、先端部20が第２処理部所40において得るべき
最終的な形状に対応している。下部材42は、２つの半部
分42a,42bに分割され、半部分42a,42bは水平面内におい
て互いに対して相対的に可動となっている。第8-11図に
おいて、第２の工具（下部材42と突子44とから成る）の
うち下部材42はその閉止位置にある。

下部材42及び突子44は、冷却媒体を導くためのダクト
48,49を備えている。

突子44の外面は、リング状のロック要素50によって包
囲され、ロック要素50は、突子44に対して軸方向に可動
となっており、コイルばね52（図示しない仕方で突子44
に支持されている）によって、突子44の自由端54に向っ
て付勢されている。リング状のロック要素50に所属され
たリング状の突部56は、下部材42の上面の上にその凹部
45と同軸的に延在している。

突子44の上端部58は、その自由端に向って円錐状に縮
径する形状となっている。この上端部58に続いて、大体
円筒状の部分（円筒部分60）があり、この円筒部分60
は、突子44の自由端54と反対側の端側で円弧部分62に続
いており、突子44の外径を増大させつつ、中空体に形成
しようとするフランジの所望の形状及びび寸法に対応し
た形状を備えている。円弧状部分62の円筒部分60と反対
側の側面はリング状の突部66によって画定されており、
突部66の内側壁68は、ほぼ軸平行に稜縁を形成するよう
に円弧部分62に続いている。突部66は、工具の下部材42
の上面に凹部45と同軸的に形成したリング状の溝69と共
働する。

凹部45を画定する壁部46の下部域はほぼ円筒状に形成
されている。領域70の直径は、成形体10の壁部14の変形
されない部分の外径に対応している。この大体円筒状の
領域70に続いて、突子44の方向にほぼ円錐形に窄くなっ
ている領域71があり、この領域71は、成形体10の壁部14
の変形されてない部分と第１処理部所16の処理工程の実
施後において最も窄まくなっている成形体10の先端部20
の領域との間の移行部に対応している。このテーパー状
の領域71に続いてほぼ円筒状の短い領域72があり、この
領域72の内径は、領域72と円筒部分60との間に環状空所
が形成され、この環状空所が成形体10の壁部14のそこの
領域によって満たされるように、突子44の円筒部分60の
外径に適合されている。

壁部46のほぼ円筒状の領域72の上方には別の領域74が
続いており、こり領域74は、縦断面形状で見て突子44に
向って増大する直径を有し、形状及びび寸法について突
子44の円弧部分62の形状及び寸法に対応している。下部
材42の壁部の領域74と突子44の円弧部分62とは互いにほ
ぼ平行に延在し、第15図に示した有効な終端位置におい
て環状空隙を画定し、この環状空隙の幅はこの領域にお
いて先端部20に形成すべきフランジ76の厚みに対応して
いる。

成形体10は、第１処理部所16から第２処理部所40にも
って来られた後、第８図に示した位置をひとまず占め
る。この位置では、成形体10は図示しない保持手段、例
えば図示しない搬送装置のグリッパーによって保持され
る。搬送部所40には底部マンドレル77及びび保持マンド
レル78が所属され、これらのマンドレルは互いに独立し
て垂直方向に可動となっている。底部マンドレル77及び
び保持マンドレル78の前面は、成形体10の底部12の形状
に適合されている。保持マンドレル78はロッド79によっ
て担持され、ロッド79は、突子44の長手方向の通し孔中
において、突子44に対して軸方向に可動となっている。
マンドレル78及びびロッド79は、成形体10の内部に圧縮
空気を導くための配管89を備えている。底部マンドレル
77は支持スリーブ90によって同軸的に包囲され、支持ス
リーブ90は底部マンドレル77に対して垂直方向に可動と
なっている。

成形体10が第８図に示した位置を占めると、底部マン
ドレル77及びび保持マンドレル78は、これらが底部12に
突き当たって底部12をその間に締付けるまで、成形体10
の底部12に向って移動する。成形体10はまだ工具の下部
材42の下方の位置にある。マンドレル77,78の間に底部1
2が前述したように締付けられると、その際に共同する
各部の形状によって、工具に対して成形体10が整列され
る。底部12が締付けられた後、支持スリーブ90（成形体
10の外径に内径が適合されている）は、第１処理部所16
において形成された窄まくなった先端部20のほぼ始端
（第９図）まで上方に押動される。マンドレル77,78及
びび支持スリーブ90は、この位置から同期的に成形体10
を伴なって上方に、第10図に示した位置まで押動され
る。この際には下部材42は閉止されている。下部材42は
この位置では支持スリーブ90によってロックされる。こ
の目的のために、少なくとも一側が円錐状になったリン
グ状の延長部分91は下部材42の対応した形状の溝92に係
合する。

図面からわかるように、下部材42の領域70,71,72の輪
郭は、成形体10の窄まくなった先端部20の輪郭に適合さ
れているので、成形体10の窄まくなった先端部20を、マ
ンドレル77,78及びび支持スリーブ90の上行の間に、既
に閉止された下部材42の凹部45内に押込むことができ
る。

成形体10が第10図に示した位置を占めると、突子44
は、第9,10,13図に示した上方出発位置から下方に、下
部材42の凹部45及びびこれと同軸的に配された成形体10
の開口中に進入する。特に第13図から明らかなように、
突子44の自由端54の直径は成形体10の窄くなった先端部
20の最小の直径よりも少し小さいので、突子44は、成形
体10の開口部に、この開口部を画定する壁部と接触する
ことなく進入する。突子44の円錐状の上端部58を導入す
る際に、突子44に対する成形体10の精密な微整列が時に
はなされるが、これは一般には必要でない。その理由
は、工具の下部材42、従ってその突子44に対する成形体
10の軸方向の整列が、下部材42への縮径した上端部58の
導入の際にか、又は最も遅くとも支持スリーブ90の上行
の際になされるためである。

突子44の下行運動の第１相の間に、リング状ロック要
素50の円錐状の下部域80は、下部材42の上面の上の突部
56と係合する。突子44がその下行運動を終了する前にロ
ック要素50がその下端位置に到達しているので、ロック
要素50と突子44との間の相対運動が行なわれ、その際
に、成形体10から遠いほうの先端で突子44に保持されて
いるコイルばね52が圧縮される。ロック要素50と、やは
り時によってはロック要素として作用する支持スリーブ
90の延長部分91とは、後続するプレス工程の際に下部材
42の半部分42a,42bが閉止した状態に保たれるように、
半部分42a,42bを閉止位置に互いに対してロックする課
題を担っている。これは、突部56の外面の円錐形状と、
ロック要素50の下部域80のこれに適合した円錐形状と、
支持スリーブ90の延長部分91及びびそれと共働する溝92
の対応した形状とによって達成される。

突子44が更に下降運動する間に、突子44の円筒部分60
は、成形体10の先端部20に到達する。この円筒部分60の
外径は、窄まくなった先端部20の最小の内径とほぼ合致
する。突子44がほぼ第14図に示した位置に到達した後に
圧縮空気が配管89を経て成形体10の内部に、成形体10の
壁部14、特に第１処理部所16において窄めにれたその先
端部20がフランジの形成の間に座屈を受けることを阻止
するために導入される。成形体10の壁部の外面がこれを
外側から包みこむ支持スリーブ90によって支持されてい
る（第10,11図）ため、成形体10の外方への膨出は可能
ではない。更に、成形体10内の加圧の結果として、先端
部20のうち、フランジ76の形成のために変形させる必要
のない部分は下部材42の壁部に押付けられ、それによっ
て冷却される。

更に下降運動が続けられると、突部66の下端部は溝69
に第15図に示す前に進入する。ここで、内側壁68は全く
遊びが無しに又はごくわずかな遊びで、突部66に所属さ
れた溝69の内側壁82上をすべるので、突子44の円弧部分
62と下部材42の壁部74とによって画定された環状室84
は、全面が、即ち外方に対しても閉止され、窄まくなっ
た先端部20から外方に熱可塑性材料が膨出することを防
止する。第16図の終端位置に向って更に下降する間に、
窄められた先端部20の自由縁部は、フランジを形成する
ように円弧部分62と壁部74との間で外方に曲げられる
（第15図）。この曲げ作用は、外方に曲げられたリング
状のフランジ56を形成する材料が下部材42と突子44との
曲でプレス成形を受け、これによってフランジ76が曲げ
られ成形されると共に、突子44の終端位置では突子44の
円弧状部分と壁部74との間に一定の間隔が与えられるこ
とによって、このフランジ76がその壁厚及び径方向の長
さについてその全周に沿って一様になるまで続けられ
る。このようにフランジ76を一様にすることは、突部66
の内側壁68がプレス成形中の材料の外方への膨出を阻止
することによって達成される。変形を受けない壁域に向
う内方への材料の膨出も全くか又はほとんど生じ得ない
が、その理由は、突子44の円筒部分60と下型42の円筒状
の領域72との間のリング状の間隙が樹脂材料によって完
全に満たされており、この間隙の幅が小さいため流通抵
抗が大きくなり、この間隙を通る多量の樹脂材料の膨出
が不可能なためである。

成形体10の窄められた先端部20の下部材42への導入と
この先端部への突子44の導入とが非常にすみやかに行な
われるため、変形及びフランジの形成が影響を受ける程
度の熱可塑性樹脂材料の冷却がフランジ76の形成のため
の材料の成形前に起こることはない。この冷却が相当な
程度まで起こるのは、突子44が第10,16図に示した終端
位置に到達した後である。その場合、ダクト48,49を貫
流する冷却媒体（一般には水）のため、熱可塑性樹脂材
料が再び形状安定性となる温度までの冷却は非常にすみ
やかに行なわれ、その結果として今や第３図にし示した
形状となっている完成した成形体10は、第１処理部所16
において窄められた先端部20を備えるに至ったのみの成
形体10が第２処理部所40においての再処理（フランジ成
形）のための準備状態にある時に、第２処理部所40から
取出すことができる。

第２処理部所40から仕上った成形体10を取出す前に、
配管89に所属させた弁を開弁することによってこの成形
体10の内圧を常圧に戻すか若干減圧する。その場合、突
子44は円錐状ロック要素50と共に、また支持スリーブ90
は延長部分91と共に上方又は下方に移動し、下部材42か
ら離脱する。その時に、下部材42は両方の半部分42a,42
bの矢印81方向の離開によって開放され、フランジ76が
形成された成形体10は下方に取出すことができる。

この目的のために、底部マンドレル77と保持マンドレ
ル78とは下方に向って同期的に第８図の位置まで走行
し、成形体10はここで前述した搬送装置又は別の搬送装
置によって掴まれる。この時に、底部マンドレル77を下
方に、保持マンドレル78を上方にそれぞれ移動させ、成
形体10を自由にする。

特に第３図からわかるように、フランジ76の自由端
は、壁部14の最大直径のところの成形体10の輪郭から先
に突出していない。そのため、大量に製造され処理され
る仕上げされた成形体の搬送にとって好都合となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従う処理工程を実施する前の缶の製
造の中間製品を表わす成形体の形の熱可塑性剛性樹脂の
中空体を示す縦断側面図、第２図は、窄めた先端部を備
えた第１図による成形体について第１処理工程の実施後
の状態を示す縦断面図、第３図は、フランジが形成され
た第1,2図による成形体について第２処理工程を実施し
た後の状態を示す縦断面図、第４図は、第１処理部所に
ある成形体を出発位置の処理工具と共に示す略縦断面
図、第５図は、工具を中間位置として示した第４図と同
様の略縦断面図、第６図は、工具を次の中間位置として
示した第５図と同様の略縦断面図、第７図は、工具をそ
の最終位置として示した第５図と同様の略縦断面図、第
８図は、第２処理部所に成形体をもって来る間の様子を
示す略縦断面図、第９図は、第２処理部所に成形体をも
って来る際の中間の段階を示す第８図に対応する略縦断
面図、第10図は、第２処理部所の成形体及びび第２処理
部所の工具をそれぞれの出発位置において示す第８図に
対応する略縦断面図、第11図は、両方の工具をそれぞれ
の終端位置において示す第10図に対応する略縦断面図、
第12図は、矢印XII-XIIの方向に見た第11図の工具の下
部材を模式的に示す略平面図、第13図は、第10図の一部
分の拡大断面図、第14図は、両方の工具の共働部分を中
間位置として示した第13図に対応する拡大断面図、第15
図は、第13,14図に示した各部を別の中間位置として示
した第13図に対応する拡大断面図、第16図は、第12-14
図に示した各部をその終端位置として示した、第13図に
対応する拡大断面図である。 10……中空体（成形体）、14……壁部、20……先端部、
76……フランジ（周囲フランジ）、15……第１工具、42
……下部材（第２工具）、44……突子（第２工具）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス・ホルヴェーゲ ドイツ連邦共和国、2000 ハンブルク 76、ツインメルシュトラーセ 33 (72)発明者 ウオルフガング・レイマン ドイツ連邦共和国、2000 ハンブルク 67、グローテン・ホッフ 15 (72)発明者 ピーター・ローズ アメリカ合衆国、メリーランド 20854、 デボラ・ドライブ・ポトマック 11116 (72)発明者 クラウス・フォーゲル ドイツ連邦共和国、2000 バールスビュ ッテル、リューテルスベルク ４アー (72)発明者 ヴァルター・ヴィーデンフエルト ドイツ連邦共和国、2000 ハンブルク 62、タンネンヴェーク ２ベー

Claims (20)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に開口を有するほぼ円筒状の壁部（1
   4）を備えた熱可塑性合成樹脂材料の中空体（10）にフ
   ランジを形成する方法において、前記壁部（14）の開口
   を画定する先端部（20）を加温し、外側から前記先端部
   （20）の外周に沿って力を作用させることによって前記
   先端部（20）を窄めた後、このように窄めた前記先端部
   （20）に周囲へ拡がるフランジ（76）をプレス工程によ
   って形成することを特徴とする熱可塑性樹脂材料の中空
   体にフランジを形成する方法。
2. 【請求項２】前記先端部（20）を窄める工程を、その加
   温と同時に、前記先端部（20）の構成材料の前記加温に
   よる軟化に従って実行することを特徴とする請求項１に
   記載のフランジの形成方法。
3. 【請求項３】前記中空体（10）の前記先端部（20）につ
   いて付与すべき窄まりの寸法に対応して、中空体（10）
   から遠いほうの先端に向って内側の輪郭を窄めた横断面
   形状が大体においてリング状の第１の工具（15）を、前
   記先端部（20）を窄めるために前記先端部（20）の上に
   導き、工具（15）を中空体（10）へ向う方向に作用する
   弾性手段の作用下におき、前記先端部（20）と接触する
   前記工具（15）の内壁面の温度を窄めようとする領域の
   軟化に適した温度とし、前記先端部（20）の窄まりを生
   じさせる変形が、前記先端部（20）の所定の温度への到
   達と、工具（15）の作用を受ける前記先端部（20）の前
   記温度への到達による軟化とが達成された後に始めて生
   ずるように、前記弾性手段によって前記工具（15）に作
   用させる力を定めることを特徴とする請求項１又は２に
   記載のフランジの形成方法。
4. 【請求項４】前記先端部（20）の窄め工程の間に工具
   （15）が前記先端部を覆う距離寸法を制限することを特
   徴とする請求項３に記載のフランジの形成方法。
5. 【請求項５】前記窄まりを形成する作業工程の間中、中
   空体（10）に内圧をかけた状態とすることを特徴とする
   請求項１に記載のフランジの形成方法。
6. 【請求項６】中空体（10）の窄まった先端部（20）にフ
   ランジ（76）を形成する第２変形工程を、先端部（20）
   を窄める第１工程中で用いた熱の残りを使用し尽くすよ
   うに行うことを特徴とする請求項１に記載のフランジの
   形成方法。
7. 【請求項７】窄めた先端部（20）を有する中空体（10）
   を、該中空体（10）に形成すべきフランジ（76）の形状
   に内側輪郭を適合させた凹部（45）を有する下部材（4
   2）と、該下部材（42）の前記凹部（45）及びその凹部
   の中にある中空体（10）の先端部（20）内に導入される
   突子（44）とを備えてなる第２の工具（42,44）の領域
   に持ち来たし、前記突子（44）の中空体（10）壁部に作
   用する部分によって、導入の始めの段階で少なくとも中
   空体（10）の先端部（20）の周縁域をひと先ず拡開し、
   導入の次の段階で周縁のフランジ（76）を前記第２の工
   具の下部材（42）と突子（44）との間でプレス成形し、
   その後に中空体（10）の変形領域を、十分な形状安定性
   を得る程度にまで冷却することを特徴とする請求項１に
   記載のフランジの形成方法。
8. 【請求項８】前記中空体の壁部（14）の変形領域をフラ
   ンジ形成のために使用した第２の工具を（42,44）の部
   分で冷却することを特徴とする請求項１に記載のフラン
   ジの形成方法。
9. 【請求項９】フランジ（76）のプレス成形の間中、前記
   中空体（10）に内圧をかけた状態としておくことを特徴
   とする請求項１に記載のフランジの形成方法。
10. 【請求項１０】フランジ（76）のプレス成形の間中、前
    記中空体の壁部をそのまわりを囲む支持部材によって支
    持することを特徴とする請求項１に記載のフランジの形
    成方法。
11. 【請求項１１】中空体（10）の先端部（20）を窄める工
    程と、フランジ（76）のプレス成形工程とを、互いに離
    れた第１と第２の処理部所（16,40）において行うこと
    を特徴とする請求項１に記載のフランジの形成方法。
12. 【請求項１２】一端に開口を有するほぼ円筒状の壁部を
    備えた熱可塑性合成樹脂材料の中空体（10）にフランジ
    を形成する装置であって、前記壁部（14）の前記開口を
    画定する先端部（20）を窄めるために該先端部（20）を
    覆うように駆動される横断面形状がリング状の加熱可能
    な第１工具（15）を有し、該第１工具の内径は、中空体
    （10）に指向した側の端面においては前記中空体（10）
    の変形前の前記先端部の外径に少なくとも等しく、中空
    体（10）から遠くなるほうに向って縮径されて、前記開
    口へ向って前記先端部（20）の輪郭をそれに対応して、
    窄めるようになされ、さらに前記第１工具（15）が加熱
    装置（32）を備えていることを特徴とする熱可塑性樹脂
    材料の中空体にフランジを形成する装置。
13. 【請求項１３】横断面形状がリング状の第１工具（15）
    が中空体（10）中に圧縮空気を導入するために中空体
    （10）から遠い側で閉ざされ、前記第１工具中に圧縮空
    気源に接続可能な配管（26）が設けられていることを特
    徴とする請求項12に記載のフランジの形成装置。
14. 【請求項１４】横断面形状がリング状の第１工具（15）
    がピストン（22）のピストンロツド（21）によって担持
    され、ピストン（22）が圧縮空気で付勢可能なシリンダ
    ー（24）の内部において案内されていることを特徴とす
    る請求項12に記載のフランジの形成装置。
15. 【請求項１５】シリンダー内の圧縮空気の圧力を調整可
    能としたことを特徴とする請求項11に記載のフランジの
    形成装置。
16. 【請求項１６】前記中空体（10）の窄めた先端部（20）
    にフランジ（76）を形成するための第２工具（42,44）
    を備え、該第２工具が、先端部（20）の最終的な輪郭に
    壁部（71,72,74）を適合させた円形の凹部（45）を有す
    る下部材（42）と、突子（44）とを備えて成り、前記突
    子（44）の中空体（10）側の先端部は、下部材（42）の
    凹部（45）およびこれによって囲まれた中空体（10）の
    先端部（20）の中に導入可能とされ、且つ中空体（10）
    の窄めた先端部（20）の外面を囲む下部材（42）の輪郭
    に適合するように形成されていることを特徴とする請求
    項12に記載のフランジの形成装置。
17. 【請求項１７】突子（44）が圧縮空気を中空体（10）に
    導く配管手段（89）を備えたことを特徴とする請求項12
    に記載のフランジの形成装置。
18. 【請求項１８】中空体（10）と同軸的に支持スリーブ
    （90）が配設され、該支持スリーブ（90）の内径は中空
    体（10）の外径に適合され、該支持スリーブ（90）が中
    空体（10）に対して相対的に軸方向に可動とされ且つ中
    空体の壁部をその外面の支持のためにその軸方向の広が
    りの少なくとも大部分に亘ってきっちりと囲む位置にも
    って来ることができるようにされていることを特徴とす
    る請求項12に記載のフランジの形成装置。
19. 【請求項１９】フランジ（76）の成形用工具の下部材
    （42）が型ばらしの目的のために分割可能とされ、また
    突子（44）には、この突子に対して軸方向に可動にリン
    グ状のロック要素（50）が配設され、該ロック要素（5
    0）は、下部材（42）が成形工程中に突子（44）によっ
    て加圧付勢される前に、下部材（42）に向って突子（4
    4）が移動する間に下部材（42）の２つの半部分（42a,4
    2b）と噛合うようになされていることを特徴とする請求
    項16に記載のフランジの形成装置。
20. 【請求項２０】先端部（20）を窄めるための横断面形状
    がリング状の第１工具（15）とフランジ（76）を成形す
    るための第２工具（42,44）とを、水平方向の或る距離
    に相互から隔てられた２つの処理部所（16,40）に離し
    て配設したことを特徴とする請求項12に記載のフランジ
    の形成装置。