JP4567336B2 - 缶胴を拡開しかつ成形する装置及び方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、缶胴を拡開しかつ成形する装置であって、拡開すべき缶胴内に一方の側から導入可能な心棒状の成形工具と、対応工具とを備えている形式のものに関する。
【０００２】
本発明は更に、缶胴を拡開しかつ成形する方法であって、心棒状の成形工具を缶胴内に導入し、かつ対応工具に向かって動かす形式のものに関する。
【０００３】
このような装置並びにその使用はDE 100 40 173 A1に記載されている。この装置は硬質のかつ肉厚の、鋼又は何らかの他のより硬質の材料から成る、円筒形の横断面の成形ブロックを有しており、この成形ブロックはその高さの大部分に沿って、既に拡開されている缶体の内径に相応するより大きな直径と、かつその上方の部分において円すい状の区分とを有している。この円すい状の区分の上方には、減少せしめられた直径の、短い区分が配置されており、この区分は拡開すべき缶体の内径に相応する。成形ブロックは、圧力の下でかつ拡開すべき缶体に適合可能に当て付け可能であるように、あるいは缶体を受容することができるように、構成される。成形ブロックは更にその下方の端部において、その工具を鋼ディスクの形のフランジを形成するために有しており、この鋼ディスクはその上方の側に細溝形の横断面のリング形の溝を備えており、この溝は円筒状の缶体の下方の端部から拡開及び成形の間に達しかつ係合することができる。対応工具はDE 100 40 173 A1によれば、フランジを形成するために缶の上方の部分において使用され、やはり、鋼ディスクから成っており、この鋼ディスクはその下方の、成形ブロックに面した側において、細溝形の横断面のリング形の溝を備えており、かつ小さい、リング形のかつ突出している区分を有しており、この区分は溝の内周を取り囲んでいる。突出している区分は係合によって拡開及び成形の過程を受ける缶体に適合可能に保持されている。成形ブロックが前製作された缶胴内に導入されることによって、缶体は成形ブロックの外方の表面に成形され、その際缶体直径は増大せしめられ、かつただ１つの加工ステップでいわゆる「ネック・イン」が形成される。両方の鋼ディスクの上述の溝は、その都度の缶素材端面をわずかに拡開する。缶胴形はこれにより成形体の完全な前進が行われた後に、その外とう面修正に相応する。換言すれば缶胴はわずかな上方の範囲、ネック・イン範囲、を除いて、円筒形である。
【０００４】
ライバルから逃げるために、詰め込み工場から次第に個々に成形された缶が要求される。現在行われている円筒胴を成形するための方法は、機械的な拡大又は拡開である。このために適した工具は多数の、円内に配置されたセグメントから成り、これらのセグメントは外面において所望の形プロフィールを所持している。工具を溶接された円筒内に導入し、工具の内部の円すい体によって成形セグメントを半径方向で外方に動かすと、セグメントは円筒胴を拡開しかつ成形する。この方法の欠点は、円とう胴が多角形になり、円筒胴材料が局所的に強く伸長せしめられ、素材短縮が円周に沿って不均一であり、かつ拡開が素材端部にまで行うことができないことである。それは何らの充分な正確なフランジ付けがもはや生じないからである。
【０００５】
他の方法は、成形する中空マトリックスで行われ、この中空マトリックス内で素材が形成される。圧力媒体としては高圧縮された空気又は水噴流が役立つ。もちろんこのような方法は高価で、遅くかつフレキシブルでない。
【０００６】
形形成の刻み込みはいわゆるスピン・フロー・シェープによって行うこともでき、これはロール圧力法であって、拡開は行われず、溶接素材の直径が成形箇所において減少せしめられる。この方法ではしかしながら単に簡単な回転対称的な形が生ぜしめられるに過ぎない。
【０００７】
上述の背景技術から出発して、本発明の課題は、最初に述べた形式の装置及び方法を提供し、安価な、フレキシブルなかつ迅速な切り替え可能性を望まれる缶胴形成を、回転対称的でない成形を含めて、製作可能であるようにすることである。このために使用される機械部分は可及的に頑丈であり、かつ変形が素材端部まで可能であるようにする。
【０００８】
この課題は請求項１若しくは７による装置並びに請求項９による方法で解決される。
【０００９】
本発明によれば、完成した素材、缶胴、は、完成部分の最少の所望の直径よりも小さいか、同じである直径で製作される。背景技術と異なって、しかしながら、第１の実施変化形によれば２つの心棒状の成形工具が使用され、これらの成形工具は互いに逆の側から缶素材内に導入され、かつ缶素材を拡開及び成形によって変形し、心棒状の成形工具のその都度の端面が最終位置に来るようにする。両方の心棒状の成形工具の横断面プロフィールは少なくともそれらの端部において部分範囲内で、心棒端部から更に離れている相応する部分範囲よりも、心棒縦軸線からわずかな間隔を有している。このことは心棒端部側で円すい状又は接線状に互いに移行している丸み又は両者の組み合わせ、しかしまた外とう面側で丸みのない横断面プロフィールあるいは両者の組み合わせから成ることもできる。心棒端部の最大直径は、拡開すべき缶胴の直径よりも小さいか、同じかあるいはわずかに大きい。特に、横断面形は心棒端部に向かって少なくとも部分軸方向の範囲にわたって先細に構成しておくことができる。心棒端面は心棒軸線に対して垂直か、心棒軸線に対して斜めに、波形にあるいはほかの任意に配置若しくは構成しておくことができる。後者の場合には、缶素材におけるくびれ部を形成することもでき、このくびれ部は素材縦軸線に対して斜めに、波形にあるいははほかの任意に形成しておくことができる。
【００１０】
本発明の対象は、心棒状の記載した成形工具を使用する方法でもある。
【００１１】
既に述べたように、素材はシェーププロフィールの最少直径にあるいは幾分か小さく溶接され、かつ次いで両側の、若しくは特別の場合には片側の、成形工具の導入によって最終直径に、シェーププロフィールの外側で、もたらされる。心棒端部及び心棒の構成は、シェーププロフィール及び外とう幾何形状を決定する。所望のシェープ形に応じて、その都度の心棒端部が溶接された素材の内径よりも幾分か大きいかあるいは同じである場合には、心棒端部は前置の変更ステップで軽く円すい化しておいて、心棒が自動的に導入され得るようにする。
【００１２】
図１に示すように、間隔をおいて互いに向き合っている掻き取り器３及び４の開口を通して案内される２つの心棒状の成形工具１及び２は、缶素材５のための成形工具として用いられる。この缶素材５の端部は軽く円すい状に曲げ開かれているので、成形工具１及び２の心棒端部は容易に導入することができる。開いている素材５は図示していない搬送手段によって背景技術により公知の形式で、掻き取り器３と４との間に配置され、かつ同時に素材長手方向軸線である工具長手方向軸線６に対して位置決めされる。図１に示した状態では、心棒状の成形工具１及び２はそれぞれ上方若しくは下方のデッド位置にある。
【００１３】
図２に示すように、矢印７若しくは８の方向で、成形工具１及び２が互いに向いて動かされ、その際成形工具は缶素材５を拡開し、図３に示した最終状態に達する。成形工具のプロフィールは相応する形式で缶素材５に成形され、缶素材はその下方の１／３において喉状のくびれ部９を有しており、このくびれ部は、心棒状の成形工具の端部の先細になっているプロフィールによって決定されている。成形工具の端面は図３に示した最終状態では平面接触している。缶素材５の変形の後に、成形工具１及び２は再び引き戻すことができ、その際成形された素材は掻き取り器３と４との間に残り、次いで背景技術により公知の搬送手段により搬出することができる。既に図１〜３によって認められるように、単に成形工具のプロフィール端部だけでなしに、全体の表面輪郭が素材５において模写され、したがって単に図４又は５に相応する滑らかな丸い成形だけでなしに、図６及び７に相応する非円形の成形も、シェープ範囲において並びに外とう範囲において、あるいは図８に相応する長手方向に溝付けされた成形あるいはまた図９による缶成形若しくは前述の成形の組み合わせを製作することができる。
【００１４】
図５は、保護ビード１１としてのシェープを備えた拡開された素材１０を示し、この保護ビードは、下方から導入された成形工具をほとんど素材開口の他方の端部まで導き、かつ対応工具としての心棒状の成形工具を相応して短く構成しておくことによって、成形することができる。この場合においても、相互に向かって動かされる心棒状の成形工具の最後に接触する端面は縦軸線６に対して垂直に整向されている。
【００１５】
図６においては、非対称的に波形の装飾シェープを備えた拡開された素材１２が示されている。くびれ部１３はリングプロフィールとして、縦軸線６に対して直交ではなしに、斜めに位置しており、若しくはくびれ部は波形である。このことは、対応して構成されている心棒端部を備えた２つの心棒状の成形工具を使用することによって達成され、これらの成形工具の端面は縦軸線６に対して斜めに若しくは波形に位置する平面若しくは斜めに位置する、場合によりねじられた面内に配置されている。本発明による成形工具により缶素材内で単に拡開だけが行われるので、要するに何らのアンダカットも行われないので、円すい状の先細になっている心棒端部はくびれ部の所望の成形形成及びその位置に相応して構成することができる。
【００１６】
図７に示した素材１４はやはり非対称的に構成されていて、かつ２つの直線状でない範囲１５及び１６を有しており、これらの範囲内で素材は小さな直径に先細にされており、この直径はそれらの間の範囲１７において、特定の、心棒端部形成によって前決定された長さ寸法にわたって、コンスタントである。一般に、シェープの形及び位置は印刷画像に適合させることができる。
【００１７】
図８の缶素材１８によって、回転対称的な装飾シェープと縦プロフィール１９との組み合わせが認められ、この縦プロフィールは成形工具外とうによって決定される。この缶素材を製作するためには、２つの心棒状の成形工具を使用することができ、これらの成形工具の端面は缶素材の内部で平面２０内において変形最終位置に来る。くびれ部２１のほかに、下方から導入される成形工具の相応する構成によって、直径を増大させる下方の区分２２を作ることができ、この区分は素材の上方の円筒状の区分２３と同じかあるいは他の直径であることができる。
【００１８】
缶素材２４は外とうを有している。この外とうは、円筒形を備えたわずかな上方及び下方の部分範囲２５，２６を除いて、それぞれ平面２７まで達して、先細に延びている。換言すれば、缶外とう外部プロフールは大体において凹面に構成されている。
【００１９】
図１０は、図４による２つの缶素材５が積み重ね可能でもあることを示している； 相応することは、残りの缶素材に対しても当てはまる。
【００２０】
上述の缶拡開方法は背景技術により公知の拡開及び他の方法に比較して次のような利点を有している：
拡開された素材は相応する缶構成において−成形された縦プロフィールは別として−円形であり、かつ必然ではなく多角形である。
【００２１】
加えて、薄板の伸長は円周にわたって一様であり、これによって同じ薄板伸長においてより大きな拡開が可能である。何らの明確な高さ変動も生じることはない。変形可能性は素材端部にまで可能である。
【００２２】
更に望ましく一様な薄板厚さ減少が円筒状の部分内で生じるのに対し、負荷の危険のあるシェープ範囲内ではなおオリジナル薄板厚さが維持される。
【００２３】
使用される成形工具は簡単で、頑丈であり、かつ変化したシェープ形が望まれるときには、簡単に既存の設備において後装備若しくは交換することができる。
【００２４】
図１〜１０に示した実施例は任意に変化させることができ、その際薄板及びラッカの一般的な適性を別とすれば、変形限度はわずかである。既に述べたように、単にアンダカット形だけは生ぜしめることができない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 掻き取り器開口を通って互いに可動である２つの心棒状の成形工具の、素材変形の前の出発位置において示した、概略的な図を示す。
【図２】 図１に相応する配置を、部分行程で相互に向かって動かされた缶成形工具をもって示す。
【図３】 缶胴プロフィールが完成した、成形工具の最終位置を示す。
【図４】 図１〜３に示した工具で製作された素材プロフィールの側面図を示す。
【図５】 缶素材のための構成可能性を示す。
【図６】 缶素材のための構成可能性を示す。
【図７】 缶素材のための構成可能性を示す。
【図８】 缶素材のための構成可能性を示す。
【図９】 缶素材のための構成可能性を示す。
【図１０】 差拡開された、積み重ね可能な、回転対称シェープを備えた素材を示す。
【符号の説明】
１ 成形工具、２ 成形工具、３ 掻き取り器、４ 掻き取り器、５ 缶素材、６ 工具縦軸線、７ 矢印、８ 矢印、９ くびれ部、１０ 素材、１１ 保護ビード、１２ 素材、１３ くびれ部、１４ 素材、１５ 範囲、１６ 範囲、１７ 範囲、１８ 缶素材、１９ 縦プロフィール、２０ 平面、２１くびれ部、２２ 区分、２３ 区分、２４ 缶素材、２５ 部分範囲、２６ 部分範囲、２７ 平面

Claims (8)

1. 缶胴（５）を拡開しかつ成形する装置であって、拡開すべき缶胴（５）内に一方の側から導入可能な心棒状の成形工具（１）と、対応工具（２）とを備えている形式のものにおいて、対応工具（２）がやはり、缶胴（５）内に、しかしながら逆の側から導入可能であって、前記一方の側から導入可動な成形工具（１）と当接可能な心棒状の成形工具であり、両方の心棒状の成形工具（１，２）の端部の横断面プロフィールが、シェープ形に応じて、同じであるか、あるいは相補的に同じであり、缶胴（５）の両端間において、両心棒状の成形工具（１，２）が当接されて、両心棒状の成形工具（１，２）の端部の横断面プロフィールに応じた形状が、前記缶胴（５）の両端間に形成されることを特徴とする、缶胴を拡開しかつ成形する装置。
2. 両方の心棒状の成形工具（１，２）の横断面プロフィールがそれらの端部の少なくとも部分範囲内で、心棒端部から更に離れている相応する部分範囲と比べて、心棒縦軸線（６）から小さな間隔を有していることを特徴とする、請求項１記載の装置。
3. 心棒端部の最大の直径が、拡開すべき缶胴（５）の直径よりも小さいか、同じかあるいは幾分か大きいことを特徴とする、請求項１又は２記載の装置。
4. 横断面形が心棒端部に向かって、少なくとも部分軸方向の範囲にわたって先細に構成されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置。
5. 心棒端面が少なくとも部分範囲において、心棒縦軸線（６）に対して直交でなく配置されていることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置。
6. 心棒外とう面が少なくとも部分的に、非円形の横断面を有していることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置。
7. 心棒状の成形工具が掻き取り器（３，４）に沿って可動であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の装置。
8. 缶胴（５，１０，１２，１４，１８及び２４）を拡開しかつ成形する方法であって、心棒状の成形工具（１）を缶胴内に導入し、かつ対応工具（２）に向かって動かす形式のものにおいて、請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置を使用することを特徴とする、缶胴を拡開しかつ成形する方法。

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