JPH10501743A - 缶体製造機のための改良された軽量ラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 底が浅いカップから長くなっているワンピースの金属缶体を成形するための高速装置に使用されるラム（１０）は、ノーズピース（１２）を本体（１５）に冶金的に接合することにより構成され、該本体は、フロントエンド（１９）と、駆動手段への接続のためのテールピースセクション（１３）をもつ長くなっている薄い壁のチューブセクション（１１）を有するシングル一体ものから構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】 名称 缶体製造機のための改良された軽量ラム 発明の背景 この発明は、比較的底が浅いカップから、長いワンピース金属缶体を 成形する高速装置に使用されるラムの構造に関し、そして、さらに詳しくは、缶 体製造機の作動の間、発生するストレスに耐える増加した一体性をもつ改良され た軽量ラムに関するものである。 ビールや飲料に多用されているタイプの所謂ツーピース金属容器また は缶の主体または缶体は、長くなっているシリンドリカルの壁、一体の底部およ び開放された頂部を含む。このような缶体は、金属缶体成形機および類似のもの のようなカップ形状製品成形機のための再引き抜きブランクホルダー位置決め機 構について、イー．パラモノフへ１９７２年１２月５日に交付された米国特許第 ３，７０４，８１９号、ワンピース金属缶体を成形する装置と題するイー．パラ モノフへ１９７３年５月２９日に交付された米国特許第３，７３５，６２９号な らびにシームレス容器ボディ製造装置についてダブリュ．スナイダーとディ．デ ットマーへ１９８５年７月２３日に交付された米国特許第４，５３０，２２８号 に記載された形式の引き抜き及びアイアニング機械で成形される場合が多い。前 記特許に記載の装置は、比較的浅いカップの形態のブランクスから缶体を作るも ので、レシプロカルのラムによって各カップを勾配がついた開口をもつリング状 の一連のダイエレメントである一まとめのダイスに通す。各ブランクは、まず最 初最大の開口部へ通され、続いてブランクが通される開口部は、ブランクが通さ れた上流の開口部よりも僅かに細くなっている。 ラムの前部でラムに装着された交換自由のポンチが各カップに当たり 、これを一連のダイに通す。ラムの後端は、駆動手段に連結されており、この駆 動手段は、前進作動ストロークと、これに続く後退戻りストロークを介して、ラ ムをその水平方向に位置する長さ方向軸にそって往復動させる。 通常、ラムは、シングルピースのバーストックから製造される。これ によって、ラムの長くなったメインの中空になっている中央部分を容易にマシニ ングするについて厳しい制限が課せられる。この問題は、ラムの両端における軸 方向の通路の直径に制限があり、所要の機械的強度（過剰な壁の厚さを有してい ない）を中央部分に付与することを可能にする中央部分の直径よりもずっと細く なっている点に起因する。したがって、従来の技術においては、メインの中央部 分の壁の厚さを強度条件に合うに必要な程度のものよりも遥かに厚くしてあり、 この結果、ラムは、必要以上に重くなってしまっている。 米国特許第５，２０８，４３５号においては、溶接体として作られた ラムが提供されており、この溶接体においては、長いチューブ、該チューブの一 端に冶金的に接合されたテールピースおよび該チューブの他端に冶金的に接合さ れたノーズピースが存在している。効果はあるにせよ、このラムは、溶接ゾーン におけるストレスレベルが過大でありすぎ、特に、チューブに接合されたテール ピースの部分にあっては、溶接部が不完全であると、これらのストレス作用が倍 加してしまう。 発明の概要 比較的軽量のラムを作るために、本発明は、ノーズピースを本体に冶 金的に接合して作られた単一構造のものであって、この本体は、薄い壁の長くな っているチューブ部分を有し、ラムをその長さ方向にそって往復動させる駆動手 段に接続するに適しているフロントピースおよびテールピースを備えているもの を提供する。本体の前端部とテールピースセクションは、重なった部分を有し、 共にシュリンク取り付けにより組み立てられていることが好ましい。接合は、溶 接で行われ、これによって、シングルピースのバーストックから作られたラムに おける強度と実用上等しい取り付け強度が得られる。好ましくは、チューブの壁 の厚さは、ラムに要求される作業に充分な強度を与えるに必要な厚さを実質的に 越えないもので、最低の重量になるように選択される。二つのピースを溶接して ラムを作ることによって達成される重量は、著しく軽量化され、製造マシンのサ イクルレートの増加が許されることから缶製造効率が増進する。 したがって、本発明の第１の目的は、缶体製造機に対する比較的軽量 のラムを提供することである。 他の目的は、冶金的に共に接合されて、単一構造体を形成する二つの 要素から作られている形式のラムを提供することである。 他の目的は、二つの要素が共にシュリンク接合もされている形式のラ ムを提供することである。 他の目的は、オーバーラップされたシュリンク接合によって支持され た溶接ジョイントにおける曲げストレスのレベルを下げることである。 さらに他の目的は、溶接技術により製造される形式のラムを提供する ことである。 別の目的は、ラムのメインの長くなっている中央セクションが壁の厚 さに対し、１００倍以上の比率の長さを有するタイプのラムを提供することであ る。 さらに別の目的は、マシン速度を早めることができるタイプのラムを 提供することである。 この発明のこれらの目的ならびに他の目的は、添付図面の以下の記載 を読めば、直ちに明らかになるものであり、図面において： 図１は、本発明の教示により作られた軽量ラムの一部断面側面図であ る。 図２は、軽量ラムの本体の一部断面側面図である。 図３は、図２の矢印３−３方向から見た軽量ラムの本体の端面図であ る。 図４は、軽量ラムのノーズピースの一部断面側面図である。 図５は、図４の矢印５−５方向から見た軽量ラムのノーズピースの端 面図である。 発明の詳細な記述 ラム１０は、溶接１４によりノーズピース１２を本体１５の薄い壁の チューブ状中央セクションの前端部１９に接合されて作られている。本体１５は 、前端部１９とテールピースセクション１３を備えた薄い壁の長いチューブセク ション１１を有する単一一体もの（即ち、シングルピース構造）から作られてい る。本体は、中実のバーまたはチューブからマテリアルを穿孔して、薄い壁のチ ューブセクション１１と、一体のテールピースセクションとを形成することで作 られることが好ましい。有利なことは、一体のチューブセクション１１とテール ピースセクション１３とを有する本体１５の構造により、これら二つのセクショ ンの間の溶接またはジョイントを、缶体製造機の操業中にストレスの増加がみら れるラム１０のポイントからなくすことができ、かくして、破壊されるジョイン トがないことによって、ラムの構造一体性が増進する。 代表的な例では、メインセクション１１は、約４２インチまたは以下 の長さＬを有し、チューブセクション１１の壁の厚さＴの少なくとも１００倍の 長さである。実用の構造では、チューブセクション１１は、外径が約２．５イン チで、内径が約２インチである。この結果、壁の厚さは、１／４インチになり、 シングルピースのバーストックをマシニングする従来技術の中央セクションの１ １／１６インチの壁の厚さに対し、５／８インチの６４％分薄くなる。チューブ セクション１１の壁の厚さが１／８インチであれば、これは、従来技術における １１／１６インチの壁の厚さの８２％減になる。チューブセクション１１は、直 径がチューブセクション１１の外径の７５％以上である軸方向通路をもつことが 好ましい。 本体のノーズピース１２とテールピースセクション１３の軸方向長さ は、それぞれ、約６．６インチ、約１．７インチが適切な長さである。ノーズピ ースとテールピースそれぞれの軸方向の通路１６，１７の直径は、約１インチの ３／４インチである。チューブセクション１１の軸方向の通路の直径は、ノーズ ピース１２とテールピースセクション１３両者の軸方向通路の直径の少なくとも ２倍であることが好ましい。 ノーズピース１２は、ポンチノーズとスリーブ（図示せず）とがノー ズピース１２のシリンドリカルな外面部１８を囲み、これにぴったり合うように ポンチノーズとスリーブとを装着し、位置させるようになっている。ポンチエレ メンツは、通路１６の前部にある内面螺条に合う外面螺条をもつ保持スクリュウ によって所定位置に取り付けられる。ポンチノーズは、ポンチノーズ保持スクリ ュウによって、図１に示したノーズピースに固定できる。 テールピース１３は、ラム１０をその長さ方向軸２５にそって往復動 させる駆動手段（図示せず）に連結されるようになっている。ラム１０の適切な 駆動手段ならびに缶体成形装置の他の詳細は、前記した米国特許３，７０４，６ １９；３，７３５，６２９および４，５３０，２２８号に記載されている。これ らの三つの特許の教示のものは、ここに参考として組み入れる。 溶接部１４を形成し、エレメンツ１２，１５を冶金的に接合する溶接 により、実用上、ワンユニットのシングルピース構造をもつに等しい取り付け強 度が達成される。好ましくは、溶接部１４のストレスレベルを減らすために、チ ューブセクション１１とノーズピース１２とは、その一方の一部が他方の一部に 重なって、ぴったり嵌まり合い、両者がシュリンクフィットするような構造にな っているもので、即ち、フロントエンド１９の重なる部分を加熱して、これを膨 張し、内側になる部分２０に嵌合させることで、両者が組み立てられる。重なり 合った部分は、少なくとも３／４インチ、好ましくは、１1/4から１1/2インチで あって、良好なシュリンク嵌合が達成される。適切なシュリンク嵌合は、本体１ ５を４００〜４５０°Ｆに加熱し、続いて、ノーズピース１２の内側になる部分 ２０を本体１５のフロントエンド１９の重なり合う部分へ嵌めこむ。ノーズピー ス１２と本体１５を共にシュリンク嵌合することで、缶体製造機操業中、溶接部 からストレスを逃がすもので、即ち、曲げにより生ずるすべての環状のストレス を溶接ジョイント領域へ分配し、かくして、ラムの一体性を増進する。溶接部１ ４は、コンベンショナルなガスシールド・ティグ(tig)アーク溶接により形成す ることができる。テスト見本は、１００，０００ポンドのテンションの引っ張り テストで溶接ジョイントに破損がなかった。 筒状のメインセクション１１の壁は、必要以上に本質的に厚いもので はないから、ラム１０は、比較的軽量であって、慣性力が減らされている。ラム １０をワンピース構造のコンベンショナルに穿孔されたラムと比較すれば、約４ ５％に達する重量軽減が得られる。これを基礎として、振動が少なくなり、機械 摩耗が極めてスローダウンし、これによってマシンスピードを有害な作用なしに 増加することができる。ラム１０は、コンベンショナルなワンピース構造のラム と相互交換可能である。 エレメンツ１２，１５は、合金スチールから作られ、９３１０ＶＡＲ がこの目的に適切である。エレメンツ１２，１５を軸方向に整列させ、シュリン ク嵌合し、ついで溶接１４により一緒に接合した後、組立体は、応力除去、肌焼 および仕上げ処理される。また、これとは違って、エレメンツ１２，１５は、接 合される前に、そして、溶接１４された後に、溶接部１４に近い局部領域のみが 応力除去処理されてもよい。 本発明は、その特定の実施例に関連して記載されたが、多くの他のバ リエーションおよびモディフィケーションならびに他の使用は、当業者にとり明 らかなものである。したがって、本発明は、ここにおける特定の記載に限定され るべきものではなく、添付の請求の範囲のみにより限定されることが好ましい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｚ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ， ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｌ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 比較的底が浅いカップをリング状のダイ手段に通すことで、比較的長 い缶体を作る高速装置の軽量ラムであって、前記ラムは、以下の構成を含む： 前記ラムにポンチを装着し、実効あるように位置させるように構成さ れたノーズピース； フロントエンドと、ラムをその軸方向にそって往復動させる駆動手段 に接続するに適しているテールピースセクションを備えた細長い薄い壁のチュー ブセクションを有するシングル一体ものから構成された本体； 軸方向に正合している前記ノーズピース、前記チューブセクションお よび前記テールピースセクションであり、前記チューブセクションは、前記ノー ズピースと前記テールピースセクションとの間に介在するもの； 前記ノーズピースを前記フロントエンドにおいて前記チューブセクシ ョンに固着し、その前方へ伸びるようにした冶金的接合部。 ２． 本体は、薄い壁のチューブセクションとテールピースセクションとを 形成するように、マテリアルが穿孔されて作られた請求項１のラム。 ３． 本体のチューブセクションのフロントエンドと、ノーズピースとは、 ノーズピースを前記チューブセクションのフロントエンドに固着するとき、一方 の一部が他方の一部に重なり合うように構成されている請求項２のラム。 ４． 重なり合う部分は、少なくとも幅が３／４インチである請求項３のラ ム。 ５． フロントエンドとノーズピースセクションは、重なる部分が加熱され て膨張し、フロントエンドとノーズピースセクションが収縮嵌合することによっ てまず最初アッセンブリーされる請求項４のラム。 ６． フロントエンドの一部がノーズピースの一部とオーバーラップする請 求項５のラム。 ７． 溶接でチューブセクションをノーズピースに冶金的に接合する請求項 １に定義のラム。 ８． 本体とノーズピースとは合金鋼から構成されている請求項１に定義の ラム。 ９． チューブは、その壁の厚さの１００倍以上の長さをもつものである請 求項１のラム。 １０． ノーズピース、チューブセクションならびにテールピースセクション を通る正合した軸方向の通路があり、チューブセクションの軸方向の通路は、ノ ーズピースとテールピースセクション両者の軸方向の通路の直径の少なくとも２ 倍の直径を有している請求項１に定義のラム。 １１． チューブセクションは、チューブセクションの外径の７５％以上であ る直径の軸方向の通路を有している請求項９に定義のラム。 １２． 比較的底が浅いカップをリング状のダイ手段に通すことで、比較的長 い缶体を作る高速装置の軽量ラムを作る方法であって、前記方法は、以下の工程 を含む： 前記ラムにポンチを装着し、実効あるように位置させるように適合し たノーズピースを作り、細長く壁が薄いチューブセクションと、ラムをその軸方 向にそって往復動させる駆動手段に接続するに適しているテールピースセクショ ンを有するシングル一体ものから本体を作り； ノーズピース、チューブセクションおよびテールピースセクションが 軸方向に正合しているラムを形成するために、細長く壁が薄いチューブセクショ ンのフロントエンドにノーズピースを冶金的に接合すること。 １３． 冶金的接合は、溶接の結果である請求項１２に記載のラムを構成する 方法。 １４． 冶金的接合工程に続いて、ラムを応力除去ならびに肌焼処理する請求 項１２に記載のラムを構成する方法。 １５． 以下の工程をも含む請求項１２に記載のラムを構成する方法： ノーズピースと本体とを、それらの一体的接合の前に熱処理し；そし て、 アッッセンブリーしたノーズピースと本体とが、本体とノーズピース との間のインターフェース部分に近接した局部領域においてのみ応力除去される こと。 １６． 本体は、薄い壁のチューブセクションとテールピースセクションとを 形成するように、マテリアルが穿孔されて作られる請求項１２の方法。 １７． 本体のチューブセクションのフロントエンドと、ノーズピースとは、 ノーズピースを前記チューブセクションのフロントエンドに固着するとき、一方 の一部が他方の一部に重なり合うように構成されている請求項１６の方法。 １８． 重なり合う部分は、少なくとも幅が３／４インチである請求項１７の 方法。 １９． フロントエンドとノーズピースは、重なる部分が加熱されて膨張し、 フロントエンドとノーズピースが収縮嵌合することによって、まず最初アッセン ブリーされる請求項１８の方法。 ２０． フロントエンドの一部がノーズピースの一部とオーバーラップする請 求項１８の方法。