在圓柱形空心體上形成頸縮和卷邊的方法和裝置的製作方法

2023-12-04 00:41:36 5

專利名稱：在圓柱形空心體上形成頸縮和卷邊的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用來在一個兩邊開口的圓柱形空心體的一端形成頸縮和卷邊的方法，特別是在罐頭盒邊緣上，通過兩個內模和一個外模，其中至少一個內模得到旋轉驅動，兩個內模軸向相對於空心體在其內部運動，緊接著外模朝位於內模上的空心體徑向運動，使空心體上待成形的部分壓向由兩個內模共同形成的中凹圓周輪廓，其中外模和內模在空心體成形以前退回到它們的起始位置。
本發明還涉及用來實現所述方法的裝置，為了圓柱形空心體端部的頸縮和卷邊這個裝置具有兩個帶有與頸縮和卷邊的端部相應輪廓可以軸向運動的內模(其中至少有一個得到旋轉驅動)和一個可以徑向朝內模運動的外成形模。
由EP0290874 A2已知一種這類方法和相應的裝置。這種已知裝置適用於兩端開口的罐頭盒邊框兩端同時頸縮和卷邊。其每一端都有一個各自有兩上內模和一個外成形模組成的模具裝置。每個模具裝置的兩個內模做成固定地裝在驅動軸上的盤和擺動盤。固定安裝的盤具有圓柱形外殼面，它上面連著一個向擺動盤方向逐漸變細的輪廓，它與完工罐頭盒的頸縮輪廓相當，圓柱形表面的直徑小於罐頭盒邊框頸縮端的內徑，因而明顯小於罐頭盒邊框圓柱形壁的內徑。可以根據其特性徑向調整的，因而沒有固定迴轉軸線的擺動盤由兩個環形盤組成，它們具有罐頭盒邊框頸縮和卷邊端頭捲曲或法蘭形輪廓。兩個環形盤通過一個環形軸肩相互徑向固定，但是在軸向相互可以作很小的移動，其中軸肩具有比未成形的罐頭盒邊框內徑稍小一些的直徑。
已知裝置的缺點是罐頭盒邊框在它裝夾時由於內模直徑比的關係只被一個環形盤的很窄的邊緣夾住。從而罐頭盒邊框在圓周方向的帶動不可靠，有可能由於罐頭盒邊框和內模之間可能出現的打滑而損傷罐頭盒邊框的油漆。
用於所謂的兩體罐頭(在完工狀態它由兩部分與罐底做成一體的罐身和一個蓋子組成)罐身開口端頸縮和卷邊的其他已知裝置主要由一個軸向固定空心體底部的罐底衝模、兩個在頸縮和卷邊階段在內部支承圓柱形空心體壁的內模、一個對罐身起頸縮和卷邊作用的外成形模組成。這種裝置之一由DE280531C2或者US-PS4070888得知。對於這種裝置兩個內模具有不同的直徑，其中兩個內模中至少有一個直徑明顯小於制頸的罐身內徑，兩個內模裝在同一根軸上，在錯開設置的軸段上可以相對移動。在罐頭體藉助於罐底衝頭移過兩個內模以後，罐體壁通過內模偏心進給壓向外成型模。兩個內模隨著進給深度的不同相對作軸向移動，而外成型模軸向不能移動。這裡僅僅外成型模受到旋轉驅動；內模只能被動地通過位於它們之間的罐體帶動到要求的理論轉速。對於這種已知的裝置同樣會由於罐體和內模之間的打滑導致罐體的油漆損傷。其次外成型模的環形輪廓會使罐體的縮進(頸縮)部分產生摺疊。
對於另一種上面提到的那種已知裝置兩個內模同樣具有不同的直徑，其中在這種情況下兩個內模中至少有一個的直徑明顯小於表示兩體罐頭盒的空心體的頸縮的罐身的內徑(EP0588048A1)。內模裝在一根軸上，其中一隻內模可以軸向移動。在空心體移過兩個內模之後並且其中一個內模作偏心進給以後通過一個可以軸向移動的外成型滾輪的徑向進給將空心體壁壓向內模，成型滾輪和一個內模作軸向移動起進給深度的作用。對於這種裝置只有可軸向移動的內模得到旋轉驅動。這種已知裝置也會導致空心體油漆的損傷。其次形成不均勻的卷邊。
還知道一種裝置，它具有兩隻可以軸向移動而徑向固定的內模以及一隻軸向固定、徑向可動的外成型模(EP-PS0520693)。這裡兩隻內模同樣具有不同的直徑，其中具有較小直徑的內模可以在偏心的位置上運轉，並和形成兩體罐頭盒的空心體罐身相接觸。當圓柱形空心體作旋轉時，外成型模處於進行徑向運動的狀態。其中外成型模擠入空心體待頸縮和卷邊的部分。由於兩隻內模的直徑不同用這種裝置也不能得到均勻的卷邊。
本發明的目的在於改進開頭所說的這種方法和裝置，直至不出現所述的缺點，同時可以用這種新的方法和裝置對兩端開口的圓柱形空心體，特別是三體罐頭盒的邊框進行表面質量完美的頸縮和卷邊。
就這個方法而言，這個目的通過以下的步驟來解決-兩個內模從相互離開較遠的位置沿相對的方向移入空心體，-在兩隻內模之間的距離處於最小的位置時空心體被內模軸向固定並且沿軸向受力合適地夾持，-另外地在至少一個內模和空心體之間施加一個徑向作用力，-同時外模以一定的形狀壓向空心體。
由於內模從相對的方向，相互離開較遠的位置移入空心體並退回到原來的位置，其移入空心體的部分直徑可以做得比較大。甚至其直徑可以大於空心體頸縮部分的直徑，因為內模從頸縮部分的兩側退回起始位置。由於直徑大空心體可在內模上很好地預定心。用內模和空心體之間的、作用在空心體端面上的軸向力空心體加速到內模的轉速，而不需要由空心體內側表面通過摩擦帶動。
為了防止在本身成形過程中(制頸和卷邊)空心體內側表面由於打滑而受到損傷，在至少一隻內模和空心體之間額外地施加一個徑向力。
為了使由兩隻內模確定的頸縮和卷邊的輪廓儘可能地穩定，按照本發明的一種具體結構兩隻內模在軸向移到一起時相互定心。
為了對於只有一隻內模得到持續的旋轉驅動的情況，另一隻沒有受到驅動的內模能夠實現迅速的加速，按照本發明的一種具體結構在內模軸向靠攏結束時空心體內兩隻內模之間產生一個起帶動旋轉作用的力流和/或形狀貼合連接。
對於開頭所說的那種本發明所提出的目的裝置這樣來解決兩個內模-裝在分開的軸上，這兩根軸相互同心，-對於它們的軸向運動，一方面佔有一個相互離開的極端位置，在這個位置空心體可以垂直於它們的共同軸線送入兩個內模之間，另一方面具有一個都位於空心體內的極端位置，-在它們各自為支承空心體所設的區域(圓柱形部分)內具有相同的直徑，這裡它僅僅略微小於圓柱形空心體的內徑，
-用它們各自的軸，附加地克服軸向壓力可移動地支承，在至少一個內模的用來支承圓柱形空心體的區域內設有一個徑向作用的夾緊裝置，它可以壓在圓柱形空心體的內壁上，外成形模可以向內模的成型輪廓進給以形成頸縮和卷邊末端，直到兩個內模相互移開為止。
通過按本發明製作的內模使圓柱形空心體得到完全和均勻的支承，因此圓柱形空心體的縮頸和卷邊區域可以做得非常均勻。因為內模裝在分開的軸上，在頸縮(圓柱形側壁局部變細或者縮進，英語necking)以後它們可以從頸縮的空心體向各自一側退出來。因此(冷擠)模相對來說可以做得大一些，無論如何大於頸縮部分的內徑，它可以使內模很好地貼合在圓柱形空心體的內壁上，它可以使內模很好地貼合在圓柱形空心體的內壁上。它們的外徑僅僅比空心體的內徑小一點，使內模剛好可以毫無阻礙地進入空心體並從那裡退出來。通過至少一個內模的壓在圓柱形空心體內壁上的徑向作用的夾緊裝置確保在本身成形過程中達到空心體無打滑的夾持。從而避免不均勻的材料收縮。夾緊裝置適宜於機械或者液壓操縱。
這種裝置一個特別有用的結構形式在於在內模軸向靠攏在一起時相互定心。
只要裝置只有一隻內模受到連續驅動，內模必須具有用來相互傳遞扭矩的力和/或形狀合適的連接。
其次，如果內模設有一個其直徑大於圓柱形空心體內徑的止推環，對於軸向夾持空心體有好處。
在這種裝置的一種特別優良的具體結構中至少一個可旋轉驅動的內模與一個獨立的，轉速可調的驅動電機相連。從而內模以及必要時空心體的轉速可以與旋轉體轉速無關地調整，同時可以根據空心體的轉速調整或調節外模的進給量(mm/空心體每轉)。因而可以最佳地達到不同的頸縮輪廓。
下面藉助於一個實施例結合附圖對本發明作進一步闡述。其中

圖1一個按本發明的裝置的縱剖面，圖2帶相互分開的內模的裝置，其中只有一隻內模得到連續驅動，圖3用於按圖2所示裝置的可驅動內模的驅動裝置示意圖，和圖4以局部縱剖面表示的另一種配備夾緊機構的裝置。
圖1中所示的裝置50具有多個用來在兩端開口的空心體1，特別是罐頭盒邊緣形成頸縮和卷邊部分的工位51。頸縮和卷邊部分的形成(方法)基本上在US-PS4070880，特別是在圖10-14中已經公開，裝置50具有一個與機座21固定連接的帶中心軸線53的基體52。在基體52上支承著兩個可繞軸線53旋轉的旋轉體54、55，繞軸線53均勻地設置的工位51分別支承在兩個旋轉體54、55上。旋轉體54、55各自設有一個齒圈56、57，並可以由一個(沒有畫出來的)旋轉驅動裝置同步帶動。這裡如圖所示，中心旋轉軸線53可以水平或者垂直地放置。旋轉體54、55也可以一起做成一體。
在兩端開口的空心體1上形成頸縮和卷邊部分通過兩個各自從相對兩側可移入空心體1的內成型模2和3(以下簡稱內模)以及一個軸向固定的外成型模4實現。對於這種裝置內模2和3的軸線2A和3A相互同心。其中內模2和3與軸2W和3W分別裝在套筒14、15中，套筒又各自可旋轉地支承在一個支架16、17上。其中軸2W、3W與所屬的套筒14或15，例如通過花鍵18周向固定地，但軸向可相互移動地連接。內模2、3通過一個或幾個壓簧8或9朝向套筒14或15這樣地支承，使彈簧力各自對著另一個內模3或2的方向。
支架16、17各自通過一個導向杆20在迴轉體54、55相應的導軌22、23內可以不可旋轉地沿軸線2A、3A滑動，同時各由一個以與基體52固定連接的控制槽24、25的形式的直線驅動件和一個嵌入控制槽的，固定在導向杆20上的從動件26(例如以導向滾輪的形式)帶動著相互接近或離開地往復運動。其中兩個內模2、3相互之間的最大距離必須大於待制頸縮和卷邊的空心體1的長度(見圖2)。
在套筒14、15各自朝向內模2或3的端部各自裝有一個環形齒輪28，它與另一個旋轉驅動元件(未畫出)相嚙合。從內模3的方向看，內模2具有一個與待頸縮和卷邊的空心體1的端面相接觸的止推環5、一個短圓柱部分30、一個錐體部分31和一個同心的沉孔32。從內模2的方向看，內模3具有一個與空心體1的另一端相接觸的止推環6、一個比較長的圓柱部分33(其直徑略小於待頸縮和卷邊的空心體1的內徑)、一個錐形部分34和一個定心凸臺7。圓柱形部分30、33用來支承待頸縮和卷邊的空心體1。它們的外徑一樣大，並略小於空心體1的內徑，使內模2、3剛好能毫無困難地從它們的後撤位置(相互離開的位置)移入已經與軸線2A、3A處於同心位置的空心體內從而將它夾持。
通過內模2、3繞它們自身的軸線2A或3A的旋轉使圓柱形空心體1同樣處於旋轉狀態。設置在內模2和3上的止推環5、6使圓柱形空心體1定位在頸縮和卷邊過程的起始相位上，並用彈簧8、9施加的力流將它夾持。為了使兩個內模2和3相互定心，內模3的凸臺7嵌入內模2的沉孔32中。
外成型模4做成成型滾輪並支承在可迴轉地安裝在迴轉體54上的擺動臂35上。擺動臂35設有一個做成凸輪滾柱的從動件36，它嵌入相對於基體52固定設置的控制槽37內。通過凸輪傳動件(控制槽37，從動件36)外成型模4可以向同心軸線2A、3A的方向進給或者從那裡退回。當外成形模4送進時，圓柱形空心體壁的相關段被壓向錐形部分31、34的方向。當外成形模4在貼合錐形部分31，34以後(中間隔著空心體1的壁)繼續向軸線2A、3A方向送進時，內模2、3克服彈簧8、9的彈簧力相互分開，由此(頸部)的錐度可以改變或調正。當在錐形端31上貼合和滑動時空心體1的外端同時形成一個朝向外的卷邊凸緣，使得在空心體1上總共形成一個頸縮和卷邊的邊緣區。
在圖4中所示的帶內模2』，3』和一個外成形模4』的裝置中內模3』具有一個徑向作用的、帶一個夾緊活塞11(以下簡稱短活塞)的夾緊裝置10，一個容納活塞的缸體12和一個夾緊室13。活塞11通過一個壓力彈簧38壓向內模2』的方向。當內模2』、3』相互軸向分開以裝上一個空心體1時，活塞11被向外壓，使得凸緣39從內模3』中向外伸出來。
夾緊室13是內模3』內的一個空腔，它由一個非常薄的外壁40形成。夾緊室13與缸體12通過一個徑向孔41連通，兩個空腔12、13和連接孔41充滿一種液體壓力介質。當內模2』、3』為了夾持空心體1靠攏時，活塞11通過凸緣39被內模2』的端面部分壓入油缸12。被擠出的壓力介質進入夾緊室13並使薄壁段40向外脹，如圖4中略為誇張地所示，其中脹起外壁段40夾緊空心體1的壁，這樣在內模3』和空心體1之間建立一種可靠的摩擦連接，從而保證最佳的帶動。
圖2中所示的結構形式只有右面的內模3得到驅動，最好如在內模3』中所述，配備一個夾緊裝置10。因此套筒15設有齒輪28。左面內模2的套筒14』沒有這種齒輪。
當內模通過控制槽靠攏時，內模3的定心凸臺7在內模2的沉孔32中滑動。在靠攏結束時定心凸臺7壓在設在沉孔32中的摩擦襯層43上。這個摩擦襯層和定心凸臺7共同形成一個兩個內模之間的力的連接，通過它每當兩個內模靠攏後內模2被內模3帶動。
圖3表示附屬於內模的齒輪28的驅動裝置。其中齒輪28和支承17以點劃表示在工作位置，以細實線表示退回位置。固定在基體52上的電機60用它的小齒輪61驅動一個帶內齒63的齒輪62。齒輪62另外具有一個外齒64，它與齒輪28嚙合。因為齒輪28作軸向移動，外齒64具有相應的寬度。
電機60的轉速可與迴轉體54、55轉速無關地調節。因此通過控制槽37確定的外成型模4相對於內模2、3或空心體1每一轉的進給量是可變的。
權利要求
1.藉助於兩個內模(2、3、2』、3』)和一個外模(4)在兩端開口的圓柱形空心體特別是罐頭盒邊緣的一端形成頸縮和卷邊部分的方法，其中內模(2、3、2』、3』)之中至少有一個得到驅動，並且在空心體1內相對於該空心體作軸向運動，接著外模(4)徑向朝套在內模上的空心體(1)運動，空心體上預先確定的部分被壓向由兩個內模(2、3、2』、3』)共同形成的中凹圓周輪廓(31，34)，外模(4)和內模(2、3、2』、3』)在空心體(1)變形以前退回到它們的起始位置，其特徵在於以下步驟-兩個內模(2、3、2』、3』)從相互遠離的位置以面對面的方向移入空心體(1)，-通過內模(2、3、2』、3』)相互進入它們之間最小間距的位置使空心體(1)軸向固定並受力合理地夾住，-在至少一個內模(3』)和空心體(1)之間產生一個附加的、徑向作用力流，-外模(4)形狀確定地壓向空心體(1)。
2.按權利要求1的方法，其特徵在於兩個內模(2、3、2』、3』)在軸向相互靠攏時相互對中。
3.按權利要求1或2的方法，其特徵在於在內模(2、3、2』、3』)軸向靠攏的最後在至少一個被驅動旋轉的內模(3)和另一個內模(2)之間建立力流和/或形狀的貼合。
4.實現按權利要求1至3的方法的裝置，它具有用來使圓柱形空心體(1)頸縮和卷邊的帶與頸縮和卷邊末端相應輪廓的兩個可軸向移動的內模(2、3、2』、3』)，其中至少有一個得到旋轉驅動，另外還有一個徑向朝內模(2、3、2』、3』)移動的外成型模(4)，其特徵在於兩個內模(2、3、2』、3』)-裝在兩個分開的軸(2W，3W)上，經們的軸線(2A，3A)相互同心，-對於它們的軸向可移動性一方面佔有一個相互遠離的終端位置，它可以使空心體(1)垂直於它們的共同軸線(2A，3A)放入兩個內模(2、3、2』、3』)之間，另一方面具有一個其自身處於空心體(1)之內的終端位置，-在它們準備用來支承空心體(1)的部分即圓柱部分30，33具有相同的直徑，它僅僅略微小於圓柱形空心體(1)的內徑，-它們各自用軸(2W或3W)克服彈簧(8，9)的軸向壓力為移動地支承，至少在一個內模(3』)上用來支承圓柱形空心體(1)的部分設有一個徑向作用夾緊裝置(10)，它可以對圓柱形空心體(1)的內壁施加壓力，同時為了形成頸縮和卷邊末端外成型模(4，4』)可以向內模(2、3、2』、3』)的成形輪廓進給，直至使兩個內模(2、3、2』、3』)軸向相互移開。
5.按權利要求4的裝置，其特徵在於一個內模(3)具有一個定心凸臺(7)，另一個內模(2)具有一個相應的沉孔(32)，內模可以軸向相互靠攏，使定心凸臺(7)嵌入沉孔(32)。
6.按權利要求4或5的裝置，其特徵在於內模(2、3、2』、3』)具有一個力和/或形狀相配的連接，用以相互傳遞扭矩。
7.按權利要求4至6之任一項的裝置，其特徵在於內模(2、3、2』、3』)沒有止推環(5，6)，其直徑大於圓柱形空心體(1)的直徑。
8.按權利要求4至7之任一項的裝置，其特徵在於夾緊裝置(10)由機械或液壓操作。
9.按權利要求4至8之任一項的裝置，其特徵在於至少一個可旋轉驅動的內模(3)與一個自己的、轉速可調的驅動電機(60)相連。
10.按權利要求4至9之任一項的裝置，其特徵在於帶夾緊裝置的內模(3；3』)可旋轉驅動。
全文摘要
用來在兩端開口的圓柱形空心體(1)，特別是罐頭盒邊框的一端形成頸縮和卷邊部分的裝置具有兩個軸向可移、徑向固定的內模(2、3)和一個軸向固定，徑向可移的外成型模(4)。外成型模(4)在形成頸縮和卷邊部分時實現朝向內模(2，3)的徑向進給運動，並推進到形成內輪廓部分的內模(2，3)的輪廓之間，在這時兩個內模相互移開。兩個內模(2，3)的軸線(2A，3A)相互同心。兩個內模具有同樣的直徑，它略微小於圓柱形空心體(1)的內徑。
文檔編號B21D51/26GK1154080SQ96190499
公開日1997年7月9日 申請日期1996年4月26日 優先權日1996年4月26日
發明者簡·克魯格, 哈拉爾德·施密特, 瓦爾特·佐默 申請人:克魯伯合成材料技術有限公司