CN1030372A - 平截头角锥形罐头盒体生产方法及设备 - Google Patents

Abstract

圆筒形本体是由矩形金属薄板坯经过围圆和纵 向缝焊接而成。将这些圆筒体在一个第一胀形工序 中在其全长上胀形成椭圆锥形然后再进行松弛。然 后将该本体在一个第二胀形工序中进行胀形以便使 该本体在其全长上形成一个多边形的更具体地说是 一个矩形的形状，从而使该本体在其各端部边缘区域 以下述方式处于应力状态，即使其边缘区域不形成波 纹形的、因而可以适合于与罐头盒盖或底部相接合。

Description

本发明涉及一种生产平截头角锥形罐头盒体的方法，其中

-平面金属薄板坯围成圆形，

-薄金属板坯的两个纵向边缘焊接在一起，和

-将这种已形成圆形截面的本体通过胀形转化成一个多边形，具体地说是一个矩形截面。

在这种方法中，人们已熟知是由一个圆环的扇形段形式的金属板坯开始并进行围圆以便当它们的纵向边缘被焊接起来时就形成平截头圆锥体，然后将这种圆锥体向外胀形就形成矩形截面。在生产这种圆环的扇形段的形状的金属板坯的过程中出现大量的废品并在向外胀形的过程中，存在着在该本体的两端的小端的边缘处会由于金属薄板在那里聚集过多而出现拱起，从而使得将该本体向着一个盖子进行紧密卷边更加困难的危险。

因此本发明的目的是进一步发展一种方法，这种方法可以这样进行描述，即具有两端部边缘的罐头盒体能够很好地在降低材料消耗的条件下适合与一个盖子或底部的卷边。

按照本发明，所存在的问题可以解决，其中：

-圆筒形本体是通过采用矩形金属薄板坯进行围圆并进行纵向缝的焊接制成，

-在第一次胀形工序中，该本体在沿着其整个长度上胀形椭圆锥形，然后再松弛，

-在第二次胀形工序中，该本体再进行胀形以便使其在整个长度上形成一个多边形更具体地说是一个矩形截面形状。

按照本发明，每个单个的本体是径过两道连续地胀形工序。从而该本体处于应力状态，特别是在靠近每个端部的边缘部位，在这种情况下，这些边缘部位并未变成波形的而是具有所规定的非常精确地平面，带圆角的矩形。在这种情况下，为使一个盖子和一个底板可靠地紧密地配合在每个本体上提供了特别良好的先决条件。

假如本体在进行第一方胀形工序之前，先作为一个预备工序进行压平是有盖的，由于这样做的结果，该本体可以获得一个椭圆筒形状。

这种预备工序适于以下述方式进行，

-当该本体在进行压平时，其纵向缝是置于位于在直径方向相互对着的两个最大曲率的区域之一，和

-这两个区域都是通过下列弯曲变形转化为最终成形的本体的一个较窄的侧面。

假如在第二次胀形工序过程中，该本体在其长度上的主要部分上都被胀形是特别有盖的，这样以便使其形成一个由其较大的一端开始逐渐变瘦的一个平截头角锥形并至少进行弹性扩张，最好是在靠近其较小一端的边缘区域在其相对着的方向上具有少许的永久扩胀量，这样以便使其前面所成形的平截头圆锥形至少趋近一个角柱形。

假如第二次胀形工序一方面包括在靠近本体的小端的边缘区域上的这些不同的作用，而另一方面在本体的整个其余部分上的作用，则对克服该本体的边缘区域发生不希望有的变形的可靠性是特别大的。

本发明进一步涉及为实施本发明的方法并带有一个纵向传送装置的设备。

在每个这种设备中，在纵向传送装置的运动方向上会合的两个侧向传送带的一个是设置在纵向传送装置的中央平面的每一侧上用于将圆筒形本体进行压平。

除此之外，一种用于实现本发明方法的设备可以由如下方式构成，

-跟随着纵向传送装置设置有一个第一横向传送装置，该装置可以步进前进运动并携带着至少一个第一胀形顶杆，

-该第一胀形顶杆可以一个椭圆筒形状向外扩张用于接受一个本体，以便对该本体进行胀形，形成一个椭圆锥形状，

-与第一横向传送装置相协同工作的是一个第二横向传送装置，该装置同样可以步进向前运动并至少携带一个第二胀形顶杆，和

-第二胀形顶杆可以扩张成为一个棱锥形状。

该设备适于进一步改进为：

两个横向传送装置可依下述方式相互面对面地进行排列，即在一个转移工位上第一胀形顶杆与第二胀形顶杆安装在一条线上，

-在张开状态下，这两个胀形顶杆是在同一方向上逐渐变窄的，和

-一个转移传送器设置在上述两个横向传送装置之间以便每次将一个本体由该第一胀形顶杆传送至与它在一条直线上的第二胀形顶杆上。

这一进一步改进具有的好处是每个单个本体只需要由进行椭圆锥形胀形的第一胀形顶杆经过一段很短的直路就到达进行角锥形胀形的第二胀形顶杆上，这样则转移传送器的设计就得以简化。

各种已知的传送装置，例如摇摆臂，都可适用于横向传送装置，该摇摆臂可以在转移工位和一个工位之间进行前后摆动。但是，环带式传送带更适合于在单位时间内进行大批量本体的生产。例如第一和第二横向传送装置都可以采用链式传送装置构成。最重要的问题是当一个已经压平的本体通过纵向传送装置运到第一胀形顶杆总是处在工作位置，和当第一胀形顶杆带着已经椭圆锥形胀形的本体到达该转移工位时第二胀形顶杆应当总是处在工作位置。

按照本发明的改进是特别具有优越性的，其中：

-两个横向传送装置都包括一个带有若干个胀形顶杆的转动工作台，和

-两个转动工作台的轴线相互间具有一定间隔并与纵向传送装置相平行地排列着。

在这种情况下，假如：

-两个横向传送装置中的每个都带有一个立柱，在其上的相关的转动工作台上安装着的胀形顶杆是远离该立柱的，和

-至少在每个立柱上要支持着一个作动筒用于对设置在相关的转动工作台上的各胀形顶杆进行致动。那么，该装置更完善。

每个第二胀形顶杆在其扩张装态时最好是带有一个角锥形主要部分和一个角柱形辅助部分。在这种情况下，该主要部分与罐头盒本体的主要部分相配合与此同时其辅助部分是定位于罐头盒本体的小端的边缘区域上。

假如每个第二胀形顶杆能够锁紧在其扩张位置则具有另外一个优点，这样可以在每次将一个已经胀形至大致平截头角锥形的本体保持一定时，以便抓牢进行压印加工。

通过最后所提到的特征，按照本发明的设备可以进一步地发展，其中一个压印工具与该第二横向传送装置相配合以便在该本体的对面两侧上压出凹进部分。由于在压入凹进部分时这些本体的每一个本体是在一个胀形顶杆上的大约一个较大的面积上保持抓牢状态，这就有可能附加的可靠性来防止弯曲应力被松弛，而这种松弛当这些本体被松开以后会导致在本体的边缘处发生变形。

下面将结合附图对本发明的实施方案的一个实施例进行更详细地说明。

图1是显示一种用于生产棱锥形罐头盒本体的设备的一个斜视图;

图2是显示一个罐头盒本体的五个连续加工状态;

图3是显示图1中设备一部分的放大图;

图4是显示沿图3中的箭头Ⅳ的方向观察的一个斜视图;

图5是显示沿图1中的箭头Ⅴ方向观察的一个斜视图;而

图6是显示沿图1中箭头Ⅵ的方向观察的一个斜视图。

图中所显示的设备是用于为制成罐头盒而将本体2进行进一步加工的目的，该本体是以图2进行进一步加工的目的，该本体是以图2中的a表示的圆筒形初始状态供应的，该初始供应状态是由一个常规结构的焊接机经焊接的，而且每个本体都带有一个纵向焊缝4和在靠近其一端处具有一个撕开薄片6，该薄片是以一个圆环的形式以其本身将该本体封闭住。该设备将本体2一步一步地成形，由图2中可以看出，即由圆筒形a成形成一个椭圆筒形b，然后成形成一个椭圆锥形c，再成形一种带有角锥形主要部分和角柱形边缘区域8的形状d。

该本体2的角锥形主要部分在其形成状d的状态下具有带圆角的矩形截面，其大端底部是靠近撕开薄片6的一端，而角锥形的主要部分的小端是位于向着多边形边缘区域8的过渡部分。从该过渡部分一直到远离撕开薄片6的端部，该本体工具有一个恒定的带圆角的矩形截面。

最后，本体2所形成的形状是与形状d不同的形状e，只有在这一形状时四个侧表面的两个较宽的表面上都具有一个沿着纵向延伸的凹入部分10。纵向焊缝4是位于本体2的两个较窄的侧表面之一的中间部位上。

用作对本体2进行上述成形作用的设备具有一个带有撑架14的机座12，该撑架携带一个电动机16和一个用于驱动纵向传送装置20的齿轮机构18。在所显示的举例中，纵向传送装置20具有一个传送带22，该传送带以很短的间隔将本体2一个跟着一个地沿着图1中箭头A的方向传送。一对侧面传送带24也是由电动机16经过齿轮机构18驱动，该传送带是在其传送方向上以这样的方式进行传送，即它们逐渐地压向已经离开焊接站26处于圆筒形状态a的本体2使其形成椭圆筒状b状态。在此过程中，纵向焊缝4位于两个侧面传送带24之间的一个纵向中央平面内，即椭圆筒形本体2的曲率最大的区域就在该平面内。为了使本2不能在传送带22上进行翻转，该传送带是经过磁化的或者在一个磁性轨道上进行导向。

在图1中的右边，在机座12上固定有一个第一立柱28，该立柱是归属于第一横向传送装置30的。一个第一转动工作台31安装在立柱28上以便绕着一个平行于纵向传送装置20的一个水平轴线B进行转动。八个平行于轴线B的胀形顶杆以等间隔距离固定在转动工作台31上。该转动工作台31可以被驱动以每次45°转角进行步进式转动，也就是说通过一个未显示的驱动装置，每次转动一个在每两个相邻胀形顶杆之间的角向间隔。

每个胀形顶杆32具有一个支撑件34，该支撑件固定在转动工作台31上，并在该支撑件上安装有环状辅助杆36。每个辅助杆36可以绕着一个与围绕着该胀形顶杆的轴线形成的圆相切的一个轴线进行摆动。在停歇的位置上，每个胀形顶杆32的辅助杆36的组件形成一个大致为椭圆筒形体，在该组件上椭圆筒形b状态的一个罐头盒本体2就可以容易地被推动。一个缠绕着整个辅助杆36长度上的弹簧38趋于将它们保持在停歇位置上。

利用一个楔形块40，在克服弹簧38的阻力条件下可以将辅助杆36扩张开，在这种情况下放置在它上面的本体2就可以由其原来的椭圆筒形b状克胀形成为椭圆锥形c状态，其最大胀形是发生在靠近撕开薄片6并远离转动工作台31的端部区域内。一个通过支持立柱28上的活塞-缸体机构44推动可以在轴线B的方向上进行往复运动的一个作动筒42的设置是用以进行楔形块40的致动。

为了使本体不至发生失控，在它们的每个本体以其椭圆锥形c状态套装在一个胀形顶杆32上之后，每个胀形顶杆32就通过一个环状排列的导向杆46包围着。当作动筒42已经被拉回到图1所示的右边即其停歇位置时，而且辅助杆36通过弹簧38的作用也同样地恢复在其原始位置上，则在胀形顶杆32上进行胀形的本体2以下述的方式仍保持在其导向杆46内，即其轴线继续与胀形顶杆32的轴线保持一致。

与第一立柱28间隔一定的距离并在图1中的左边固定在机座12上的是一个第二立柱48，该立柱属于第二横向传送装置50。一个第二转动工作台51安装在该第二立柱48上用于绕着一个平行于轴线B并与它间隔一定距离的一个水平轴线C转动。八个胀形顶杆52在平行于轴线c并以45°的相等角向距离固定在第二转动工作台51上。该第二转动工作台51可以每次45°以步进形式并与第一转动工作台31同步进行转动，并可以调整至这样的状态下，即每当前进一步，一个胀形顶杆32就与一个胀形顶杆52处于一条直线上。

每个胀形顶杆52具有一个固定在转动作工台51上的一个支撑件54，并在该支撑件上安装有4个辅助杆56用于进行位移并通过弹簧58保持在一起。该辅助杆56可以利用一个楔形块60以这样的方式扩张开即胀形顶杆52朝着图1中的右边在同一个方向上变得要比胀形顶杆32瘦一些。可以由支撑在立柱48上的活塞-缸体装置64致动的一个作动筒62的设置是为了对每个胀形顶杆52的楔形块60进行致动用的。与安装在相关的支撑件34的底部的辅助杆36的情况相反，辅助杆56是安装在相关的支撑件54的头部66上。

联结在4个辅助杆56的每个上面的加强肋68由每个支撑件54的底部伸向其头部66的邻近处。每个辅助杆56的截面近似一个圆的1/4的形状并具有一个主要部分70，该部分由相关的胀形杆52的底部伸出包括其长度的较大部分并在该部分上并在其上具有一个朝着头部66延伸的一个辅助部分72。在其停歇位置上，辅助杆56以其主要部分70形成一个平截头角锥体，在该截头角锥体上，本体2可以很容易地被推压成椭圆锥形胀形的c形状。既然主要部分70由头部66分离开已处于辅助杆56的停歇状态，该辅助部分72是这样形成的即它们在停歇状态下稍微朝着头部66岔开一点。

在两个转动工作台31和51的每一个进行转动以后，胀形顶杆32中的一个就与纵向传送装置20呈一条直线，这样以便将椭圆筒形状b的本体就推动该顶杆上。普通结构的传送装置可以用来将本体推向顶杆，例如可以采用设置在纵向传送装置20本身上面的挡块或者这种类型的分立的传送装置，诸如下面将进行描述的将本体2由一个胀形顶杆32上转移至一个胀形顶杆52上的机构。每次将一个本体2推向一个胀形顶杆32上的工位在图1中以S1表示。

当转动工作台31已经旋转一个45°之后，同一个胀形顶杆32到达工位S2处，在该工位上该顶杆的楔形块40通过作动筒42推入各辅助杆36之间的空间内，这样以便使辅助杆张开并以上面所描述的方式将本体2进行椭圆锥形胀形。然后作动筒42朝着图1中的右边拉回，从而使辅助杆36通过弹簧38缩回到停歇的位置上，而楔形块40同样朝着图1中的右边方向进行轴向缩回。

在作动筒42撤回以后，转动工作台31就以步进方式进行回转，以便使上述胀形顶杆32连同经椭圆锥形胀形的木体2经过工位S2，S3和S4，进入工位S5，该工位是位于工位S1的直径方向的对面。这时胀形顶杆32是位于固定在转动工作台51上的一个胀形顶杆52的轴向对面位置并与它少许隔开一定距离。此第二胀形顶杆52是在工位S6上。

为了将上述本体2由第一胀形顶杆32位移至第二胀形顶杆52上，也就是说由工位S5上退出进入工位S6，该置有一对转移传送器74，该传送器是设置在相对于分别站立在工位S5和S6上的胀形顶杆32和52的直径方向相对面的位置上，而且该传送器都可以在一对平行于轴线B和C的导向杆76上前后位移。在每个转移传送器74上进行导向的是两个横向杆78，该横向杆都是在垂直导向杆76的方向上并携带着轭板80进行位移的。在每个轭板80上固定有抽吸杯82，该抽吸杯连接在抽吸2泵上并可以用于对着进行位移的本体2，以便在转移传送器74运动过程中将该本体吸住由工位S5转移至工位S6。

经过椭圆锥形胀形并已被推到一个胀形顶杆52上的本体2在转动工作台51的下一步骤上进入工位S7，在该工位上胀形顶杆52通过作动筒62的作用被扩张开，由于这一扩张动作该本体2就形成主要为平截头角锥形状而其边缘区域8则形成角柱形d形状。

与每个胀形顶杆52相协同工作的是一对支撑件84，该支撑件固定在转动工作台51上，而且在每个支撑件上可转动地安装着一个锁紧螺栓86。如此与胀形顶杆52相协同工作的这对螺栓86是通过一个环形弹簧88保持在一起的。在每个胀形顶杆52的楔形块60上形成一个后法兰90，为了使辅助杆56张开，当作动筒62已经将楔形块60顶紧进入有关辅助杆56之间的空间内时，在该法兰后面的有关的螺栓86就啮合起来。在这种情况下，辅助杆56被锁紧在张开的位置上，这样以便当作动筒62撤回而且转动工作台51向前转动时，该辅助杆就不返回其停歇位置。

因此，每个胀形顶杆52在其由工位S7转移至下一个工位S8的途中就保持着扩张状态。在工位S8上一个压印工具94安置在一个静止的侧壁92上并对进入此工位的每个本体2在其较宽的侧面进行上述凹入部分10的压入。然后转动工作台51再进行下一个45°的回转，这样以便使上述胀形顶杆52进入工位S9;那里的楔形块60处于未锁紧状态，以便使该辅助杆56返回至它们的停歇位置。

最后，上述胀形顶杆52携带着已成形完毕的本体2到达S10，在那里将该本体2由上述胀形顶杆52上通过一个可以类似于转移传送器74的一个装置取下来并把它放置在另一个纵向传送装置96上。

所描述的工作循环在转动工作台31和51上每经过一个45°角的回转之后就重复一次，以便在通过一个360°的完整的旋转过程中，8个罐头盒本体2就完成了。

Claims (12)

1、一种用于生产平截头角锥形罐头盒本体的方法，其中：

一平面金属薄板坯围成圆形，

一该金属薄板坯的两个纵向边缘焊接在一起，和

一该本体(2)的圆形截面形状通过胀形被转化成为多边形，更具体地说是矩形截面形状，其特征在于：

一圆筒形木体(2)是由矩形金属薄板坯经过围圆并经纵向缝焊接形成的，

一本体(2)是在第一胀形工序中在其全长上胀形成为椭圆锥形然后进行再松驰，和

一本体(2)然后在第二胀形工序中胀形，以便在其全长上得到一个多边形更具体地说是一个矩形截面形状。

2、如权利要求1所述方法，其特征在于：本体（2）在进行第一次胀形工序之前的一个预备工序中进行压平，使它们得到一个椭圆筒形状。

3、如权利要求2所述方法，其特征在于：

-当本体（2）在进行压平时，其纵向焊缝（4）是位于在直径上相互对着的两个曲率最大的区域之一的位置上，和

-这两个区域通过随后的成形转化成成品的本体（2）的一对较窄的侧面。

4、如权利要求1至3所述任何一项要求的方法，其特征在于：在第二胀形工序进行过程中，本体（2）在其长度的主要部分进行胀形，这样以便它们呈现一个由其大端起逐渐变瘦的平截头角锥形并至少进行弹性扩张，最好是在靠近其小端的边缘区域（8）沿其相对面的方向上出现少许的永久扩张以便使其在前面所形成的平截头圆锥形至少接近一个角柱形。

5、一种用于实现权利要求2或3所述方法并带有一个纵向传送装置（20）的设备，其特征在于：在纵向传送装置（20）的运动方向上相会聚的两个侧面传送带（24）其中的一个是设置在该纵向传送装置（20）的中央平面的每一侧以便对圆筒形本体（2）进行压平。

6、一种用于实现权利要求1至4所述任何一项要求的方法并具有一个纵向传送装置（20）的设备，其特征在于：

-跟随着该纵向传送装置（20）的是一个能够步进运动并至少携带着一个胀形顶杆（32）的一个第一横向传送装置（30），

-该第一胀形顶杆（32）可以向外扩张成一个椭圆柱形以便每次接受一个椭圆锥形状的本体（2）用于将本体（2）进行胀形，

-与该第一横向传送装置（30）协同工作的是一个第二横向传送装置（50）该装置同样可以步进运动并至少携带一个第二胀形顶杆（52），

-第二胀形顶杆（52）可以扩张开呈角锥形状。

7、如权利要求6所述设备，其特征在于：

-两个横向传送装置（30，50）是以如下述方式相互间相对设置，即在转换工位（S5-S6）上，一个第一胀形顶杆（32）与一个第二胀形顶杆（52）处于一条直线上，

-这两个胀形顶杆（32，52）在张开状态下是在同一方向上逐渐变瘦，和

-在两个横向传送装置（30，50）之间设置有一个转换传送器（74）用于将一个本体（2）由每个第一胀形顶杆（32）上转移至与它在同直线上的第二胀形顶杆（52）上。

8、如权利要求7所述设备，其特征在于：

-两个横向传送装置（30，50）每个都包括一个携带着若干个胀形顶杆（分别为32和52）的转动工作台（分别为31和51），和

-该两个转动工作台（31，51）的轴线（B，C）都是与纵向传送装置（20）相平行地设置并且相互间具有一定间隔距离。

9、如权利要求8所述设备，其特征在于：

-该两个横向传送装置（30，50）每个包括一个立柱（28或48）在该立柱上相关的转动工作台（31或51）上在其远离立柱（28或48）的方向上安装有胀形顶杆（32或52），和

-在每个立柱（28，48）上至少支持着一个作动筒（42或62）用于对设置在相关的转动工作台（31或51）上的胀形顶杆（32或52）进行致动。

10、如权利要求6至9所述任何一项要求的设备，其特征在于：在胀形状态下，每个第二胀形顶杆（52）包括一个以角锥形的主要部分（70）和以角柱形的辅助部分（72）。

11、如权利要求6至10所述任何一项要求的设备，其特征在于：其中每个第二胀形顶杆（52）可以锁紧在其胀形位置，以便可以将已经胀形成基本平截头角锥形状的本体（2）夹持住进行压印加工。

12、如权利要求11所述设备，其特征在于：一个压印工具（94）与一个第二横向传送装置（50）协同工作以便在该本体的相对面的两侧进行压制凹入部分（10）。

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