CN1160367A - 制罐机冲头的刮油装置 - Google Patents

Abstract

一种使浅金属杯(16)成型为细长罐体的制罐机(15)，它包括一往复的冲头(20)，该冲头在其向前的行程中驱使金属杯通过一套分级的圆形模(22)。环形刮油器(83，84，85)与冲头的外圆柱面(70)接合并设置成使得：当冲头向后移动时，第一刮油器从冲头上刮去工具冷却液，而当冲头向前移动时，第二刮油器从冲头上刮去静压轴承润滑油。刮油器装有柔性刮板(89)，该刮板与冲头以比较低的压力摩擦接合以使得刮油器只产生极低的温升，从而当以约400件/分种的生产率制造直径为2.5英寸的罐时，提高了刮油器的工作寿命。

Description

制罐机冲头的刮油装置

发明背景

本发明一般涉及制罐机，更具体而言，本发明涉及一种改进了的结构，使得施加到纵向往复冲头前端的工具上的静压冷却液与支承冲头的轴承润滑油的混合减小到最少。

1979年11月6日授予R.M.Main与E.Paramanoff的“具有改进的冲头支承与驱动的制罐机”的美国专利NO.4,173,138描述了一种将较短的圆柱金属杯成形为用于两件式饮料容器的较高圆柱体的金属加工设备。这种制罐机利用静压轴承来支承和引导沿水平方向往复的冲头。当该冲头在其工作行程中向前移动时，冲头驱使杯体通过一组静止的环形模以减少杯的圆柱侧壁的厚度并增加其长度。装在冲头前端的是一件精密的工具元件，该工具元件通过杯的开口后端被插入该杯中。为冷却此工具元件，将冷却液施加到冲头的前端附近。

一般说来，冷却液是约含2％到4％可溶性油、其余为水的可溶性油液。必须尽可能限制可溶性油液的量，因为该可溶性油液在向后运动时与冲头驱动系统的静压轴承润滑油混合。那就是说，由于可溶性油液含96％～98％的水，因而与油状的静压轴承润滑油的混合将使驱动系统严重磨损并导致失效。同时，应尽量减少静压轴承润滑油的用量，因为它向前运动并和可溶性油液的混合影响了该可溶性油液的冷却效果。

一种尽可能减少冷却液与静压轴承润滑油混合的现有技术结构采用了一种环形密封装置，它包括圆柱形密封件或静止密封件，这些密封件利用非常高的压力压靠在冲头的圆柱面上。由于在静止的密封件与快速移动的冲头圆柱面之间的接触面上的高压接合，该接触面上的摩擦使得密封件的温度变得非常高以致于密封件迅速磨损且必须经常更换。另外，密封件处于高温之下会对冲头的轨迹产生有害的影响。

图10在此处表明一种现有技术的环形密封装置11，它与往复冲头12同轴线并围绕着该冲头的侧壁13。密封装置11包括环14及O形弹簧15。在横截面上，环14一般是矩形的而且它的后表面16具有被O形弹簧15充满的凹槽17。该O型弹簧被压入凹槽17内以使环14的后角部分展开到内、外环形凸缘18，19。密封装置11紧贴在固定式机架20的环形凹槽21内，凸缘19的外边贴靠在机架20上而凸缘18的内边贴靠在冲头12的外圆柱表面13上。凸缘18与表面13之间宽广的接合面联同它们之间的较高压力导致了高的摩擦力，当冲头12快速往复运动时该摩擦力产生了高温。结果是，密封装置11过热并因而很快就损坏。发明概述

为了克服现有技术的上述问题，现有技术的密封装置用所谓的环形刮油器来替代，每个环形刮油器有一个比较薄的倾斜环形刮板，该刮板能自偏置而以较低的压力与冲头的外表面相接触。实际上，这个压力是非常低的以致于环形刮板与冲头的接触面上的温升被限制在一定温度下，因而由温升造成的环形刮油器的损坏可以忽略不计。而且，在刮板与冲头的多个接触面上，刮板的磨损是非常慢的，因而作为刮油器的刮板的有效性能够持续冲头的几次操作。

因而，本发明的主要目的是提供一种具有改进结构的制罐机，此结构用于减少进入冲头前端工具区的静压轴承润滑油的量，还可减少工具冷却液的量，在冲头的往复运动过程中该冷却液进入支承冲头的静压轴承内。

本发明的另一目的是提供一个这种型式的制罐机，其中在冲头的外表面和限制静压轴承润滑油与冷却液相混合的元件之间的摩擦力被减小了。

本发明的又一目的是提供一个这种型式的制罐机，其中环形刮油器具有与冲头轻微接触的环形薄刮板，以便于限制冷却液与静压轴承润滑油的混合。

本发明的再一目的是提供一种制罐机，该制罐机的结构使得刮油装置的元件操作温度降低且磨损减少，该刮油装置用于防止冷却液与静压轴承润滑油的混合。

附图简述

图1为制罐机的透视图，该制罐机按照本发明的指导设计以便于限制工具冷却液与静压轴承润滑油的混合。

图2与图3是图1制罐机沿图1中箭头2-2方向所示的示意图。图2中制罐机的冲头处于已经完成其返回行程的最后位置，图3中冲头处于已经完成其工作行程的最前位置，而在图2与图3中，冲头的自由端或冲头的工具携带端位于右侧。

图4是冲头往复机构的局部侧视图。

图5是冲头及其与冲头驱动机构的连接件的局部侧视剖面图，在图5中，冲头的工具携带端位于左侧。

图6是前静压轴承及冲头刮油装置的垂直剖面放大图，图6中冲头的工具携带端位于左侧。

图7是沿图6中箭头7-7方向所示的冲头刮油装置的后视图。

图8是沿图6中箭头8-8方向所示的冲头刮油装置的前视图。

图9是用来实现本发明主题的环形刮油器之一的局部透视图。

图10是现有技术的密封装置的局部垂直剖面图，该密封装置用于限制静压轴承润滑油与冲头携带的工具所用的冷却液相混合。

发明详述

参照附图，更具体而言参照图1到图5，绝大部分也可在前述美国专利NO.4,173,138找到，它们的说明在此引入作为参考。

以制造两件式金属饮料容器的技术中周知的方式，制罐机(15)把由上料装置17供给的浅金属杯形式的坯料16(图2)成形为细长的罐体18(图3)，该罐体向下落入输出装置19。这是利用往复驱动机构20来实现的，它使水平布置的空心冲头25在工作行程中从图2的最后位置沿纵向移动到图3中的最前位置。在该最前位置冲头25沿反向移动且冲头25在返回行程中移动到图2中的最后位置。在冲头向前的工作行程中，冲头25前端的工具元件61经杯体16的开口端进入杯中并且使后杯体16通过环形模组件22。这一操作减少了杯体或坯料16的直径和侧壁的厚度而同时延展了侧壁以形成罐体18。当冲头25向前和向后运动时，它分别由间隔开的固定的后静压轴承23及前静压轴承24支承。根据下述的理由，冲头25将穿过刮油装置60，该装置布置在靠近前静压轴承24的前方。

驱动机构20通过滑动轴承组件35联接到冲头25的后部(图5)。该滑动轴承组件在52可绕枢轴转动地联接到驱动杆36的前端，而该驱动杆36的后端在51可绕枢轴转动地联接到驱动臂37的上自由端，而驱动臂37的下端则在枢轴中心38处固定到机架上(图4)，以便于绕此枢轴中心摆动。臂37由传动臂39驱动，臂39的一端由枢轴41联接到曲柄臂43上，而臂39的另一端由42可绕枢轴转动地在驱动臂37两端中间的点处联接到该驱动臂上。枢轴41位于曲柄臂43的自由端，曲柄臂43则从主轴44沿径向向外延伸并用键联接在该主轴上以便于转动。大齿轮40也是用键联接到主轴44上以随之一起转动且与小齿轮46啮合，该小齿轮46用键联接在驱动轴47上，而由电动机48通过变速传动装置49来驱动该驱动轴47。

为保证罐体18不会随着冲头25向后移动，压缩空气通过位于冲头25后端的联接装置35的适当通道被送到冲头25的内部，而该压缩空气通过工具元件61的前开口52(图5)排出到罐体18的内部以便于从冲头25的前端卸下该罐体。为此，联接装置35上设有一个具有联接的轴向部分56和横向部分57的通道，而该横向部分具有由此延伸的短管58。从短管58延伸出的弹性软管59可操作地联接到罐体卸除控制阀(未示出)上。

图6～8所示的刮油装置60的作用在于防止静压轴承装置23、24的静压轴承润滑油62流向前静压轴承装置24的前面而到达冲头25的区域内，在该区域内其中冷却液63被加到冲头25以冷却工具元件61。此外，刮油装置60的作用还在于防止冷却液63流向后面而与静压轴承装置24中的静压轴承润滑油62相混合。

更具体而言，轴承装置24包括一个紧密配合在外支架65的孔66内的内圆柱体64。冲头25沿轴向穿过内圆柱体64，在其间形成的狭窄间隙67为静压轴承润滑油62提供了通道，该润滑油62是在高压下通过四个入口68供给轴承装置24的。每个入口都由支架65中的单独通道69联接到单独的腔71，腔71沿横向穿过油缸64。有四个腔71围绕冲头25的外表面70等距离分布并和间隙67连通。在轴承装置24后部的四个轴向通路72为静压轴承润滑油62提供了一条从间隙67的后部到油池(未示出)的直接回路。在油缸64的前端稍后处，该油缸64的内部设有圆槽73，该圆槽通过单独的回油路74连接到通路72，回油路74在油缸64的壁内沿轴向延伸。

紧靠轴承装置24之前布置的刮油装置60包括主环75，该主环用四个螺栓77固定到固定的支架部分76上。后环78用四个螺栓79固定到主环75的后面，而前环81则用四个螺栓82固定到主环75的前面。主环75支承着刮油器84，85而后环78支承着刮油器83，刮油器84位于刮油器83与85之间。圆形内表面111在主环75的后部形成了一个浅的凹形开口，此开口容纳了外支架65的前端并由此使轴承24和刮油装置60的中央开口部分沿轴向对中。

刮油器83～85中的每一个通常都具有同样的尺寸和形状，参照图6及图9示出其形状，刮油器85包括金属壳86和粘接到壳86上的弹性环形刮油器87。壳86的横截面为L形并被压入主环75前面的紧靠着环形台肩112的工作位置。环形刮油器87包括通常为矩形的主截面87和比较薄的柔性环形刮板89，此刮板从主截面87的角部91沿径向向内延伸，而该角部91则与环形刮油器表面88a、88b间的交角88成对角相对，所述表面88a与88b紧贴着壳86。刮油器85的刮板89从角部91沿径向向内并向前倾斜。刮板89的厚度从角部91向自由边90缓慢地逐渐减薄。刮油器83与84的刮板89各自沿径向向内并向后倾斜。

冷却液63供给到主环75的入口92处，并流经环75与81的连接通路部分94而进入位于前环81内表面的环形槽93。槽93的径向内侧面是开口的并且面对着冲头表面70，因而使冷却液63冲击到冲头表面70上。沿表面70向前流动到环81前面的冷却液63返回到另一油池(未示出)。沿表面70向后流动的冷却液63则被刮油器85的自由边90在此刮去，该冷却液流经环形空间96和环81上的多个通路97流到环81的前方，并流入所提到的后一个油池。

液压油62沿着冲头表面70流动且流向位于油缸64内表面后端的脊98的前面，接着流经包括后环78的九个通孔的一部分迷宫式密封99以及外机架65的轴向通道101，而流入也从通道74接收液压油62的同一油池。

背对背的环形刮油器84、85之间的环形空间102是溢流通路的一部分，其用来容纳流到环形刮油器84之前的任何泄漏的液压油62，并且也能容纳流到环形刮油器85之后的任何泄漏的冷却液63。液压油62和/或冷却液63的泄漏部分作为废料通过出口通道103被排出。这一过程由于经入口通道104引入压缩空气而变得很方便。通道103与104都是从主环75的外边沿径向延伸到空间102。

环形刮板89极富柔性，使得当冲头表面70向着与其成钝角的刮板89的表面移动时，自由边90从冲头表面70刮去液体。刮板89能自偏置靠在冲头表面70上，由于在刮板89与表面70间的接触面上存在最小的压力以降低接触面上的摩擦力，因而温升最小。因此延长了环形刮油器87的寿命，而使得沿冲头中心线的不稳定运动轨迹得以避免。对一个直径为2.50英寸的冲头来说，当冲头以400转/分的速度工作时，冲头/刮油器接触面的温升被限制为4°F。通过将各自由边90与冲头表面70间的接触面上的压力限制到使得自由边90与冲头表面70间的摩擦力与现有技术相比能减少约85％，就能得到所要求的改进，该现有技术已在图10所示的结构中示出。

当冲头25向前移动时，用两个向后倾斜的刮油装置83、84从表面70上刮去液压油62，已经发现，即使只采用刮油装置83、84中的一个，也能在延长的时间周期内获得令人满意的操作。当冲头25向后移动时，另一个刮油装置85从表面70刮去冷却液63。

虽然本发明已经对其涉及的具体实施例加以描述，但对于那些本领域的技术人员来说，许多其他变化与改进及用途是显而易见的。所以，优选的是本发明不受本说明书中的特定公开内容的限制，而受附属的权利要求书的限制。

Claims (11)

1.一种制罐机，用于把金属杯成形为细长的罐体，所述制罐机包括：

一个细长冲头和位于所述冲头前端的工具；

一个静压轴承，它包括支承着所述冲头作水平纵向运动的加压液压油，

驱动装置，它使所述冲头在工作行程中向前运动，接着使所述冲头在返回行程中向后运动；

一套冲模组，当所述冲头在工作行程中运行时，所述杯体被所述工具逐个驱动通过所述冲模组，使所述杯体成形为所述罐体；

具有一圆柱外表面的所述冲头以及被施加到所述外表面上的所述液压油；

一种冷却液，该冷却液被施加在位于所述轴承之前的所述外表面上；

分别具有对中的第一与第二孔的第一与第二环形刮油器，所述冲头从该孔中伸出；

所述第一与第二环形刮油器包括相应的第一与第二柔性环形刮板，所述第一与第二刮板分别形成相应的第一与第二孔；

所述第一与第二刮板具有相应的第一和第二沿径向向内的自由边并且在低压下与所述外表面接合；

所述第一刮板位于所述第二刮板之前且所述这两个刮板都位于所述轴承之前；

所述第一刮板从所述第一自由边向后并沿径向向外倾斜，以便于当所述冲头向后移动时从所述外表面刮去位于所述第一刮板之前的冷却液；

所述第二刮板从所述第二自由边向前并沿径向向外倾斜，以便于当所述冲头向前移动时从所述外表面刮去位于所述第二刮板之后的液压油。

2.如权利要求1所限定的制罐机，还包括：

溢流通路，它位于所述第一与第二刮板之间以用来容纳并从所述第二环形刮油器转移出任何可流到所述第一刮板之后的所述冷却液；

设置的所述溢流通路还可以容纳并从所述第一环形刮油器转移出任何可流到所述第二刮板之前的所述液压油。

3.如权利要求1所限定的制罐机，其特征在于，所述第一与第二环形刮油器自偏置而与所述圆柱外表面相接合。

4.如权利要求1所限定的制罐机，其特征在于，当所述冲头的外径约为2.50英寸且以约24英寸的工作行程来以约400件/分钟的速度制造罐体时，所述第一与第二刮板与所述圆柱外表面在足够低的压力下接合，以便于将由所述第一与第二刮板接合的所述圆柱外表面的温升限制为4°F。

5.如权利要求1所限定的制罐机，其特征在于，所述第一及第二环形刮油器还分别包括相应的第一及第二环形体，每个环形体的横截面一般为矩形；

所述第一刮板从所述第一环形体的角部沿径向向内延伸，而所述第二刮板从所述第二环形体的角部沿径向向内延伸。

6.如权利要求1所限定的制罐机，其特征在于，所述第一与第二环形刮油器为相应的第一与第二刮油装置的部件；

所述第一与第二刮油装置还包括相应的第一与第二环形架，每个环形架的横截面一般都为L形；

所述第一与第二环形体被粘结到相应的第一与第二环形架上；

安装环具有一中央开口，所述冲头穿过此开口；

所述安装环具有前面与后面以及圆柱形的第一与第二内表面，所述第一内表面位于所述第一面，而所述第二内表面位于所述后面；

所述第一和第二环形架与相应的第一和第二内表面摩擦接合，以便于把所述刮油器装置安装到所述安装环上。

7.如权利要求1所限定的制罐机，其特征在于，所述第一与第二环形刮油器还包括相应的第一与第二环形体；

所述第一刮板从第一体沿径向向内延伸，而所述第二刮板从所述第二体沿径向向内延伸；

所述第一与第二刮板与相应的第一与第二体构成整体；以及

所述第一与第二环形刮油器自偏置而与所述圆柱外表面相接合。

8.如权利要求7所限定的制罐机，其特征在于，每个所述第一与第二体的横截面一般都为矩形；以及

所述第一刮板从所述第一环形体的角部沿径向向内延伸，而所述第二刮板从所述第二环形体的角部沿径向向内延伸。

9.如权利要求8所限定的制罐机，其特征在于，所述第一与第二环形刮油器是相应的第一与第二刮油装置的部件；

所述第一与第二刮油装置还包括相应的第一与第二环形架，每个环形架的横截面都一般都为L形；

所述第一与第二环形体被粘结到相应的第一与第二环形架上；

安装环具有一中央开口，所述冲头穿过此开口；

所述安装环具有前面与后面以及圆柱形的第一与第二内表面，所述第一内表面位于所述第一面，而所述第二内表面位于所述后面；

所述第一和第二环形架与相应的第一和第二内表面摩擦接合，以便于把所述刮油装置安装到所述安装环上。

10.如权利要求7所限定的制罐机，其特征在于，所述第一与第二刮板中的每一个刮板与所述圆柱外表面之间的压力被限制到一个值，使得与所述刮板接合的所述外表面的温升约为4°F。

11.如权利要求1所限定的制罐机，它还包括一个第三环形刮油器，其结构基本上与所述第二环形刮油器的结构相同；

所述第三环形刮油器包括一个第三柔性环形刮板，该刮板具有在低压下与所述冲头的所述外表面接合的沿径向向内的第三自由边；

所述第三刮板从所述第三自由边向前并沿径向向外倾斜，以便于当所述冲头向前移动时，从所述外表面上刮去位于所述第三刮板之后的液压油。

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