CZ20032070A3 - Způsob a zařízení ke zúžení otevřeného konce nádobky - Google Patents

Description

Oblast techniky

Způsob a zařízení ke zúžení nádobek, vynález se zejména týká vytvoření pevné roztažitelné vodicí součásti k podepření povrchu interiéru nápojové nádobky, vytvořené ze dvou kusů, během operace zužování vrchního konce.

Dosavadní stav

Plechová nádobka ze dvou kusů je nejběžnějším typem kovové nádobky používané při výrobě piva a nápojů. Jsou rovněž používány k balení aerosolových výrobků a potravin. Obvykle jsou vytvořeny z hliníkových nebo pocínovaných ocelových plechů. Nádobku tohoto typu tvoří první část válcového tělesa nádobky s nedílným spodním dnem a druhá část, kterou představuje samostatně vytvořený vrchní uzavírací panel, který po naplnění plechovky dvojitým lemem uzavírá vrchní konec nádobky.

Důležitým konkurenčním cílem je snížení celkové hmotnosti plechovky jak jen možno, při zachování pevnosti a výkonu s ohledem na požadavky průmyslu. Pro přetlakový obsah jako jsou mírné jemné nápoje nebo pivo, ukončovací panel musí být vyroben z kovu o tloušťce v měřítku, který odpovídá alespoň dvojité tloušťce boční stěny. Podle toho, k minimalizaci celkové hmotnosti nádobky, druhý ukončovací panel by měl být v průměru co nejmenší a přitom by měl zachovávat konstrukční celistvost nádobky, funkčnost zakončení a též příjemné estetické provedení nádobky.

V minulosti, nádobky používané pro pivo a nápoje nasycené kysličníkem uhličitým měly vnější průměr 2¹¹/i6 palce (označované jako nádobky 211) a jejich vrchní ukončení bylo zúženo na (a) 2⁹/16 palce (označované jako hrdlo 209) obvykle jednoduchou operaci zúžení na hrdlo 209; nebo (b) 2^7,5/ιθ (označované jako hrdlo

207¹/2) obvykle provedeno operací dvojitého zúžení na 207¹/2; nebo (c) 2⁶/i₆ (označované jako hrdlo 206) provedené v trojité nebo čtyřnásobné operaci.

V poslední době, otevřené konce nápojových nádobek jsou zužovány na 2²/₁₆ (označované jako hrdlo 202).Hrdlo 202 je vytvořeno pomocí deseti až šestnácti oddělených po sobě následujících operací. Dále, odlišní výrobci nápojů k plnění plechovek používají plechovky o různých velikostech hrdla. Proto je velmi důležité, aby výrobci plechovek rychle přizpůsobili své stroje a operace ke zúžení z jedné velikosti hrdla na jinou.

Před lety, výrobní postup používaný k redukci průměru otevřeného konce nádobky ze dvou kusů tak, aby bylo možno umístit menší průměr druhého ukončovacího panelu, obvykle obsahoval operaci vytvoření zúžení lisováním, při které otevřený konec byl postupně formován jednou, dvěma, třemi nebo čtyřmi soupravami lisovacích průvlaků, které měly vytvořit příslušně jednoduchou, dvojitou, trojitou nebo čtyřnásobnou zúženou konstrukci. Příklady takových návrhů jsou popsány v US patentech čísel 3,687,098; 3,812,896; 3,983,729; 3,995,572; 4,070,888; a 4,519,232. Co se týče těchto patentů, je třeba si všimnout, že v každé lisovací operaci pro zúžení, je vytvářen vyloženě obvodový ústupek nebo výstupek. Toto stupňovité uspořádání, komerčně nevyhovovalo pracovníků v marketingu ve výrobě piva a nápojů, neboť omezovalo prostor k označování nápoje nebo i kapacitu pro plnění

Ve snaze kompenzovat ztráty objemu nebo kapacity pro naplnění v důsledku stupňovitého uspořádání nádobky, úsilí bylo nasměrováno na eliminaci některých ústupků nebo výstupků na hrdle nádobky.Proto US patent 4,403,493 předkládá způsob zúžení nádobky, ve kterém zúžení je provedeno pouze jednou operací v prvním kroku. Druhý krok, neboli výstupek kolem hrdla je pak vytvořen mezi koncem zúžené části a redukovaným hrdlem válce.

US patent 4,578,007 rovněž předkládá způsob zúžení nádobky několikanásobnou operací, kterou se vytvoří několik žebrových výstupků.Vnitřní část hrdla je pak vylepšena externě tvářecími válečky, aby byly odstraněny alespoň • · · · · · ···· některá žebírka k vytvoření části ve tvaru komolého kužele s uniformním vnitřním zakřivením stěnové sekce, která definuje vnitřní část hrdla.

Nicméně, pracovníci v marketingu při výrobě piva a nápojů, dávají přednost konstrukci hrdla s relativně hladkým tvarem hrdla o rozměrech průměru typu plechovek například 206 a 211. Tato konstrukce hladkého zúženého hrdla plechovky je vyrobena odstředivým litím (způsobem rotačního tváření) a zařízení tohoto typu je znázorněno například v US patentech čísel 4,058,998 a 4,512,172.

Ještě později, US patent číslo 4,774,839 předkládá iisovací zařízení k vytvoření hiadké zúžené stěny mezi boční stěnou nádobky a redukovaným průměrem hrdla. Zařízení zahrnuje někoiik revolverových hlav z nichž každá má řadu identických stanic ke zužování opatřených lisovacími zařízeními.

Lisovací zařízení ke zužování v příslušných revolverových hlavách zahrnují interní konfiguraci k vytvoření vnitřní části hrdla nádobky. Podřízené stanice ke zužování mají rovněž plovoucí kontrolní prvek nebo řídicí prvek, který spolupracuje s vnitřním povrchem nádobky a kontroluje část nádobky, která má být zúžena. Vnitřní část hrdla je vylepšena v každé nastupující revolverové hlavě lisovacím zařízením tak, aby byla vytvořena hladká zúžená stěna mezi obloukovými segmenty aniž by bylo zapotřebí dalších formovacích válečků.

Vodicí prvek obvykle neposkytuje podpěru nebo vedení od okamžiku, kdy okraj plechovky kontaktuje iisovací zařízení do okamžiku, kdy okraj plechovky kontaktuje plovákový řídicí prvek. Následně, okraj plechovky snadno podléhá pomačkání a vrásnění.

Jedním ze způsobu jak předcházet výše zmíněnému problému je snížení světlosti mezi vnitřním kontaktem plechovky s lisovaným hrdiem a vodicím členem tím, že se zvýší počet operací zužování. Toto je veimi nákiadné, neboť každá operace potřebná ke zúžení vyžaduje samostatnou stanici provádějící zúžení.

Dále, i se zvýšeným počtem operací zužování se mohou na hrdle nebo v blízkosti otevřeného konce plechovky vytvářet malé vrásky. Tyto vrásky se vyhladí během následujících operací zužování vtlačením okraje plechovky mezi válcovou vrchní část lisovacího zařízení ke zúžení a plovákový vodicí člen. Vyžehlené vrásky vytváří iokaiizovaný region vykazující zvýšené zpevňovací práce a který je všeobecně mnohem křehčí než sousední plochy a může selhat (to jest prasknout nebo se zlomit) při obrubování otevřeného konce.

Vrásky se obvykle tvoří, jsou-li boční stěny nádobky menší než v měřítku od 0,0062-0,0064 palců do 0,0050-0,0054 palců. Aby se zabránilo vrásnění, je třeba dodat čtyři až šest operací zužování. Dodatečné operace zužování nicméně vyžadují další výrobní prostor, stlačený vzduch, elektřinu, výrobní čas. Proto, přidávání dalších operací ke zužování zabraňují náklady.

Navzdory těmto těžkostem, výroba vhodných nádobek s hrdlem typu 202 z tenkostěnného materiálu zůstává výrobním cílem. K výrobě takové nádobky s hrdlem typu 202 při zachování běžného počtu stanic k provádění zúžení, je zapotřebí extrémní kontroly rozměrů jak lisovacích zařízení ke zúžení, tak řídicího členu ke kontrole průměrů a síla potřebná ke vložení okraje plechovky mezi lisovací zařízení ke zúžení a řídicí člen má tendenci k rozmačkání tělesa plechovky nebo ke zploštění dna plechovky. V důsledku toho, plechovka musí být přetlaková na dvacet až třicet nebo více psi před vytvořením.

Aby se zabránilo ztrátě kontroly okraje plechovky, vodicí člen je tvarován po celém vnitřním profilu lisovacího zařízení.Nicméně, po vytvoření hrdla, plechovka nemůže být sejmuta z vodícího členu. Byly vyvinuty metody roztažení vodícího členu během operace zúžení tak, aby okraj plechovky byl udržen v kontaktu s lisovacím zařízením a k návratu vodícího členu do jeho původní velikosti, aby plechovka mohla být odstraněna.

Jedno takové zařízení je popsáno v US patentu číslo 5,755,130. Zařízení obsahuje vodicí prvek opatřený elastomerovou objímkou a prostředky k zajištění laterální deformace objímky. Během operace zužování, objímka je kontrolovatelně deformována takovým způsobem, aby laterální část objímky byla umístěna do nosného záběru s vnitřní stěnou plechovky, a tím stlačovala plechovku proti přechodové zóně lisovacího zařízení. Tato podpůrná činnost elastomerového • · · · materiálu proti stěně plechovky během procesu redukce průměru je zaměřena na zamezení vytváření lokalizovaných záhybů.

Další takové zařízení je popsáno v US patentu číslo 6,032,502. Zařízení podle tohoto patentu obsahuje soupravu průvlaků s válcovým lisovacím zařízením pro záběr vnějšího povrchu kontejneru a rotační vodicí válce, které podpírají vnitřní průměr části nádobky, která má být zúžena. Nedostatkem této metody je to, že vnitřní povrch nádobky je podepřen pouze v oblasti, ve které válce kontaktují vnitřní povrch.

Předložený vynález poskytuje pevný, roztažitelný vodicí člen k odstranění nedostatků běžných zařízení používaných ke zúžení.

Podstata vynálezu

Předložený vynález je zaměřen na způsob a zařízení ke zúžení otevřeného konce nádobky. Způsob zde popsaný překonává výše popsané těžkosti tím, že používá pevný roztažitelný vodicí člen, který zabezpečuje nepřerušovaný povrch k podepření vnitřního povrchu nádobky během operace zužování.

Úkolem vynálezu je redukovat tloušťku kovu u otevřeného konce nádobky při zmenšování průměru otevřeného konce nádobky. Zařízení nahrazuje běžný vodicí člen roztažitelným kovovým vodicím členem.

Roztažitelný vodicí člen obsahuje řadu segmentů, každý z nich je individuálně roztažitelný tak aby byl vytvořen nepřerušovaný povrch. Ve stavu, kdy tyto segmenty nejsou roztažené, některé ze segmentů jsou vtaženy dovnitř jiných segmentů. Po roztažení během operace zužování, koncové části jednotlivých segmentů se sdružují a vytváří nepřerušovaný povrch. Proto, celý obvod vnitřní stěny nádobky je podepřen, neboť mezi jednotlivými segmenty vodícího členu nejsou mezery. Po dokončení operace zužování, vodicí člen je zatažen a napomáhá tak sejmutí nádobky se zúženým hrdlem z nástroje.

Vodicí člen je roztahován pevným ovládačem, který automaticky tlačí segmenty do pracovní polohy při jeho vyzdvižení. Při snížení ovládače, vodicí člen je vtažen působením čtyř pružin na každý příslušný segment vodícího členu.

Další výhody a hlediska vynálezu budou zřejmá z odkazů na popis, nároky a výkresy, které následují.

Objasnění obrázků na výkresech

Obrázek 1 je polohový plánek zařízení ke zužování a obrubování se začleněním modulové podstaty předloženého vynálezu;

Obrázek 2 je fragmentární dílčí pohled na zařízení ke zužování vytvořené v souladu s vynálezem;

Obrázek 3 je zvětšený dílčí pohled na vodicí člen a lisovací soupravu;

Obrázek 4 je perspektivní pohled na zcela roztažený vodicí člen podle předloženého vynálezu (přidržovač vodícího členu není znázorněn);

Obrázek 4a je perspektivní pohled na vtažený vodicí člen podle předloženého vynálezu (přidržovač vodícího členu není znázorněn);

Obrázek 5 je průřezový pohled podél linie 3-3 na obrázku 3;

Obrázek 6 je průřezový pohled podél linie 4-4 z obrázku 3 na částečně roztažený vodicí člen podle předloženého vynálezu;

Obrázek 7 je průřezový pohled podél linie 4-4 z obrázku 3 na roztažený vodicí člen podle předloženého vynálezu;

Obrázek 8 je průřezový pohled na externí vytvoření segmentů vodícího členu podle předloženého vynálezu;

Obrázek 9 je průřezovým pohledem na interní vytvoření segmentů vodícího členu podle předloženého vynálezu;

Obrázek 10 je průřezovým dílčím rozděleným pohledem na roztažený vodící člen vlevo a zatažený vodící člen vpravo;

Obrázek 11 je boční pohled na ovládač podle předloženého vynálezu;

Obrázek 11a je spodní pohled na ovládač podle předloženého vynálezu; Obrázek 12 je zvětšený fragmentární dílčí pohled znázorňující začátek první operace zužování;

Obrázek 13 je pohled, který je téměř stejný jako obrázek 12, znázorňující dokončení první operace zužování;

Obrázek 14 ilustruje začátek druhé operace zužování;

Obrázek 15 ilustruje začátek třetí operace zužování;

Obrázek 16 znázorňuje začátek čtvrté operace zužování;

Obrázek 17 znázorňuje počátek páté operace zužování;

Obrázek 18 znázorňuje počátek šesté operace zužování;

Obrázek 19 znázorňuje počátek sedmé operace zužování;

Obrázek 20 znázorňuje počátek osmé operace zužování;

Obrázek 21 znázorňuje počátek deváté operace zužování; a Obrázek 22 znázorňuje počátek desáté operace zužování.

Příklad provedení

Provedení v mnohých odlišných formách podle předloženého vynálezu je snadno proveditelné. Jeho znázornění na výkresech a zde detailně popsané, je třeba považovat jako příklad využití zásadních principů předloženého vynálezu a popis tohoto provedení není zamýšlen jako omezení širokého spektra aspektů vynálezu.

S odkazem na obrázek 1, je popisován systém 18 zužování a obrubování podle předloženého vynálezu. Systém 18 produkuje nádobky s hladce tvarovaným profilem hrdla a obrubou, která vystupuje směrem ven.

Jak bude dále specificky popisováno, zařízení 18 ke zužování a obrubování obsahuje řadu v podstatě identických modulů, které tvoří stanice ke zužování umístěné v obecném vzorci tvaru C, Jeden operátor vizuálně sleduje a kontroluje operaci všech modulů z centrálního místa. Většina jednotlivých modulů je propojena k zabezpečení systému nebo zařízení pro kompletní zúžení a obroubení tak, jak bude dále vysvětleno.

Obrázek 1 znázorňuje zařízení 18 ke zúžení a obroubení nádobky 16 nebo nápojové plechovky. Provedení podle obrázku 1 má ke zužování nádobky modulové stanice 22,24,26,28,30,32,34,36,38 a 40 a modulovou stanici 42 k obrubování.

K zařízení 18 mohou být přidány další stanice ke zužování plechovky, aniž by došlo k odklonu z rámce vynálezu. Přenosná kola 21,23,25,27,29,31,33a,33b,33c, 35, 37,

39, 41, a 43 přemísťují nádobky 16 postupně a vlnitou cestou skrz odlišné stanice ke zužování.

Každá z modulových stanic 22.24,26,28,30.32,34.36.38 a 40 ke zužování je v podstatě identické konstrukce, takže tyto stanice jsou zaměnitelné, mohou být přidávány nebo odejmuty ze systému v závislosti na typu nádobky, která má být vytvořena. Každá modulová stanice ke zužování má řadu individuálních obvodově rozmístěných v podstatě identických podřízených stanic ke zužování (Obrázek 2). Počet stanic a podřízených stanic je možno zvyšovat nebo snižovat tak, aby byly zajištěny operace ke zužování různých velikostí nádobek. Detaily podřízených stanic ke zužování budou popsány později.

Další výhodou použití v podstatě identických modulů je to, že mnoho prvků je identické konstrukce, což snižuje potřebu velkého množství součástek.

Obrázek 1 dále znázorňuje válcová kovová tělesa 16 nádobky, vyrobená z běžných materiálů jakýmkoliv běžným způsobem, která jsou dodávána postupně vhodným dopravníkem (není znázorněn) do zařízení 18 ke zužování a obrubování. Dopravník podává nádobky 16 k prvnímu přenosnému kolu 21, tak jak je to dosud známé. Nádobky 16 jsou pak postupně podávány skrz moduly ke zužování propojenými přenosnými koly.

Přesněji, první přenosné kolo 21 podává nádobky k prvnímu modulu ke zužování, všeobecně označenému referencí 22. kde je uskutečňovaná první operace zužování na nádobce 16, tak jak bude popsáno později. Nádobky 16 jsou pak podávány ke druhému přenosovému kolu 23 , které podává nádobky 16 ke druhému modulu 24, kde probíhá druhá operace zužování nádobky 16. Nádobka je pak sejmuta z druhého modulu třetím přenosovým kolem 25 a podána ke třetímu modulu 26 ke zúžení, kde probíhá třetí operace zužování.

Nádobky 16 jsou postupně přemísťovány přes podřízené moduly 28,30,32,34,36,38 a 40 k dokončení operace zužování. Zúžené nádobky jsou pak přenášeny přenosným kolem 41 k modulu 42 k obrubování, kde na nádobce je • · · ♦ · · • · * · 9 9 9 9 9 9 9 • 9 9 9 99 9 9 9 • <·····>·· « • · 9 9 9 9 9 9 9 9

9 99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 vytvořena obruba vystupující směrem ven, tak jak je v oboru běžné a nádobky jsou dodány k přenosnému kolu 43 k jejich donesení k výstupu z dopravníku.

Každá stanice současně zpracovává nebo tvaruje několik nádobek 16, přičemž každá nádobka 16 se nachází v jiné fázi procesu zužování, tak jak postupuje od vstupního bodu do výchozího bodu v každém modulu stanice ke zúžení.

Všechny pohyblivé prvky v zařízení 18 ke zužování a obrubování jsou poháněny prostředky 44 jednoho pohonu, který zahrnuje motor s měnitelnými otáčkami připojený k výstupu převodovky 46. Každé z přenosných kol, stejně jako moduly ke zužování a obrubování, mají vzájemně propojený záběr ozubených kol a zajišťují tak synchronizovaný plynulý pohon všech komponentů.

Charakteristiky pohonných prostředků 44 s měnitelnými otáčkami umožňují regulaci rychlosti otáček modulového zařízení. Pohon s měnitelnými otáčkami rovněž umožňuje operátorovi přesně stanovit koeficient pro přepočty komponentů v systému ve vztahu jedné komponenty ke druhé.

Zařízení 18 ke zužování a obrubování obsahuje podtlakové prostředky propojené spolu s každým z modulů a na každé z přenosných kol, aby bylo zajištěno zachováni nádobek 16 ve stopě dopravníku. K podepření otáčejících se revolverových hlav 70 , které jsou součástí modulů, je zabezpečena vhodná navzájem propojená a nosná kostra 50.

Odkazujeme nyní na obr. 2, který znázorňuje částečný pohled na modul ke zužování. Každý modul ke zužování na zařízení ke zužování obsahuje stacionární kostru 50 a soubor 70 revolverové hlavy, který je otočně namontován na kostře a který drží množství identických přiřazených stanic 72 kolem periferie této kostry.

Soubor 70 revolverové hlavy je otočně uložen na stacionární kostře ve vrchním ložisku 73 a ve spodním ložisku (není znázorněno).

Obě části, spodní část 74 revolverové hlavy a vrchní část 76 revolverové hlavy, jsou neseny rotační pohonnou hřídelí 78. Vrchní část 76 revolverové hlavy je kluzně uložena v axiálním směru na pohonné hřídeli 78 a je připojena ke spodní části • · »* 4b 4· 4«*·

9 9 9 9 9 4 • · ·· · · · • 9 9 9 9 9 9 9

99 99 99 99 revolverové hlavy pro zajištění otáčení tyče 80, procházející límcem 82 na spodní kostře revolverové hlavy. Podložka 84 k vyzdvižení nádobky je namontována na plunžru nebo pístu 86 který ie přímovratně namontován ve válci 88 , který je zajištěn ke spodní části 74 revolverové hlavy. Spodní konec pístu 86 obsahuje kladičku pojíždějící po vačce, která zajišťuje vyzdvihování a spouštění pístu a podložky 84 k vyzdvižení a spuštění nádobky. Zvedací podložka 84 takto pohybuje nádobkou nebo nápojovou plechovkou 16 směrem kupředu a ven z vrchní části revolverové hlavy.

Obrázek 3 předkládá vrchní část podřízené stanice 72, sloužící ke zužování, ve větším detailu. Podřízená stanice 72 ke zúžení obsahuje vrchní části 102 k tvarování nebo zúžení.

Vrchní část 102 ke zúžení obsahuje plovoucí lisovací prvek 130 ke zúžení, který je zajištěn k přidržovači 132 pomocí závitového uzávěru 134. Přidržovač má centrální osu 135. Válec 132 ie opatřen axiálním otvorem 136, ve kterém je přímovratně namontován dutý ovládač nebo hřídel 137. Kladička 138 pojíždějící po vačce je namontována na vrchním konci ovládače 137 a valivým způsobem dosedá na vystavený povrch vačky vrchního vačkového kotouče 139, který je pevně uchycen ke kostře.

Ovládač 137 a kladička 138 pojíždějící po vačce jsou udržovány v záběru s vačkou 139 dvojitým mechanizmem vačkové dráhy, který rovněž vystřeďuje ovládač 137 v otvoru 136. Spodní konec ovládače 137 je používán k ovládání expanze a kontrakce prvku ke kontrole tvaru nebo vodícího členu 140, dále bude objasněno podrobněji. Stlačený vzduch může být zaveden skrz ovládač 137 a vodící člen 140 do nádobky 13 během operace zúžení.

Odkazujeme na obrázky 4 a 4a, stejně jako na obrázky 2,3 a 5a až 7. Vodící člen 140 podle předloženého vynálezu obvykle tvoří čtyři tvarovací segmenty 150a d, které jsou namontovány ke kontrolovatelnému relativně radiálnímu pohybu uvnitř přidržovače 132 vodícího členu. Tvarovací segmenty 150a - d jsou obvykle vyrobeny z trvanlivého pevného materiálu jako je nástrojová ocel. Tvarovací segmenty 150ad mohou být potaženy ke zlepšení vlastností povrchu. Tvarovací segmenty 150a-d *9 9999 • 9 ·*

9 9 »9 9 • 9» 9 9 ♦ • * 9 9 9 9 · • 9 9 9 9 9 9 • 9 9* 99 99 vtažené dovnitř ve staženém stavu udržují prvky s předpětím. Prvky s předpětím jsou obvykle pružinové prvky 152a-d , ale těmito prvky s předpětím mohou být rovněž elastické prvky, tlakové nebo podobně, (viz obrázek 10). První pár tvarovaclch segmentů 150a, b má srovnatelně menší povrchovou plochu než druhý pár tvarovaclch segmentů 150c,d.

Vnější povrch 154 každého tvarovacího segmentu 150a-d definuje externí povrchovou plochu a vnitřní povrch 158. Vnější povrch 154 obsahuje nosný povrch 162 nádobky, pár vodítek 166a,b, a kluzných deskových prvků 170, které jsou umístěny mezi vodítky 166a,b. Kombinace dvou vodítek 166a,b a desky 170 potlačuje rotaci tvarovaclch segmentů 150a-d uvnitř přidržovače 132 vodícího členu.

Povrch 162 k podepření nádobky obvykle sleduje zakřivení otevřeného konce nádobky. Povrch 162 podpírající nádobku obsahuje vrchní válcovou část 173, která je umístěna v první radiální vzdálenosti Ri od centrální osy 135 jejíž přechody přes obloukovitou přechodovou zónu k prstencové, obloukovité, vyvalují vstupní část 174 umístěnou ve druhé radiální vzdálenosti R2 od centrální osy 135. Zakřivení vyboulené vstupní části 174 je obvykie stejné jako zakřivení vrchní části iisovacího nástroje 130 ke zúžení a spolupracuje s lisovacím nástrojem ke zúžení během operace reformy vrchní části nádobky 16 , která je takto zúžena.

Vyboulená vstupní část 174 rovněž zabezpečuje navádění otevřeného konce nádobky. Tato vyboulená část 174 zabraňuje pokrčení a vrásnění otevřeného konce nádobky během vkládání nádobky do lisovacího nástroje 130 ke zúžení a vkládá spodní zkosenou část k centrování nádobky a rovnou část k vedení nádobky. Takto je umožněna lepší kontrola toku kovu během tvarování a je umožněno zachování větší světlosti mezi lisovacím nástrojem 130 ke zúžení a expandujícím vodícím členem 140.

Podle obrázku 8 a 9, vnitřní povrch 158 každého tvarovacího segmentu 150a -d obsahuje úhlové odsazení (ústupek) 178a-d. Zatímco každýtvarovací segment 150a-d obsahuje úhlové odsazení 178a -d. úhlová odsazení 178a, 178b prvního páru menších tvarovaclch segmentů jsou delší a jsou umístěny v relativně vyšší poloze ve srovnání s výškou a délkou úhlových odsazení 178c,178d druhého páru delších tvarovacích segmentů. Účel tohoto uspořádání bude zřejmý z dalšího popisu.

Ovládač 137 je protažený skrz přidržovač 132 a selektivně zabírá vnitřní povrch 158 každého tvarovacího segmentu 150a - d. Ovládač 137 je opatřen procházejícím otvorem 168 k dodávání stlačeného vzduchu do vnitřního prostoru nádobky.

Podle obrázku 11 a 11a, ovládač 137 obsahuje proximální konec 184 a distální konec 186. Distální konec 186 zahrnuje nakloněné zóny 188a-d které zabírají a spolupracují s úhlovými odsazeními 178a - d tvarovacích segmentů 150a -d. Nakloněné zóny 188a-d jsou odděleny dělicími prvky 189 aby nedošlo ke vzájemnému přetažení tvarovacích segmentů 150a-d přes sebe. Distální konec 186 proto působí jako série flexibilních nosníků rozdělená dělicími prvky 189.

Jestliže se ovládač 137 posune směrem vzhůru, nakloněné zóny 188c,d vytlačí druhý pár tvarovacích segmentů 150c,d ven směrem k centrální ose 135 proti působení síly vyvíjené pružinami 152c,d. Jelikož ovládač 137 pokračuje ve vysouvání směrem ven, nakloněné zóny 188a,b tlačí první pár tvarovacích segmentů 150a,b směrem ven proti působení síly vyvíjené pružinami 152a,b.

Ve zcela roztažené poloze, čtyři tvarovací segmenty 150a-d, navzájem těsně zapadnou podél periferie okrajové části 192. Tvarovací segmenty 150a-d těsně zapadnou takovým způsobem, aby mezi tvarovacími segmenty 150a - d neexistovala žádná přechodová mezera, nebo jen velmi malá. Jsou-li segmenty 150a -d zcela roztažené a periferní okraje 192 sousedních segmentů 150a-d se navzájem dotýkají, souvislý nepřetržitý tvarovací povrch 193 je vytvořen sousedícími nosnými povrchy 162 nádobek. (Viz obrázek 4). Redukce nebo zamezení vzniku mezer mezi tvarovacími segmenty 150a-d brání vzniku deformací na označení nebo na kovu , které jsou způsobeny vyplněním mezer materiálem během výrobního postupu při zúžení.

Podle obrázku 11a, rozdělovači prvky 189 v ovládači 137 brání přetažení tvarovacích segmentů. Je-li dosaženo předem stanového tlaku, zabezpečovaného distálním koncem 186 ovládače 137 na tvarovací segmenty 150a-d , nakloněné zóny

188a-d distálního konce 186 se protáhnou směrem dovnitř, aby zabránily přetažení periferních okrajů částí 192.

Lisovací nástroj 130 ie namontován s malou světlostí. Lisovací nástroj 130 je namontován takovým způsobem, že bude „plovoucí“ nebo bude schopný nějakého pohybu uvnitř přidržovače 132. Proto, lisovací nástroj 130 může být centrován okolo otevřeného konce nádobky během operace zúžení. U dřívějších zařízení ke zužování, lisovací nástroj 130 byl pevně uchycen, zatímco vodicí člen 140 byl namontován „plovoucím“ způsobem.

Vracíme se opět k obrázkům 2 a 3. Během operace modulu, hřídel 78 je nucena rotovat kolem pevné osy na stacionární kostře 50. Jelikož nádobka 16 je posouvána směrem vzhůru do lisovacího nástroje 130, hřídel 78 rotuje a proto vrchní otevřený konec nádobky je přírůstkovým způsobem reformován. Po čase, vrchní okraj nádobky se dotýká lisovacího nástroje 130, stlačený vzduch je zaveden do nádobky ze zdroje skrz otvor 141. Protože soubor 70 revolverové hlavy se otáčí kolem 120°, konfigurace vrchní vačky 139 posouvá ovládač 137 směrem vzhůru a roztahuje vodící člen 140 směrem ven proti lisovacímu nástroji 130.

Jak bylo uvedeno výše, ovládač 137 je stlačován směrem dolů a vysune se směrem vzhůru do polohy znázorněné na obrázku 3 otáčením souboru revolverové hlavy. Poté, během zbytku 360° otáčení, konfigurace vačky 139, umožňuje vrácení podložky 120 do její spodní polohy a vodícího členu 140 do jeho zatažené polohy při rychlostech, které se v podstatě shodují, je zúžená nádobka 16 odstraněna z lisovacího nástroje 130. Během tohoto pohybu směrem dolů, stlačený vzduch v nádobce vytlačí nádobku z lisovacího nástroje 130 na podložku 120.

Nádobky 16 jsou plynule zaváděny na podložku 120, zpracovávány a odstraňovány tak jak je naznačeno na obrázku 1.

Předložený vynálezu uvádí způsob vytvoření nádobky se zúžením na menší otvor, který využívá řady modulů ke zúžení. Výhody, odvozené od tohoto způsobu zahrnují redukci svrašťování kovu a/nebo vytváření skladů na kovu a možnost • · • · ···· ·· • ·*······· • · · · · · ··· ··· · · · ·· ·· «· redukce tloušťky kovového plechu používaného k vytvoření tělesa nádobky. Na ilustrovaném provedení podle obrázku 1, je uskutečněna řada operací ke zúžení a jedna operace týkající se obrubování na hrdle nádobky.Během každé operace ke zúžení je prodlužována délka hrdla nebo části dovnitř zužované.

Při každé operaci ke zúžení, část zúžení je upravována tak, aby délka této části byla prodlužována. Jsou použity malé segmenty redukce, takže různé operace vedou hladce k dokončení zúžené části. Výsledná zúžená část má zakulacená ramena na konci válcové boční stěny, která přechází s dovnitř zúženým prstencovým přímým segmentem skrz obloukovitou část. Protilehlý konec prstencového přímého segmentu přechází s redukovaným válcovým hrdlem skrz druhou obloukovitou část.

Operace zužování bude dále popisována s odkazy na obrázky 12 - 22.

V tomto popisovaném provedení, hliníková nádobka „211 “ je zužována v deseti operacích aby měla hrdlo typu „202“. Předpokládejme, že nádobka 16 nesená dopravníkem, jak je označena na obrázku 1, je posunuta do polohy, která je znázorněna na obrázku 2, a operace zužování je započata. Obrázky 12-22 zobrazují operace zužování uskutečňované v deseti modulových stanicích ke zúžení; nicméně, může být použito šestnáct nebo více modulových stanic ke zúžení.

Byl uskutečněn pokus, vložením vodícího členu 140 podle předloženého vynálezu do ručně ovládaného lisu, který byl přeměněn na stanici ke zúžení, určenou ke simulaci čtvrté operace zúžení. Čtvrtý krok je známý tím, že zde dochází k varhánkování.

Rozměry vodícího členu 140 byly zvoleny tak, aby odpovídaly rozměrům ve čtvrtém stupni lisování, za předpokladu, že nádobka určená ke zúžení má být standardní produkce nápojových nádobek s vnitřní tloušťkou politurované vrchní stěny 0,0066 palců (0,167 mm). Po třetí fázi, tloušťka vrchní stěny nádobky byla naměřena a činila 0,0068 palců až 0,0069 palců (0,173 - 0,176 mm).

Průměr vodícího členu 174 k vyboulení byl stejný jako vnitřek hrdla nádobky na konci třetí fáze v zařízení ke zužování.

Vstupní poloměr vodícího členu 140 byl zvolen libovolně. Následné pokusy indikovaly to, že vstupní poloměr může být stejný jako přirozený poloměr v oblouku vrchní stěny nádobky, neboť zapadá do lisovacího nástroje 130.

Úhly v místě průsečíku periferních okrajů nosného segmentu 150a - d byly ostré, aby předešly vzniku mezery mezi zcela roztaženým vodícím členem 140.

Pokusy byly vedeny k tomu, aby určily správný tlak vzduchu a časování zavádění stlačeného vzduchu do hrdla nádobky o standardní tloušťce vrchní stěny (0,0066 palců nebo 168pm). Nedostatek tlaku vzduchu způsobí pomačkání velkého množství nádobek tím, že nesprávné časování zavádění stlačeného vzduchu vytlačí nádobky ven z lisovacích nástrojů před sesunutím vodícího členu a nádobky se tak nezúží.

Byla stanovena následující procedura a byla zjišťována funkce lisu. Nádobky byly umístěny do zařízení. Stlačený vzduch byl otevřen k zavedení tlaku do nádobky. Dále byl zužována přetlaková nádobka. Stlačený vzduch byl odejmut jakmile tvarování nádobky bylo dokončeno. Další prudký proud stlačeného vzduchu byl zaveden k uvolnění nádobky po zatažení vodícího členu.

Výsledky těchto pokusů nebyly zcela určité. Několik nádobek bylo rozdrceno tlakem vzduchu při 3 barech nebo při nižším tlaku vzduchu. Z ostatních nádobek, kromě několika rozdrcených, žádná nádobka nevykazovala zvrásnění. Nádobky, které nebyly poškozené nebo zvrásněné byly získány pomocí zvýšení tlaku vzduchu nad 3 bary a doba, kdy stlačený vzduch byl zaváděn do nádobky byl stanoven na dobu před tvarováním.

Pokusy byly opakovány s nádobkami o tloušťce vrchních stěn 0,0054 palců (138pm). Tlak vzduchu byl snížen na 3 bary nebo méně se stejným nástrojovým vybavením. Všechny nádobky byly zúženy úspěšně.

Stručný přehled výsledků pokusu je předložen v tabulce 1.

Tabulka 1

	lakované nádobky	lakovaná nádobky
Číslo nádobek	30	30
Tloušťka vrchní stěny	173-176 pm	138 pm
Správně zúžené nádobky	27	30
Zvrásněné nádobky	0	0
Rozmačkané nádobky	3	0

Způsob podle předloženého vynálezu je méně citlivý na pevně stanovené tolerance než běžné způsoby zúžení lisováním. U běžných zařízení ke zužování, jsou nutné přesně stanovené tolerance k vytvoření hrdla před dosažením nádobky výstupního poloměru lisovacího nástroje a částečně nad výstupním poloměrem lisovacího nástroje po vytvoření hrdla. S roztažitelným vodícím členem, průměry lisovacího nástroje a výstupu objímky nemusí být navzájem přesně dimenzovány, neboť napínání v tvarování hrdla je učiněno vytvořením segmentů na roztažitelném průměru vodícího členu. Takto je dosaženo dodatečně světlosti 35pm , vycházející z tloušťky vrchní stěny (od 176 pm do 138 pm).

Popsáno a ilustrováno bylo specifické provedení. Je však možná řada modifikací, aniž by došlo k významnému odklonění od ducha vynálezu a rámec ochrany je vymezen pouze připojenými nároky.

Claims (34)

1. PATENTOVÉ NÁROKY (NAHRAZENÉ)

   1. Zařízení k redukci průměru otevřeného konce nádobky, které tvoří: skříň opatřená osou;

   lisovací nástroj nesený ve skříni okolo osy; a radiálně roztažiteiný vodící člen nesený ve skříni a selektivně se pohybující mezi zataženou polohou a roztaženou polohou ve vztahu k ose, radiálně roztažiteiný vodicí člen je opatřen řadou tvarovacích prvků, včetně řady interních tvarovacích segmentů a řady externě tvarovacích segmentů, přičemž interní tvarovači segmenty jsou umístěny směrem dovnitř pod externími tvarovacími segmenty při selektivním umístění radiálně roztažitelného vodícího členu v zatažené poloze.
2. 2. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že tvarovači prvky mají externí povrchovou plochu a periferní okrajovou část k selektivní spolupráci v záběru s periferní okrajovou části sousedních tvarovacích prvků.
3. 3. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že interní tvarovači segmenty mají relativně menší externí povrchovou plochu než je externí povrchová plocha externích tvarovacích segmentů.
4. 4. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že každý interní tvarovači segment a každý externí tvarovači segment je stlačován do zatažené polohy předpínacím prvkem, který je uložen ve skříni.
5. 5. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že předpínacím prvkem je pružina.
6. 6. Zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že dále obsahuje ovládač k zabezpečení vnějšího tlaku ke každému internímu a externímu tvarovacímu prvku, přičemž radiálně roztažiteiný člen je přenesen ze zatažené polohy do roztažené polohy.
7. 7. Zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že tlak vyvíjený na každý interní a externí tvarovací prvek vysune interní a externí tvarovací prvky směrem ven v předem stanoveném postupném pořadí.
8. 8. Zařízení podle nároku 7, vyznačující se tím, že každý z externích tvarovacích prvků zahrnuje první interiérový povrch s první zkosenou stěnou, umístěnou v první výšce podél délky prvního interiérového povrchu a každý z interních tvarovacích prvků zahrnuje druhý interiérový povrch s druhou zkosenou stěnou, umístěnou ve druhé výšce podél délky druhé interiérové stěny, první výška je relativně vyšší než druhá výška, ve které ovládač zabírá první zkosené stěny externích tvarovacích prvků k vytlačení externích tvarovacích prvků směrem ven před záběrem druhých zkosených stěn interních tvarovacích prvků, kdy externí tvarovací prvky se vysunou směrem ven před tím, než interní tvarovací prvky se vysunou směrem ven.
9. 9. Zařízení podle nároku Ivyznačující se tím, že dále obsahuje ovládač přizpůsobený k axiálnímu pohybu uvnitř skříně, ovládač zabírá radiálně roztažitelný vodicí člen, přičemž tlak vyvíjený ovládačem na radiálně roztažitelný vodící člen způsobí překročení řady tvarovacích prvků radiálně směrem ven od osy.
10. 10. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že dále obsahuje prostředky, bránící překročení předem určeného množství síly.
11. 11. Zařízení podle nároku 9, vyznačující se tím, že ovládač obsahuje proximální konec a distální konec, distální konec zahrnuje řadu nakloněných zón pro záběr každého z řady tvarovacích prvků se stěnou interiéru, přičemž axiální pohyb směrem vzhůru zabezpečený ovládači způsobí, že nakloněné zóny vytlačí řadu tvarovacích prvků radiálně směrem ven.
12. 12. Zařízení podle nároku 11,vyznačující setím, že mezi každou z řady nakloněných zón je vytvořena mezera, přičemž nakloněné zóny se protahují směrem dovnitř jakmile tlak způsobený řadou tvarovacích prvků na stěny interiéru dosáhne předem stanovené hodnoty.
13. 13. Zařízení podle nároku 12,vyznačující se tím, že ovládač obsahuje centrální otvor pro zavádění proudícího tlaku do interní části nádobky.
14. 14. Zařízení podle nároku 1,vyznačující setím, že každý tvarovací prvek má externí povrchovou plochu s první částí umístěnou v první radiáiní vzdálenosti ve vztahu k ose a druhou část, umístěnou ve druhé radiální vzdálenosti od osy, přičemž druhá radiální vzdálenost je větší než první radiální vzdálenost.
15. 15. Zařízení podle nároku 14, vyznačující se tím, že první část se spojuje s druhou částí v přechodové obloukovité zóně.
16. 16. Zařízení podle nároku 15, vyznačující se tím, že druhá část zahrnuje obioukovitou vybouleninu směrem ven.
17. 17. Zařízení podle nároku 16, vyznačující se tím, že obloukovitá vyboulenina je umístěna v sousedství vstupní části vodícího členu.
18. 18. Zařízení podle nároku 17, v y z n a č u j í c í s e t í m, že obloukovitá vyboulenina má zakřivení, které je přibližně stejné jako zakřivení spodní zúžené části lisovacího nástroje.
19. 19. Zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že radiálně roztažitelný vodící člen je vyroben z relativně pevného materiáiu.
20. 20. Zařízení k redukci průměru otevřeného konce nádobky, které tvoří: skříň opatřená osou;

    lisovací nástroj nesený ve skříni okolo osy; a relativně pevný radiálně roztažitelný vodící člen nesený ve skříni a selektivně pohyblivý mezi zataženou polohou a roztaženou polohou ve vztahu k ose, relativně pevný radiálně roztažitelný vodící člen obsahuje povrch podpírající nádobku opatřený v podstatě válcovou vrchní částí, která je umístěna v první radiáiní vzdálenosti od osy a prstencovou vstupní částí, která je umístěna ve druhé radiální vzdálenosti od osy, přičemž interní tvarovací segmenty jsou umístěny směrem ·· · · 4 4 4 4 4 4 • · · · 4 · · • 4 44 4 4 4 • 4 · · · 4 44·· ······ ·· ·· ·· 44 dovnitř pode externími tvarovacími segmenty ve vztahu k ose při selektivním umístění radiálně roztažitelného vodícího členu v zatažené poloze.
21. 21 Zařízení podle nároku 20, v y z n a č u j í c í s e t í m, že druhá radiální vzdálenost je větší než první radiální vzdálenost.
22. 22. Zařízení podle nároku 20, v y z n a č u j í c í s e t í m, že prstencová vstupní část obsahuje obloukovité boční stěny směřující ven.
23. 23. Zařízení podle nároku 22, v y z n a č u j í c í s e t í m, že obloukovitá boční stěna je ve vztahu k ose vyboulena směrem ven.
24. 24. Zařízení podle nároku 23, v y z n a č u j í c í s e t í m, že každý tvarovací prvek má externí povrchovou plochu a periferní okrajovou část k selektivnímu společnému záběru s periferní okrajovou části sousedního tvarovacího prvku.
25. 25. Zařízení podle nároku 24, v y z n a č u j í c í s e t í m, že interní tvarovací segmenty mají relativně menší externí povrchovou plochu než externí tvarovací segmenty.
26. 26. Zařízení podle nároku 25, v y z n a č u j í c í s e t í m, že každý interní tvarovací segment a každý externí tvarovací segment je předpínán v zatažené poloze předpínacím prvkem , který je nesen uvnitř skříně.
27. 27. Zařízení podle nároku 26, v y z n a č u j í c í s e t í m, že předpínacím prvkem je pružina.
28. 28. Zařízení podle nároku 26, v y z n a č u j í c í s e t í m, že dále obsahuje ovládač k zabezpečení tlačné síly směrem ven ke každému internímu a externímu tvarovacímu prvku, když relativně pevný radiálně roztažitelný vodící člen je přenášen ze zatažené polohy do polohy roztažené.

    • 9
29. 29. Zařízení podle nároku 28, vyznačující se tím, že tlak působící na každý interní a externí tvarovací prvek způsobí vysunutí interních a externích tvarovacích prvků směrem ven v předem stanoveném postupném pořadí.
30. 30. Zařízení podle nároku 29, v y z n a č u j í c í s e t í m, že každý z externích tvarovacích prvků obsahuje první interiérový povrch s první zkosenou stěnou umístěnou v první výšce podél délky prvního interiérového povrchu a každý z interních tvarovacích prvků obsahuje druhý interiérový povrch opatřený druhou zkosenou stěnou umístěnou ve druhé výšce podél druhé interiérové stěny, první výška je relativně vyšší než druhá výška, ve které ovládač zabírá první zkosené stěny externích tvarovacích prvků k vytlačení externích tvarovacích prvků směrem ven před záběrem druhých zkosených stěn interních tvarovacích prvků, přičemž externí tvarovací prvky se pohybují směrem ven dříve, než interní tvarovací prvky se vysunou směrem ven.
31. 31. Způsob redukce průměru otevřeného konce nádobky, který tvoří následující kroky:

    zabezpečení nádobky; zabezpečení skříně;

    zabezpečení lisovacího nástroje zavěšeného ve skříni;

    zabezpečení radiálně roztažitelného vodícího členu neseného ve skříni, který se selektivně pohybuje mezi zataženou polohou a roztaženou polohou vzhledem k podélné ose, radiálně roztažitelný vodící člen obsahuje řadu tvarovacích prvků, obsahujících pár interních tvarovacích segmentů a pár externích tvarovacích segmentů, interní tvarovací segmenty mají relativně menší externí povrchovou plochu než pár externích tvarovacích segmentů, přičemž interní tvarovací segmenty jsou umístěny směrem dovnitř pod párem externích tvarovacích segmentů při volitelné poloze radiálně roztažitelného vodícího členu v zatažené poloze, každý tvarovací prvek má externí povrchovou plochu a periferní okrajovou část k selektivnímu společnému záběru s periferní okrajovou částí sousedních tvarovacích prvků, roztahujících radiálně roztažitelný vodící člen;

    uvádějících do kontaktu otevřeného konce nádobky s lisovacím nástrojem; vkládajících nucené nádobku do lisovacího nástroje;

    ·· 9 ·· · • 9 9

    9 9 9

    9 · · 9

    99 99 zatahujících radiálně roztažitelný vodící člen; a snímajících nádobku z lisovacího nástroje.
32. 32. Způsob podle nároku 31,vyznačující s e t í m, že fáze roztažení radiálně roztažitelného vodícího členu dále obsahuje zabezpečení ovládače k vyvíjení síly radiálně působící směrem ven k radiálně roztažitelnému vodícímu členu, ovládač je k tomu účelu opatřen otvorem.
33. 33. Způsob podle nároku 32 dále tvoří fáze potřebná k zabezpečení zdroje plynulého tlaku a k zabezpečení prvního tlaku proudícího skrz otvor v ovládači do interní části nádobky před předáním nádobky do druhé lisovací fáze.
34. 34. Způsob podle nároku 32, v y z n a č u j í c í s e t í m, že fáze roztahování radiálně roztažitelného vodícího členu dále obsahuje roztahování řady tvarovacích prvků v předem stanoveném pořadí.