JP5295569B2 - ジャケット部材を製造する方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の上位概念に記載の方法及び請求項８の上位概念に記載の装置に関する。

円周方向に沿って閉じられている容器ジャケットを有する金属部材を製造する場合、扁平なテープ材料が、閉じられている形に連続して変形され得る。このため、両側縁部が、一緒にされて溶接継目によって互いに接合される。希望する容器ジャケット部材が、作られる管材から分離される。これらの容器ジャケット部材は、管材として使用され得るか又は希望する部材に再加工され得る。

鋼板製の容器が広く普及している。これらの容器の場合、ジャケットが、長手溶接継目を有する。底及び／又は上の閉鎖部材が、容器ジャケットに固定されている。容器本体の実施形が、国際特許出願公開第２００５／０００４９８号明細書から公知である。これらの実施形の場合、容器ジャケットが、扁平なテープ材料から製造される。底及び上の閉鎖部材が、レーザー溶接を用いて容器ジャケットに接合される。

容器本体は、全ての容器、特にエアゾール容器、飲料容器、チューブ及び容器状の中間製品を意味する。

公知の実施形の場合、容器の長手継目が、接合されている継目として形成される。容器ジャケット部材が、この容器の長手継目によって閉ループ状にされる。この場合、互いに接合すべき横の両縁領域が、各ガイド面上に形成される。この場合、これらのガイド面は、重なり合って整合されていて、長手継目に沿って延在する。薄い縁領域の終端面も精確に重なり合って接合するように、両縁領域が、ガイド面に対して保持される。ガイド面上の少なくとも１つの縁領域が、他方の縁領域上のストッパーに向かって移動することによって、両縁領域の終端面の精確な同時の接合が保証され得る。溶接過程が、対向するストッパーに沿って実施され得る。

加工装置のガイド面を容器ジャケット部材の内側に配置することを省略するため、特に容器ジャケット部材の内側の部分面が、ガイド部分面として使用される。したがって長手継目が、フラットプレスされた容器ジャケットに対して溶接される。溶接すべき継目の領域内では、接合すべき縁領域から外側に形成されている凹部又はジャケット部材から外側に存在する領域が、両ガイド部分面間に形成されている。その結果、ガイド部分面による接合が、溶接過程時に避けられる。互いに密接する平らな部分面が、湾曲領域によって互いに接合されている。

フラットプレスされた容器ジャケット部材が、放射状に広げられる時に、亀裂又は望まないビードが容器ジャケット部材に発生しないように、フラットプレスされた状態で、小さい曲率半径であるももの折り目なしの形が選択される。容器ジャケット部材は、両湾曲領域間にほぼ平らにプレスされている。その結果、終端面の同時のプレスが、少なくとも１つの湾曲領域内の適切なプレスによって溶接時に簡単に保証され得る。

継目を形成するため、いろいろな溶接方法が使用され得る。特に継目は、レーザー溶接を用いて製造される。したがって扁平材は、レーザー溶接可能な少なくとも１つの金属層を有する。スチール板が、多くの場合に使用される。これらのスチール板は、良好な変形特性を有し、希望する厚さで有利に使用され得る。

容器ジャケット部材をテープ材から切断するため、場合によってはのこぎり法（Ｓａｅｇｅｖｅｒｆａｈｒｅｎ）が使用される。この場合、切断板又はのこぎりテープのような切断手段が、存在する管によるのこぎり過程の間に使用される。管の一部に切断した後に、切断手段は元の位置に戻る。片材が短いためつまりジャケット部材の高さが短いため、これらの公知の切断装置は欠点を有する。何故なら、これらの切断装置は迅速に切断され元に戻され得ないからである。これらの公知の切断装置のもう１つの欠点は、特に薄い厚さの管を切断する場合に変形及び締め付けの危険がある点にある。これらの公知の切断方法の場合、追加の清掃ステップを必要にするのこぎりの切り屑が発生するか及び／又はさらなる容器製造ステップで問題を起こしうる。

扁平なテープ材料の予め切断された湾曲領域を有するフラットプレスされた容器ジャケットのテープ材料が、切断縁部に連動できる支持部上で搬送される場合、速くてかつ綺麗な切断が、国際特許出願公開第２００５／０００４９８号明細書及びドイツ連邦共和国特許第１４５２５５６号明細書にしたがって保証される。管部材の希望する長さが押し出された直後に、切断縁部が、管の互いに当接している側壁領域を切断して移動する。この切断解決手段の欠点は、長手継目の溶接前に予め切断し、この溶接後に予め切断された断面に精確に整合して切断する必要がある点にある。
国際特許出願公開第２００５／０００４９８号明細書 ドイツ連邦共和国特許第１４５２５５６号明細書

本発明の課題は、迅速でかつ変形しない分離が予めの切断なしに実施され得る手段を提供することにある。

この課題は、請求項１又は５の特徴によって解決される。
好適な実施形又は代わりの実施形が、従属請求項に記載されている。

長手溶接継目によって連続して製造された壁材から容器ジャケット部材を切断する別の切断過程を研究した場合、容器の製造に関係なく新規で発明性のある解決手段が発見された。この解決手段の場合、支持縁部が、連続して形成された容器ジャケット部材のテープ又は壁材の内面に形成される。支持縁部は、ほぼ円形に形成されていて、壁材の長手軸線に対する法線面内に延在し、壁材の内面に直接密接する。少なくとも１つの切断工具、特に１つの切断リングが、この支持縁部に敷設されている。この工具は、切断時に支持縁部に沿って回転する。その結果、少なくとも１つの切断領域が、壁材の周りに１回回転し、このときに壁材の一部を切断する。支持縁部及び切断リング又は切断要素が、切断過程の間に壁材と共に移動する。切断リング又は切断要素は、切断過程後に支持縁部に対する接触しない中心位置に移動し、壁材の移動に対する長手軸線の方向に切断過程前の初期位置に戻り、引き続きさらなる切断過程を実施する。切断リングが、この切断過程及び戻り過程に対して連続して回転できる。この切断リングは、正しい周期で中心位置から偏心位置に位置を変える必要がある。

この新規な切断手段の場合、テープ材に予め形成される切込みが省略され得る。極めて薄い扁平材の場合でも、この切断手段は、迅速でかつ変形しない分離を可能にする。

壁材が、長手継目の溶接時にフラットプレスされている場合、拡張要素が、溶接装置と支持縁部との間で壁材の内部に配置する必要がある。この拡張要素は、フラットプレスされた壁材を支持縁部の円形の断面に成形する。拡張要素は、２つの保持ロッドに固定され得る。これらの保持ロッドは、フラットプレスされた壁材の横の湾曲領域内に挿入されている。これらの両保持ロッドは、拡張要素から壁材がまだ閉じられていない領域内まで延在する。したがってこれらの保持ロッドは、壁材の外側の保持部材に連結可能である。支持縁部は、長手方向に移動可能に例えば拡張要素に支承されている。この場合、支持縁部の移動が、切断リングの長手移動に連動する。

容器ジャケット部材の前面が、分離によって影響を受けず、この分離が迅速に実施されるので、説明した手段は、容器本体の製造時に特に好ましい。容器の場合、特に薄いテープ材が使用される。この薄いテープ材は、使用される支持縁部によって切断工具に起因した望まない変形から保護されている。前面の追加の加工が省略され得る。前面と容器の底、蓋又は栓部材のような閉鎖要素との接合が問題なく可能であり、少ない経費で美感に訴える容器本体を提供する。毎分３００〜６００個の容器の生産量が、容器の製造の場合に一般的であるので、説明した方法によって保証される容器ジャケットの迅速な分離は非常に重要である。

テープ材料が、装飾フィルム及び／又は内側フィルムを有する場合、このフィルムは、容器ジャケット部材の分離時に容器ジャケットの安定性に制限されている部材と共に直接分離され得る。これによって、薄いフィルム片を別に分離することが省略され得る。

図は、本発明の手段を２つの実施の形態に基づいて説明する。

図１〜４は、容器の製造に関係なく新規でかつ創造的である容器ジャケット部材２４０を分離する手段を記す。

図１は、どのようにして拡張領域２７１内のフラットプレスされた容器ジャケット部材のテープ２７０が、容器ジャケット部材のテープの内側の拡張部材２７３によって円形の横断面の容器ジャケット部材２７２に成形されるかを概略的に示す。容器ジャケット部材２４０が、円形の容器ジャケット部材のテープ２７２から切断される。

拡張部材２７３が、保持ロッド２７４によって保持される。これらの保持ロッド２７４は、フラットプレスされた容器ジャケット部材のテープ２７０の湾曲領域１１２ｃ内に挿入されていて、図２にしたがって拡張部材２７３から保持部材２７５までテープ状の扁平材１１６がまだ閉ループにされていない領域内に延在する。場合によっては密閉ビード２６６が、扁平材１１６に沿って配置されている。この扁平材は、示さなかったローラによってフラットプレスされた閉ループ状の形に成形され、レーザー供給部１３０′によって誘導されたレーザービームで溶接される。引き続き、場合によっては密閉ビード２６６が、溶融過程によって長手継目１２４の内面に被覆される。このとき、容器ジャケット部材のテープが、拡張領域２７１内に到達し、最終的に円状の横断面を保持する。

図４は、容器ジャケット部材２４０を切断する装置を示す。送り要素２７６が、容器ジャケット部材のテープ、特に円形の容器ジャケット部材２７２に摩擦で密接し、容器ジャケット部材のテープを拡張領域２７１によって移動させる。切断装置２７７は、支持縁部２７８を有する。この支持縁部２７８は、ほぼ円形に形成されていて、容器ジャケット部材のテープの長手軸線に対する法線面内に延在し、容器ジャケット部材のテープに直接密接し、少なくとも１つの切断工具２７９、特に切断リングと連動する。切断リング２７９は、支持縁部２７８に対して偏心して回転する。その結果、切断領域が、長手軸線周りに１回転し、このときに容器ジャケット部材のテープ２７２の一部が分離する。支持縁部２７８及び切断リング２７９は、切断過程の間に容器ジャケット部材のテープと共に前方へ押し出される。切断リング２７９は、切断過程後に支持縁部２７８に対する同心円位置に移動され、支持縁部２７８と共に容器ジャケット部材のテープの移動に対して切断過程前の出口位置に戻される。

支持縁部２７８は、拡張部材２７３に沿って支承されている。前方移動及び後方移動を制御するため、例えばピストン・シリンダ装置２８０及び場合によっては戻りばね２８１が、拡張部材２７３と支持縁部との間に配置される。ピストン・シリンダ装置２８０は、加圧液によって操作される。この場合、さらに駆動装置２８０ｂ（図２）が、供給管２８０ａを通じてピストン・シリンダ装置２８０に接続されている。従来の技術から公知のその他の調整装置、特に電気式に駆動される調整装置を使用してもよいことが分かる。切断リング２７９は、回転部材２８２に対して軸線方向に可動に支承されている。回転部材２８２が、同様に回転軸受２８３によって回転可能に支持管２８４に沿って配置されている。この支持管２８４は、軸線方向に保持板２８５から突出している。例えば加圧液用の回転誘導部２８６が、保持板２８５と回転部材２８２との間に設けられている。加圧液は、駆動装置２８７から供給管２８８、回転誘導部２８６及びリング経路２８２ａを通じてピストン・シリンダ装置２８９に送られる。これらのピストン・シリンダ装置は、回転部材２８２に固定されていて、切断リング２７９を長手軸線の方向に移動可能にする。切断リング２７９の制御された前進移動及び後進移動に対して、戻りばね２９０が、ピストン・シリンダ装置２８９に１つずつ割り当てられる。従来の技術から公知のその他の調整装置、特に電気式に駆動される調整装置を使用してもよいことが分かる。

切断過程に対しては、切断リング２７９は、回転状態にある必要があり、回転部材２８２に対して偏心した位置に移動される。回転駆動部２９１が、駆動伝達部２９２、特にローラ面を進行するベルトを通じて回転部材２８２を回転状態に維持する。切断リング２７９の中心位置から偏心位置への切り替えが、例えば２つの調整装置２９３，２９４によって実施される。第１調整装置２９３が、切断装置２７９を偏心位置つまり切断位置に押圧する。第２調整装置２９４が、切断リング２７９を中心位置に押圧する。この中心位置の場合、切断リング２７９が、容器ジャケット部材のテープ２７２に接触しない。切断装置２７９が、これらの両位置内で可動であるように、切断リング２７９は、長手軸線に対して横方向の運動を可能にする直線誘導部２９５を介してピストン・シリンダ装置２８９に固定される。

切断リング２７９を送る間に、つまり回転部材２８２から離れて移動させる間に、切断リング２７９を偏心位置にある必要がある。戻り運動の間及び長手方向の間違った運動時には、切断リング２７９はほぼ中心ある必要がある。駆動装置２８７は、送り運動の間に加圧された加圧液をピストン・シリンダ装置２８９に送る。第１制御弁２９６は、リング経路２８２ａに連結されていて、第１調整シリンダ２９７が増圧時に切断リング２７９を第１操作面２９８によって切断位置に移動させるように構成されている。戻り運動の間及び長手方向の間違った運動時には、圧力が、リング経路２８２ａ内で低下するか又は一定に保持され、第２調整シリンダ２９８ａが、張力（圧力アキュムレータ、ばね）に基づいて切断リング２７９を第２操作面２９８ａによって中心位置に押圧する範囲内で、第１制御弁２９６が、第１調整シリンダ２９７内の操作圧力を低下させる。

液体供給部を有するただ１つの駆動装置を、第１調整シリンダ２９８用に設けてもよいことが分かる。切断リング２７９の代わりに、１つの切断工具又は多数の切断工具を設けてもよい。この場合、切断工具は、切断リング２７９と同様に切断位置及び接触しない位置に移動される。多数の切断工具が、円周に沿って分散して配置されている場合、容器ジャケット部材２４０が、回転部材２８２の１回転未満の回転で切断され得る。

切断の間の送り長さは、容器ジャケット部材の製造の送り速度及び回転部材２８２の回転数に依存する。切断リング２７９，１ｍ／ｓｅｃの送り速度及び毎分３０００回転の回転数による切断の場合、送り長さは、２０ｍｍである。回転数を２倍にすることによって又は２つの同様に切断する工具を使用することによって、送り長さは半分にできる。

説明した切断装置は、一般に薄いジャケット部材又は管の一部、特に容器ジャケット部材を切断するために使用され得る。長手溶接継目が、長手軸線に対して横方向に成形された円い断面の扁平材に対して形成される場合、円い形への引き伸ばしは省略され得る。ジャケット部材を製造する本発明の新規な装置は、テープ状の扁平材１１６をテープの軸線に対して横方向に連続して閉ループ上の形に成形する成形装置、長手継目を溶接する溶接装置２３１及び容器ジャケット部材１１２を切断する図４の切断装置を有する。成形装置によって保持されている支持縁部２７８が、連続して形成された容器ジャケット部材のテープの内側に配置されている。この支持縁部２７８は、ほぼ円く形成されていて、容器ジャケット部材のテープの長手軸線に対する法線面内に延在し、容器ジャケット部材のテープ２７２の内面に直接密接し、少なくとも１つの切断工具２７９と連動する。切断工具２７９は、支持縁部２７８に対する切断位置で切断するために回転可能である。その結果、切断領域が、長手軸線周りに１回転し、このときに容器ジャケット部材のテープ２７２の一部を切断する。支持縁部２７８及び少なくとも１つの切断工具２７９が、容器ジャケット部材のテープと共に切断過程の間に前方へ移動可能である。少なくとも１つの切断工具２７９が、切断過程後に接触しない位置に移動可能であり、支持縁部２７８と共に容器ジャケット部材のテープの移動に対して切断過程前の出口位置に戻される。切断リングの代わりにその他の切断工具を使用してもよいことが分かる。

容器ジャケット部材の引き伸ばし及び分離時の容器ジャケット部材のテープの投影図である。 接合、溶接及び引き伸ばし時の容器ジャケット部材のテープの前面図である。 容器ジャケット部材のテープを引き伸ばす引き伸ばし要素の投影図である。 容器ジャケット部材を分離する切断装置の縦断面図である。

１１２ｃ 湾曲領域
２４０ 容器ジャケット部材
２６６ 密閉ビード
２７０ 容器ジャケット部材のテープ
２７１ 拡張領域
２７２ 容器ジャケット部材のテープ
２７３ 拡張要素
２７３ａ ストッパー面
２７４ 保持ロッド
２７５ 保持部材
２７６ 送り要素
２７７ 切断装置
２７８ 支持縁部
２７９ 切断工具、断リング
２８０ａ 供給管
２８０ｂ 駆動装置
２８１ 戻りばね
２８２ 回転部材
２８２ａ リング経路
２８３ 回転軸受
２８４ 支持管
２８５ 保持板
２８６ 回転誘導部
２８７ 駆動装置
２８８ 供給管
２８９ ピストン・シリンダ装置
２９０ 戻りばね
２９１ 回転駆動部
２９２ 駆動伝達部
２９３ 調整装置
２９４ 調整装置
２９５ 直線誘導部
２９７ 調整シリンダ
２９８ 操作面
２９８ａ 第２操作面

Claims (8)

1. 容器ジャケット部材（２４０）を製造する方法であって、テープ状の扁平材（１１６）が、テープ軸線に対して横に連続して閉じられている形に成形され、容器ジャケット部材（２４０）が、長手継目（１２４）の溶接後に容器ジャケットのテープ（２７２）から分離される方法において、
   連続して形成された容器ジャケットのテープ（２７２）の内側で容器ジャケット部材（２４０）を分離するために、ほぼ円形に閉じられている支持縁部（２７８）が、提供され且つ前記容器ジャケットのテープ（２７２）の長手軸線に対する法線面内に延在し且つ前記容器ジャケットのテープ（２７２）の内側に直接当接し且つ少なくとも１つの切断工具（２７９）に連動し、この切断工具（２７９）が、切断時に切断位置で前記支持縁部に沿って回転する結果、切断領域が、前記長手軸線周りに１回転し、その際に１つの容器ジャケット部材（２４０）を分離し、前記支持縁部（２７８）及び前記少なくとも１つの切断工具（２７９）が、切断過程中に前記容器ジャケットのテープ（２７２）と共に前方に押し出され、前記少なくとも１つの切断工具（２７９）が、前記切断過程後に前記支持縁部（２７２）に対して接触しない位置に移動され、前記容器ジャケットのテープ（２７２）の移動と逆に前記切断過程前の出発位置に戻され、
   前記支持縁部（２７８）が、保持部材（２７５）に連結されていて、この保持部材（２７５）は、テープ状の扁平材（１１６）がまだ閉じられていない領域内に配置されていることを特徴とする方法。
2. 前記テープ状の扁平材が、溶接のために２つの湾曲領域（１１２ｃ）を有するフラットプレスされた形に成形され、このフラットプレスされた容器ジャケットのテープ（２７２）が、溶接後に前記容器ジャケットのテープ（２７２）の内側に配置された拡張要素（２７３）によって前記支持縁部（２７８）の円形断面に成形されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記拡張要素（２７３）は、前記テープ状の扁平材（１１６）がまだ閉じられていない領域内で前記保持部材（２７５）によって保持され、前記拡張要素（２７３）は、フラットプレスされた容器ジャケットテープ（２７２）の両湾曲領域（１１２ｃ）内に挿入されていて、前記拡張要素（２７３）から前記保持部材（２７５）まで延在する２つの保持ロッド（２７４）に固定されていることを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記支持縁部（２７８）は、案内装置によって移動され、この支持縁部（２７８）は、前記案内装置を介して前記拡張要素（２７３）に連結されていることを特徴とする請求項２又は３に記載の方法。
5. テープ状の扁平材（１１６）をテープの軸線に対して横に連続して閉じられている形に成形する成形装置、長手継目を溶接する溶接装置（２３１）及び容器ジャケット部材（２４０）を切断する切断装置（２７７）を有する容器ジャケット部材（２４０）を製造する装置において、
   支持縁部（２７８）が、連続して形成された容器ジャケットのテープ（２７２）の内側に配置されていて、前記支持縁部（２７８）が、ほぼ円形に閉じられていて且つ前記容器ジャケットのテープ（２７２）の長手軸線に対する法線面内に延在し且つ前記容器ジャケットのテープ（２７２）の内側に直接当接し且つ前記少なくとも１つの切断工具（２７９）に連動し、前記切断工具（２７９）が、切断するために切断位置で前記支持縁部に沿って回転可能である結果、切断領域が、前記長手軸線周りに１回転し、その際に前記容器ジャケットのテープ（２７２）の一部を分離し、前記支持縁部（２７８）及び前記少なくとも１つの切断工具（２７９）が、切断中に前記容器ジャケットのテープ（２７２）と共に前方に押し出可能であり、前記少なくとも１つの切断工具（２７９）が、前記切断過程後に接触しない位置に移動され、前記容器ジャケットのテープ（２７２）の移動と逆に前記切断過程前の出発位置に戻り移動可能であり、前記支持縁部（２７８）が、保持部材（２７５）に連結されていて、この保持部材（２７５）は、テープ状の扁平材（１１６）がまだ閉じられていない領域内に配置されていることを特徴とする装置。
6. 前記成形装置は、テープ状の扁平材を２つの湾曲領域（１１２ｃ）を有するフラットプレスされた形に成形し、拡張要素（２７３）が、容器ジャケットのテープ（２７２）の内側に配置されていて、この拡張要素（２７３）は、溶接後にフラットプレスされた容器ジャケットのテープ（２７２）を前記支持縁部（２７８）の円形の横断面に成形することを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 前記拡張要素（２７３）は、テープ状の扁平材（１１６）がまだ閉じられていない領域内で前記保持部材（２７５）によって保持され、前記拡張要素（２７３）は、フラットプレスされた容器ジャケットテープ（２７２）の両湾曲領域（１１２ｃ）内に挿入されていて、前記拡張要素（２７３）から前記保持部材（２７５）まで延在する２つの保持ロッド（２７４）に固定されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。
8. 前記支持縁部（２７８）は、案内装置を介して前記拡張要素（２７３）に連結されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の装置。

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