JPH06210380A - スピンフローネッキング処理におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるための装置およびその方法 - Google Patents

スピンフローネッキング処理におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるための装置およびその方法

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JPH06210380A
JPH06210380A JP5188160A JP18816093A JPH06210380A JP H06210380 A JPH06210380 A JP H06210380A JP 5188160 A JP5188160 A JP 5188160A JP 18816093 A JP18816093 A JP 18816093A JP H06210380 A JPH06210380 A JP H06210380A
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slide
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Jr Harry W Lee
ダブリュー リー ジュニア ハリー
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Reynolds Metals Co
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    • B21D51/2638Necking
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 スピンフローネッキング処理中における缶プ
ラグ直径およびフランジ長さの容認できない変化を防止
できる装置および方法を提供する。 【構成】 外側の成形ロール11が缶Cの開口端C”の
外壁に対して半径方向内側および軸方向に移動される。
ばね付勢されて内側で支持されたスライドロール19’
が、ロール19’の近傍で半径方向内側に設けられるロ
ール24の円錐成形面に沿って摺動するロール11の成
形圧力により移動する。連続的にネッキングされる缶C
の間でのプラグ直径の変化を最小に止めるために、スラ
イドロール19’の軸方向への後退移動がスペーサ10
25との接触で所定位置で停止され、カム制御される成
形ロール11の移動のときに、成形ロール11の更なる
半径方向内側への移動が防がれる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、周方向に延出するネッ
クと一体となった外方向に向かうフランジに端を成す開
口を有する円筒状のワンピース金属缶の形状に、容器本
体を適切にネッキング(口絞り)するための装置および
方法に関し、具体的には、成形部材の最終移動を制御し
て容認できないプラグ直径の変化を防止するスピンフロ
ーネッキング処理の装置およびその方法の改良に関す
る。
【0002】
【背景技術】スピンフローネッキングは、金属容器の開
口端をネッキングする処理のことであって、缶の端部が
充填後に継ぎ合わされるようなフランジを形成する。ま
た、ネッキングは、ほんの僅かなフランジのオーバーラ
ップにより、傾いたり搬送詰まりを起こしたりするフラ
ンジ同士の接触に代わって本体同士で缶が接触するの
で、缶の搬送を容易にしている。
【0003】1970年代より多数のネッキング処理が
開発されてきたが、缶の端部が徐々に小さい径になるよ
うにする可能性を有する具体的な信頼のおけるスピンフ
ロー方法および装置が、Ball Corporationに譲渡され、
本発明の譲受人であるReynolds Metals Company へ独占
的にライセンス契約されているBressan に対して1988年
11月1日に発行された米国特許第4,781,047号
に開示されている。この発明の開示内容は、全体的に参
考として取り入れられている。それは、外側に位置され
た自由回転する成形ロール11(図1)が、回転しなが
らトリムされる缶Cの開口端C”の外壁C’の内側軸方
向へ移動して、開口端に円錐のネックを成形する方法に
関するものである。図1において、ばねが装填されたホ
ルダすなわちスライドロール19は、缶Cの壁の内側を
支持するとともに、自由ロール11の成形力により軸方
向に移動する。これは、滑らかな円錐状のネッキングさ
れた端部が作られるために缶が回転し、かつ、自由ロー
ル11が回転する一つの工程である。実際に、缶はそう
してフランジを形成する。”スピンフローネッキング”
という用語は本願で使用され、そうした処理および装置
に関連するものであって、スピンフローネッキングと他
のスピンネッキングとの間での基本的な相違は、外側の
ロール11および内側の支持部材19の両方の軸方向移
動である。
【0004】具体的には、図1(上述したBressan 氏等
の’047特許の図1に対応)に示されているスピンフ
ロー工具装置10は、図示しない前後のベアリング間の
軸に設けられたスピンドルギヤ16により、回転中心A
に対して回転可能になっているネッキングスピンドル軸
16aを含んでいる。スライドロール19は、ネッキン
グスピンドルシャフト16aの前端に、そのシャフトに
キー溝嵌合されたスライド機構28を介して取り付けら
れていて、スライド機構は、以下により詳細に述べられ
るネッキング力により、スライドロールの前面近傍に位
置された偏心した自由回転ロール24から離れて軸方向
後方B’に摺動されることを許容する一方で、ロール1
9と一緒に回転するようになっている。スピンドル軸A
に対して平行かつ回転可能な回転軸Bを有する軸方向に
固定されたアイドルロール24は、ベアリング16bお
よび23を介して、偏心ロール支持シャフト18の偏心
して形成された前端に取り付けられている。このシャフ
ト18は、ネッキングスピンドルシャフト16aを貫通
して延びている。スピンドルシャフト16aは、偏心ロ
ール支持シャフト18を回転させないで、スピンドルギ
ヤ16により回転される。
【0005】外側の成形ロール11は、スライドロール
19、偏心ロール24に近接して半径方向外側に取り付
けられている。また、成形ロール11は、回転軸Aと平
行な軸12に摺動自在に設けられ、かつ、ばね12aで
弾性付勢されている。容器スライドロール19は、容器
Cの開口端C”と最初に係合するように設計された円錐
形の先端19aを備えた形状とされており、容器底壁と
係合する各ベースパッド装置29を回転駆動する機構と
同じ駆動機構により駆動されるネッキングスピンドルギ
ヤ16の駆動に基づいてスピンドル軸Aに対して回転す
るように容器を支持している。スライドロール19も軸
方向に摺動可能であるが、圧縮型のばね20により容器
開口端C”に弾性付勢されている。
【0006】ベースパッド装置29は軸方向に移動可能
で、軸方向移動により容器Cの開口端C”内にスライド
ロール19、偏心ロール24が挿入される。作業中、容
器開口端C”は、スライドロール19と係合状態で回転
される。偏心ロール24は、開口端C”の内側近傍にあ
る容器側壁C’の内面の一部と係合状態で回転される。
そして、図2A−Eにあるように、外側の成形ロール1
1は、スライドおよび偏心ロール19、24の円錐面1
9a、24e間で形成された隙間を跨ぐ容器側壁C’と
接触するように半径方向内側に移動し始める。具体的に
は、回転する容器本体Cの側壁C’は、もともとは略均
一な直径および厚さをしたまっすぐな円筒形状をしてい
て、図示しない静的なダイネッキング等により容器側壁
に予め形成されたプリネックより延びている。外側の成
形ロール11が容器側壁C’と係合することにより、軸
方向に固定された内側の偏心ロール24と軸方向に移動
可能なスライドロール19との間の隙間をへこませ始
め、円錐の先端を切り落とした形状を形成する(図2
B)。成形ロール11は円錐面である左右の裾の部分と
周の部分とを有し、図2Cに示されているように、偏心
ロール24の補斜面すなわち先端が切断された円錐面2
4eに沿って外側の成形ロールの右側の裾の部分である
面取りした面11cが容器の金属を押し続けるにつれ
て、円錐の高さが増し、円錐の側壁の長さが長くなる。
直径124が図2CおよびDに示されているような状態
になるまで、外側の成形ロール11が半径方向内側に前
進する(金属を介してのロール11からの直接押圧によ
り、スライドロール19は軸方向に戻り続ける)ことに
より円錐は作られ続く。円錐が形成され続くと、ネッキ
ングされた部分124すなわち容器Cの首は、成形ロー
ル11の成形形状と一致する。ネッキングされた部分1
24から半径方向外方向に延出するネックの縁の部分1
23は、成形ロール11およびスライドロール19の補
斜面11b、19aにより形成され続き、ネッキング部
分を完了する。
【0007】一方で、容器Cの開口端における大きな直
径の縮小(具体的には、0.350インチ)を行う上述
のスピンフローネッキング方法は、ツーピースアルミニ
ュウム缶の製造に適用した場合、種々の障害を有してい
る。例えば、一つの障害は、図2Bにおいてロール1
1、19間における最初の接触点におけるネック溝であ
り、成形ロールが、偏心ロールの面取りした面24eに
沿ってネッキング処理途中で半径方向内側および軸方向
後方に移動することで、成形ロール上の小径部(小さな
半径でラウンド状に面取りされた部分)がスライドロー
ル上の小径部を半径方向に通過することによる容器の内
側に発生する。ばね力20は、スライドロール19を偏
心ロール24に向かって付勢するので、ばね付勢により
互いに圧接されているこれらの衝突している小径部間に
挟まれている金属は、実際にネックの内外両面における
溝形成傾向を示す。内面側において、この溝は金属の剥
きだしを引き起こし(すなわち、保護コーティングの疲
労)、時には飲料用缶に容器側壁C’を腐食させてしま
う。また、そうした溝が、成形ロール11が図2Bに示
されている位置から図2Cの位置へ半径方向内側へ前進
することにより、金属の実際の切断に至ることも認めら
れている。
【0008】成形ロール11が、図2Eに図示されてい
る半径方向の最も内側の位置に移動すると、成形スライ
ドロール19が適切に成形ロールの方向に付勢するよう
に働くばね圧は、フランジ状部分123の端部を挟み込
んだり、金属が予定外に薄くなったりする。場合によっ
ては、特に缶を小さい径(例えば、204または20
2)にネッキングする場合には、端部はナイフの刃のよ
うに薄くなることがある。
【0009】以上に述べたスピンフローネッキング処理
中に、容器側壁の溝形成およびフランジ状端部が過剰に
薄くなることを防ぐために、カムリングがスライドロー
ルに固定され、このカムリングは、ネッキング処理開始
後に半径方向内側へ前進移動中の成形ロールにより当接
されるようなカムフォロワ面を有している。さらに、そ
のカムフォロワ面およびカムフォロワ面と対向する成形
ロールの円錐面は、以下の動きをするようにされてい
る。
【0010】図3において、成形ロール軸は、半径方向
内側に容器軸に近づくように移動していて、ネックを形
成し始めている。偏心ロール24上の円錐面24eは、
容器Cの開口端C”に向かって成形ロール11を押圧し
ている。成形ロール11は、制御手段であるカムリング
102のカムフォロワ面104と丁度当接している。成
形ロール11上の小径部106は、スライドロール1
9’上の小径部108と非常に接近しているが、これら
の2つの間に金属を挟み込んではいない。これは、カム
リングフォロワ面104が、これらの径部106、10
8は互いに接近するが当初の側壁厚よりほんの僅かだけ
大きい距離だけ離れて留まるように位置されているから
である。これは、上述した従来のスピンフローネッキン
グ方法において、スライドロール19上の小径部108
を覆う金属に対する成形ロール11の未制御の衝突が起
きた場合の、二つの径部106、108間の異常な接触
圧に起因する金属露出およびネックのひび割れを抑制す
るうえでの、大切な要点であると理解されたい。言い換
えれば、2つの径部106、108が接近すると成形ロ
ール11はカムフォロワ面104と接触するので、そう
した接近は、2つの径部が互いに半径方向に行き過ぎる
のを許容するようなスライドロール19’の引き込みあ
るいは軸方向後方の摺動を起こす。
【0011】図4において、成形ロール11は、偏心ロ
ール24およびスライドロール19’間に更に入り込ん
でいる。成形ロール11の小径部106は、スライドロ
ール19’上の小径部108を半径方向に僅かに通り過
ごしている。ロール11、19’は、金属を挟み込んで
はいないが、より接近している。上述したように、成形
ロール11は、上述の従来のスピンフローネッキング方
法で発生していたような成形ロールとスライドロールと
の間のこの位置における接触に代わって、成形ロールと
カムリング102との間で接触が生じることによりスラ
イドロール19’を後方に押圧している。
【0012】図5において、成形ロール11は半径方向
に入り続け、小径部106(A点)がスライドロール1
9’上の小径部108を通過している。この時、スライ
ドロールおよび成形ロール上の円錐面19a、11b
は、それぞれに互いに平行に対向している。スライドロ
ール19’およびカムリング102は、図5において左
側に押されている。成形ロールの成形面11aを金属が
覆った状態で、成形ロール11と偏心ロール24との間
で押し潰された結果の金属の厚み、および成形ロールの
左側すなわち裾の部分の円錐面11bの形状との組み合
わせは、成形ロールとスライドロールとの間の相対的な
隙間を減らし、成形ロールは、金属に対して具体的に僅
かな圧力を掛けている。
【0013】図6において、成形ロール11は、偏心お
よびスライドロール24、19’間の隙間160に更に
入り込んでいる。成形ロール11が、スライドロール1
9’との間ですっきりと金属を挟み込んでいる結果、隙
間130が、成形ロール面11bとカムリングフォロワ
面104との間で開いている。成形ロール11は、カム
リング102ではなく、金属との接触を介して、スライ
ドロール19’を直接的に軸方向後方に押している。成
形ロール11とスライドロール19’の小径部106、
108は、その間の金属に予期しない溝を形成すること
なく、互いに”滑り”過ごしているので、スライドロー
ル上の円錐面19aの傾斜面に対する成形ロールの直接
的な金属を薄くしたり形作ったりする相互作用は、金属
の適切なネッキングおよび配列を確保するのに重要であ
る。
【0014】図7において、成形ロール11は、半径方
向の最も内側の位置に入り込んでスピンフローネックの
形成を完了している。成形方法全体を通じて、直径、厚
さ、および容器端における直径削減量に応じて、1個の
容器Cについて20〜24回の回転数が必要である。成
形ロール11とスライドロール19’との間の回転接触
は、フランジ端の厚みを僅かに薄くする。したがって、
成形ロール11は今一度カムリング102と接触し、す
なわち、隙間130が閉じられ、容器Cのフランジ部分
が更に薄くなるのを防いでいる。
【0015】スピンフローネッキング処理の先のカムリ
ングの改良は、Harry W.Lee,Jr. 氏等により1992年8月
14日付けで米国特許出願番号第07/929,933号で開示され
ており、その出願は本願の譲受人であるReynolds Metal
s Company に譲渡されている。この出願の開示内容は、
全体的に参考として取り込まれている。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】カムリングは、フラン
ジが過剰に薄くなることと同様に溝付けおよびネック切
れを効果的に削減し、導入前に一般的に行われていた。
しかしながら、図2E(カムリング無し)または図7
(カムリング有り)のいずれかに示されているような最
終ネッキング状態となるための外側の成形ロールの偏心
ロールおよびスライドロールとの相互作用は、幅広い経
験により、プラグ直径(言い換えれば、図2Eにおいて
124で測定されたようなネッキング部分の内側直径)
およびカムリング有り無しのフランジ123の長さに直
接的に影響し、どんなベースパッド位置設定状態であっ
ても、容認できない変化を引き起こすことが発見されて
いる。缶の製造状況により、特に、本願の譲受人である
Reynold Metals Companyに譲渡された”缶を対象とする
スピンフローネッキング装置および方法”と言う名称の
Harry W. Lee, Jr. 氏等により1992年8月14日付で提出
された米国特許出願第07/929,932号に開示されているよ
うなマルチ・ステーション装置において多数のネッキン
グ工具装置を用いた場合には、各ステーションの工具装
置を用いて達成されるプラグ直径およびフランジ幅の制
御は、製造における同質性および連続処理を達成するこ
とに危なくなる。’932出願の開示内容は、全体的に
参考として取り込まれている。
【0017】よって、本発明の目的は、スピンフローネ
ッキング処理中における缶プラグ直径およびフランジ長
さの容認できない変化を防止することにある。
【0018】他の目的は、内側のスライドロールとの外
側の成形ロールの相互作用を、プラグ直径におけるその
ような均一性および容認可能なプラグ直径の変化を確保
するように制御することである。
【0019】更に他の目的は、製造工具空間内で各工具
装置に設けられ、製品の製造を連続して行えるようなマ
ルチ・ステーション装置内に装置を取り付ける前に、プ
ラグ直径における上述のような均一性を達成するための
内側のスライドロールの移動を予めセットするような制
御装置を提供することである。
【0020】また、他の目的は、設計が簡単で、取り付
けが容易で、かつ、摩滅しない連続した処理が可能なプ
ラグ直径制御装置を提供することである。
【0021】
【課題を解決するための手段および作用】容器本体の開
口端のネッキングを行うための装置であって、容器側壁
の内面の開口端と係合するように設けられた第1の部材
および第2の部材を備えている。容器本体を回転させる
ための手段が設けられ、外側に設けられた手段は、第1
および第2部材間の境界面を跨ぐ領域において、容器側
壁の外面を接触状態で変形させるように半径方向内側に
移動する。そうした外側に設けられる手段との間での側
壁との接触が、境界面に形成された隙間への外側に位置
する手段の半径方向内側への前進移動による第1および
第2の部材の軸方向の分割により、接触された壁部分を
境界面に形成された隙間内に半径方向内側へ移動させて
側壁をネッキングする。本発明によれば、手段が、第1
部材の最終的な軸方向移動が規制されるように設けら
れ、逆に、外側に位置される手段の最終的な半径方向内
側への位置を制御して、缶をネッキングした時に、実質
的に均一のプラグ直径を確保するようになっている。
【0022】好ましい実施例において、外側に位置され
た手段の半径方向の移動はカム制御され、最終的な半径
方向の最も内側の位置を制限するための手段は例えばカ
ム面からもたらされる半径方向の動きを無効とする。
【0023】好ましい実施例において、第1部材は容器
開口端の内側を係合支持するスライドロールである。ス
ライドロールは、容器の中心軸に対して回転、かつ、軸
方向移動するように設けられている。スライドロール
は、容器開口端内へ弾性付勢されている。第2部材は、
スライドロールと間隔を開けて軸方向内側に設けられた
軸方向に固定されたロールであって、容器側壁の内面と
係合するようになっている。第2ロールは、容器開口端
と対向する円錐端面を有し、スライドロールは、それと
は反対方向に傾斜するような軸方向に固定されたロール
の円錐面と対向する円錐端面を含んでいる。外側に位置
する手段は、容器側壁の外側に位置するノーズを変形す
る周面を有するとともに、回転可能かつ容器に対して進
退するような半径方向移動が制御された成形ロールであ
る。成形ロールは、容器軸に平行な軸に沿って軸方向に
移動するように付勢されている。ノーズを変形する成形
ロールは、第1および第2の反対方向に傾斜していて、
第2およびスライドロールの傾斜面とそれぞれに対向す
る傾斜面を含んでいる。
【0024】スライドロールの最終的な軸方向移動を規
制する前記規制手段は、第1および第2ロールを支持す
る工具スピンドルケースに固定的に設けられたストップ
スペーサ手段を適切に含んでいる。スペーサ手段は、ス
ライドロール装置の後方に面する可動円形面と同軸上の
ストップ面を含んでいる。スペーサ手段がないと、スピ
ンドルケースに対するスライドロール装置の”底つき(b
ottoming out) ”無しに、カム制御され、半径方向かつ
軸方向に移動可能とされた外側の成形ロールと係合する
ようになった結果として、スライドロール装置はスピン
ドルケースに対して軸方向に後退する方向へ通常は自由
に(ばね付勢に抗して)移動する。しかしながら、本発
明のスペーサ手段があると、カム制御された外側の成形
ロールがカムフォロワ作用の結果としてその半径方向内
側の動きを完了する前に、ストップ面はスライドロール
装置と接合し、軸方向に後退する動きを防止するように
なる。この独特な方法におけるスライドロール装置の停
止は、外側の成形ロールの半径方向内側の前進移動も防
止し、連続的にネッキングされた缶における実質的なプ
ラグ直径の均一化に貢献している。
【0025】本発明のスペーサ手段は、スライドロール
の半径方向外側近傍に設けられたカムリングと適切に組
み合わされて使用される。
【0026】円筒状の容器本体の開口端をスピンフロー
ネッキングする方法も開示されている。その方法は、容
器本体の内面と係合可能な軸方向に固定されたロールを
容器本体の内側に位置する工程からなっている。軸方向
に固定されたロールは、容器本体の開口端と対向する傾
斜した端面を有している。スライドロールも容器本体内
に位置されていて、開口端の内径と合わさって支持する
ようになっている。スライドロールは、軸方向に固定さ
れたロールの傾斜端面と対向する端部を有している。ス
ライドロールは、軸方向に固定されたロールから軸方向
に離れるように支持されている。スライドロール端部お
よび軸方向に固定されたロールの傾斜端面は、その間に
隙間を構成している。外側の成形ロールは、容器本体の
半径方向外側の隙間と反対側に位置され、その傾斜端と
接合中に軸方向に面したロールから軸方向に離れるよう
になっている。成形ロールは、裾の部分と周成形部分と
を有している。容器本体が回転すると、成形ロールは、
ロールによる裾の部分と軸方向に固定されたロールの傾
斜端面とが、その間で容器本体と係合し、その一方で
は、成形ロールの裾の部分が軸方向に固定されたロール
の傾斜した端面に沿って内側に移動して容器本体内へネ
ックをロールするように隙間に対して半径方向内側に前
進する。成形ロールが内側へ移動する間、本体は回転し
続け、スライドロールは、ロールがスライドロールと容
器との間で係合された容器本体の端部における外側に延
出する部分を回転するまで軸方向に戻される。本発明の
方法によれば、スライドロールの最終軸方向後退移動
は、スライドロールをスライドロールの軸方向後方に固
定的に設けられたスペーサと接するように制御すること
により制御される。そうした規制的接触は、外側の成形
ロールのカムフォロワ移動を打ち消すことにより、外側
の成形ロールの更なる半径方向内側の前進移動を防いで
いる。このことは逆に、ネッキングされた容器における
実質的な均一のプラグ直径を作っている。
【0027】本発明の他の特徴によれば、スライドロー
ルの軸方向後退移動は、スペーサと接触する前に、カム
フォロワ面と成形ロールの面との接触することにより制
御される。具体的には、成形ロールは、軸方向に固定さ
れたロールの傾斜した端面、およびスライドロール上の
他の傾斜した端面とそれぞれに係合可能な円錐面を有し
ている。これらの成形ロールの円錐面は、それらの間で
延出しているとともに、一対の小径部により定義される
曲がった成形面と円滑に接続される。スライドロールの
傾斜端も、他の小径部を介して容器本体の内面と係合可
能な軸方向に延出している面と接続される。カムフォロ
ワ面は、スライドロールを後退させるように作用し、そ
の時、成形ロールの小径部はスライドロールの小径部に
接近して、容器側壁のもともとの厚さより僅かに大きな
距離だけ離れているようにする一方で、小径部が互いに
接近するようにすることにより、これら2つの小径部間
で容器側壁の挟み込みを防いでいる。スライドロールと
成形ロールの円錐面との間の容器側壁の金属が厚くなっ
ている所定位置を通過する連続した半径方向内側の成形
移動は、成形ロールが金属に直接的に僅かに圧力を加え
る結果となる。隙間は、成形ロールが金属と直接であっ
て、カムフォロワ面とではない接触を介してスライドロ
ールを押すと、成形ロールとカムフォロワとの間に開か
れる。容器側壁の最も外側の端部が、成形ロールとスラ
イドロールとの間へ移動すると、成形ロールは再度カム
フォロワ面と接触し、成形ロールとスライドロールとの
間の回転接触が開口端を過度に薄くしないようになって
いる。この際、スライドロールはスペーサ手段と接触
し、さらなる軸方向の後退移動を防いでいる。よって、
カムフォロワ面を介しての円錐嵌合は、成形ロールのさ
らなる半径方向内側の移動を規制している。
【0028】本発明の他の目的および効果は、発明を実
行するうえでの最良の状態を図示したものにおける最も
発明の好ましい実施例のみが示され述べられている以下
の詳細な説明により当業者に自明となる。理解されるよ
うに、発明は、他の異なる実施例が可能であり、その詳
細は発明から離れない種々の自明の観点における変形よ
り可能である。したがって、図面および説明は現実に図
示されているものであるが限定的ではない。
【0029】
【実施例】図8および9は、本発明に基づくスピンフロ
ーネッキング装置1000の断面図である。そこにおい
て、機能上の構成要素は、実質的に上述の図1、および
以下に述べる事項を除いた上述の図3−図7を参照して
述べた工具装置と実質的に同一である。
【0030】更に、図8のスピンフローネッキング装置
1000は、ベースパッド装置(図1参照)と同軸に位
置合わせされたスピンフローネッキング装置の主ネッキ
ングタレットに従来通りに設けられる複数のスピンフロ
ーネッキングカートリッジの一つとして使用されるよう
になっている。すなわち、装置1000はタレットの円
周方向に複数配置されている(図10参照)。そうした
装置の模範的な実施例は、ここにおいて参考として取り
入れられている我々の上述の出願中の出願第929,9
32号(以下、’932出願)の図1Aに図示されてい
る。以下に述べられる事項を除き、図8の工具装置10
00は、我々の’932出願に開示されている(参考と
して取り入れられている)図5の工具装置と同じように
作用する。簡単に言えば、偏心ロール24は、工具ディ
スクタレットの後端面に設けられた複数の工具作動装置
200(図10参照)を介して、ピニオン108の回転
により、缶開口端を支持接触した状態の図8に図示され
た偏心実線位置より、(図示しない)半径方向内側の空
間位置内へ回転される。図10は、我々の出願中の’9
32出願の図7(その説明は、ここにおいて参考として
取り入れられている)に対応している。そこにおいて、
(軸1010の先端に半径方向に延びる取付ヨークで支
持された)成形ロールすなわちロール11の半径方向移
動と同様にピニオン108の回転は、工具ディスクタレ
ットを支持する支持フレームに固定的に設けられたカム
部材のカム面206と回転接触状態で、各工具作動装置
200をカムフォロオワ204にそれぞれに連結させる
一連の半径方向に延出する連結機構210を介して制御
されている。具体的に述べると、カムフォロワ204は
エア圧力手段でカム面206に常時押圧され、カム面2
06の形状に倣ってカムフォロワ204が移動すると、
この移動は連結機構210に伝達され、さらに軸101
0と同心の軸を中心に回動可能なプレート275に伝達
され、ラック218でピニオン108は回動する。この
結果、図8の回動軸1011の先端の偏心軸部1011
aに設けられた偏心ロール24は容器Cの内側において
半径方向に移動する。また、プレート275の回動によ
り軸1010も回動し、この結果、前記取付ヨークによ
り容器Cの外側の成形ロール11も半径方向に移動す
る。連結機構210は、ねじ頭266を有する接続ね
じ、この接続ねじに対して摺動可能な連結部材269、
接続ねじと連結部材269との間のばね279を備えて
おり、通常は、カム面206によるカムフォロワ204
の移動は接続ねじ、ばね279、連結部材269を介し
てプレート275に伝達されるが、成形ロール11が半
径方向の位置に固定状態になると、カムフォロワ204
の移動は、接続ねじのねじ頭266の連結部材269に
対する摺動およびばね279の圧縮により、プレート2
75、成形ロール11に伝達されない。図10に関連す
る詳細を以下に述べる。
【0031】上述したように、図8に示されている各ネ
ッキングスピンドル装置1000は、図3−図7を参照
して前述した方法で動作している。しかし、本発明にお
いては、図7に図示されているネッキング工程は、図8
で明らかな通り、スライドロール19’の移動軌跡から
半径方向外側に位置されたボルト1044によりスピン
ドル固定装置の前端に設けられる同一の複数のストップ
スペーサ1025を使用して行われている。スペーサ1
025は、固定ボルト1044より半径方向内側に延出
しており、互いに同一平面上であって、かつ、スライド
ロール19’の後方に面する肩部1052の軸方向移動
面と直交する一連の等置されたストップ面1050を構
成している。
【0032】図8において、歯車1013から回転力が
伝達される歯車1014を備えた回転軸1015の先端
1015aに支持軸部1016が結合され、この支持軸
部1016にスライドロール19’がばね1017で弾
性付勢されながら軸方向に移動自在に配置され、スライ
ドロール19’にカムリング102が固定されている。
ストップスペーサ1025のボルト1044による取り
付けは先端1015aの前面において行われている。
【0033】図8のストップスペーサ1025がある場
合、成形ロール11が、図10の作用プレート275に
より軸1010を回転させるカムフォロワ204の作用
に基づき、図7の半径方向の最も内側の位置に向かって
移動されると、スライドロール19’の後端面1052
は、スライドロール装置のさらなる軸方向への後退を阻
止するスペーサ1025のストップ面1050と接触す
る。このことは、カムフォロワ204とカム面206と
の接触の結果としての単独で起こるかもしれない成形ロ
ール11の最終的な半径方向移動の阻止、すなわち停止
を次に行っている。このように、外側の成形ロール11
の最終的な半径方向の位置が、スライドロールを軸方向
に固定するスペーサ1025とのスライドロール19’
の接触により常に制御され、外側の成形ロール11が最
終的な半径方向内側へ入って来る動きを無効にしてい
る。したがって、成形ロール11の成形面11aの最終
半径方向の最も内側位置が、上述のストップスペーサ装
置1025により制御されているので、この面11aに
より形成された結果としてのプラグ直径は、実質的に均
一である。そうでない場合には、成形ロール11が偏心
ロール24とスライドロール19との間の隙間に圧入さ
れると、スライドロールは、図3−図7を参照して述べ
た偏心ロールから離れる方向に付勢される。スライドロ
ール装置19’がストップスペーサ1025と当たる
と、スライドロールの移動は停止される。このことは、
成形ロール11のさらなる半径方向内側の移動を停止す
ることになる。偏心ロール24は、スライドロール1
9’がストップ面1050と当たった時に、隙間が広が
らないように軸方向に規制されている。したがって、成
形ロール11は必ず止まる。
【0034】図1の実施例におけるネッキング工具にお
けるスライドロール19の動きを止めることは、スライ
ドロール19の後方肩部と当接するように、カラー21
に取り付けられるスペーサを設けることにより理論的に
は可能であるが、このことは実際には非常に困難であ
る。なぜならば、図8では、成形ロール11がスライド
ロール19をストップ面1025に対して押すと、スト
ップに向かうスライドロールを移動させる成形ロールの
力がカムリング102を介して作用するが、カムリング
が無い場合に起こる可能性のある缶フランジを介しては
作用しないからである。実際に缶を成形するのに必要と
される力は、およそ80−100ポンドであって、ネッ
キングタレットの側面にあるオーバーライドばね279
(図10)は、約200−250ポンドまで負荷が掛け
られている。このばね279を介してのカムフォロワ2
04(図10)から成形ロール11までのカムフォロワ
の移動は、成形ロールの半径方向の移動を制御する機構
の一部であって、スライドロールが成形ロールを止める
時に、このばねはオーバーライドして、成形ロールの力
が80−100ポンドから200−250ポンドまで上
がる。この余分な力は、成形ロールおよび偏心ロールの
一方側のカムリングおよび成形ロールの他方のカムネッ
クにより支持されなければならない。したがって、カム
リングが使用されない場合には、成形ロールを止めるた
めに必要とされる力は、図1にあるような成形ロールに
対する缶フランジを介してのスライドロール面からでな
ければならない。そうした幅の狭い缶フランジへの力
は、フランジを薄い刃物端に巻くのに十分であり、フラ
ンジの裂けおよび不均一なフランジ厚さを引き起こす。
【0035】図10に示されている連動を司るカムフォ
ロワにおけるオーバーライドばね279は、オーバーラ
イド機能を果たすように設計されていて、成形ロールが
これらの内側のロールと接触するカム制御された最終的
な半径方向位置に移動しないようにするとともに、図1
0における接続ねじのばね付勢されたねじ頭266が固
定されている位置から持ち上げられた位置に上がること
により(接続ねじが連結部材269に対して摺動するこ
とにより)、缶本体が無い場合に、成形ロール11とス
ライドロールおよび偏心ロール19,24の金属同士の
接触を(成形ロールがカムリング102と接触すること
で)防止するようになっている。このオーバーライドば
ね279は、図10の接続連結機構210の連結長さ
を、ばね279が略0.006インチに圧縮されるよう
な付加的な作用を行っていて、スライドロール19がス
トップスペーサ1025と接触したときにいつも同じプ
ラグ直径を維持するように成形ロール11が毎回同じ半
径方向の最も内側の位置に移動することを確保するよう
になっている。この約0.006インチの前設定圧縮
は、成形位置に缶が無い場合に起こる。缶が成形位置に
ある場合には、缶金属の厚みにより、ばねは、0.00
6インチ以上にオーバーライドされる。
【0036】成形ロール11の内側への移動を制限する
ことにより、缶開口端のプラグ直径の変化をストップス
ペーサ装置1025が無い場合よりも、より狭い範囲内
で維持することが可能である。なぜならば、ストップス
ペーサ1025は、スライドロール19’の移動を特別
な寸法に制限して特別なプラグ直径を作るようになって
いるからである。この特別な移動寸法が判ると、工具は
工具域内に予めセットされることができて特別なプラグ
直径の缶を必須の厚さの根拠となるストップスペーサ厚
の適切な選択により作るようになっている。工具域にお
けるこのような方法によりネッキング工具を予め設定す
ることは、スピンフローネッキング機械における各位置
(例えば、30カ所)のあきあきする調整を排除してい
る。
【0037】さらに、プラグ直径がスライドロール移動
により制御されるようになると、ベースパッド29に対
する調整(例えば、図1において)は、缶のフランジ幅
に大きく影響を及ぼす。すなわち、このことは、フラン
ジ幅をプラグ直径から独立して調整することは、ベース
パッドをフランジ幅を制御するためネッキング工具に対
して進退させることにより可能であることを意味する。
このことは、缶プラント環境におけるスピンフローネッ
キング機械の操作を非常に簡素化している。
【0038】図11は、プラグ直径の変動を示すグラフ
であって、本発明のストップスペーサ1025のない図
8のネッキング工具を使用した場合に、連続的な缶の送
りの間に起こる。そこにおいて、ストップスペーサ無し
の図8の工具を採用した場合に、プラグ直径に顕著な変
化があることが理解される。
【0039】図12は、161個の缶の連続送り中での
プラグ直径のグラフであり、本発明のストップスペーサ
装置1025のある図8の工具装置が使用されている。
図11と12とのテスト結果を比較してみると、本発明
のストップスペーサ装置1025は、より同じプラグ直
径を与えており、ストップスペーサ装置なしの場合と対
比して実質的に均一のプラグ直径となっている。
【0040】図11および12に示されている連続送り
運転は、ベースパッド位置が略3.973インチに設定
されたシングルベースパッドで行われた。図13は、異
なるベースパッド位置設定が行われたときのプラグ直径
を示し、かつ本発明のストップスペーサ装置1025の
無い図8のネッキング工具の場合である。各設定におい
て、約12の缶は、図13に示されている第20番目の
缶が処理される前に供給された。ストップスペーサ10
25無しで、缶が工具に近い位置に置かれた場合、言い
換えれば、缶の開口端がスライドロール上を更に滑った
場合に、フランジ幅は、缶が前進した分だけ殆ど直接的
に増加する。図13に示されている結果は、プラグ直径
は缶が前進した分の略80%増加する傾向があることを
表している。例えば、ベースパッドが約0.010イン
チ前進すると、缶は本発明のストップスペーサ1025
が無い図8のネッキング工具により形成され、そのフラ
ンジ幅は約0.010インチ広く、プラグ直径は、オリ
ジナル設定で形成された缶よりも約0.008インチ大
きい。図13において、図8の工具(ストップスペーサ
は無い)は、缶が小さなフランジおよびプラグを備える
ように設定されていて、ベースパッド29は、略0.0
05インチ分だけ工具方向へ前進されている。3.99
6インチの最初のベースパッド位置設定において、製造
された缶は、プラグゲージで測定できるものよりも小さ
いプラグ直径を有していた。次の3.992インチの次
の設定では、わずかに数個の缶の測定が可能で、約2.
125−2.126のプラグ直径を有していた。次の
3.985インチの設定では、測定範囲内の缶を製造し
た。その後、ベースパッド位置設定が減少すると、全て
のプラグ直径が測定可能であった。
【0041】図13のグラフより、ベースパッドが工具
方向に移動されると、プラグ直径は平均してベースパッ
ド移動の約80%分増加するということが理解され、い
いかえれば、本発明のストップスペーサ装置1025無
しである。第2に、各テストにおけるプラグ直径におけ
るバリエーションは、言い換えれば、連続的な低い方の
ベースパッド位置設定において、図14に示されている
ようなストップスペーサ機構を使用した比較テストより
も高く、そのテストはストップスペーサが無い図13の
テストに近似した方法で実行されたものである。
【0042】図13および図14の比較により、個別の
缶プラグ直径は、単一のグループ内でより均一であるこ
とは明かである。さらに、平均的なプラグ直径は、ベー
スパッド位置設定における変化により殆ど影響されない
ことも明かである。
【0043】図15−図17は、図14のものに似た方
法でのテスト結果をさらに示しており、言い換えれば、
発明のストップスペーサ1025を使用しているが、カ
ムスプリング279の異なるオーバーライドあるいは成
形中の異なる回転数としている。これらのテストの全て
のテスト結果が図14に示されているような結果と同じ
傾向を示している。
【0044】先のテスト結果より、図13におけるテス
ト傾斜(発明に基づくストップスペーサ無し)は約38
度で、以上に述べたように、プラグ直径はベースパッド
位置変化の略80%変化するということを表している。
しかし、図14−図17における他のカーブの平均的な
傾斜は約16度で、ベースパッド位置変化の約28%し
か変化していないということを意味している。したがっ
て、重要な効果は、ある製造状況でストップスペーサ1
025を利用している図8の実施例で達成され、そこに
おいては、マルチステーション(例えば、30ステーシ
ョン)装置が用いられ、全てのプラグ直径が約0.01
5インチ内に維持されることが必要である。本発明のス
トップスペーサ装置1025は、許容範囲内にプラグ直
径を維持するために成形ロールおよびベースパッドの両
方を設定するあきあきする繰り返しの調整が必要とされ
た多数のステーションを有する大型装置において制御的
に顕著な改良をもたらしている。
【0045】図18は、他の運転を示すグラフであっ
て、フランジ幅およびプラグ直径が各缶毎に測定され、
平均幅および直径がベースパッド位置に対してプロット
されている。このことは、フランジ幅がベースパッド位
置の作用として直接的に変化する間に、プラグ直径が少
し変化することを表している。
【0046】当業者にとって、本発明が既に述べた全て
の目的を満足することは、容易に見えるであろう。上記
の詳細な説明を読めば、当業者は、ここに広く開示され
ている発明の改良、均等物の変更、および種々の観点を
有効にすることができるであろう。したがって、権利保
護されるべきは、請求の範囲およびそれと同等のものに
含まれている定義によってのみ限定される。
【0047】
【発明の効果】本発明によれば、スライドロールの軸方
向後退移動が制止手段であるストッパスペーサによって
制御されるため、成形ロールの半径方向内側への移動位
置が正しく規定され、このため、缶プラグ直径、フラン
ジ長さの容認できない変化の発生を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のスピンフローネッキング処理の断面図。
【図2】図1の工具を用いたスピンフローネッキング成
形順を示した拡大の連続断面図。
【図3】カムリングを利用したネッキング処理を順番に
従って示した図3〜図7のうちの一部の図。
【図4】図3の次の状態を示す図。
【図5】図4の次の状態を示す図。
【図6】図5の次の状態を示す図。
【図7】図6の次の状態を示す図。
【図8】本発明に基づく工具ネッキングスピンドル装置
の断面図である。
【図9】図8の右側からの正面図である。
【図10】本出願人の現在継続中の’932出願の図7
に対応し、スピンフローネッキング装置における外側の
成形ロールの半径方向移動を制御するためのカム制御さ
れたリンクおよび工具動作機構を示す図。
【図11】図12−図18と共にテスト結果を示す比較
グラフであって、本発明の有無によるプラグ直径の変化
を示す図。
【図12】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図13】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図14】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図15】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図16】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図17】図11と同様に、プラグ直径の変化を示す
図。
【図18】プラグ直径とフランジ幅の変化を示す図。
【符号の説明】
11 成形ロール 19’ スライドロール 24 偏心ロール 102 カムリング 160 隙間 210 連結機構 279 オーバーライドばね 1025 ストップスペーサ C 容器 C” 開口端

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 容器本体の側壁の開口端のネッキングを
    行うための装置であって、 a)前記開口端を構成する容器側壁の内面と係合するよ
    うに設けられる第1の部材および第2の部材と、 b)前記容器本体を回転させるための手段と、 c)外側に設けられる手段であって、 この外側に設けられる手段の前記側壁との接触が、境界
    面に形成された隙間への前記外側に位置する手段の半径
    方向内側への前進移動による前記第1および第2の部材
    の軸方向の分割により、接触された壁部分を境界面に形
    成された隙間内に半径方向内側へ移動させて前記側壁を
    ネッキングするように、前記第1および第2部材間の境
    界面を跨ぐ領域において、前記容器側壁の外面を接触状
    態で変形させるように半径方向内側に移動するように設
    けられた外側に位置する手段と、 d)前記外側に位置する手段の半径方向内側への前進移
    動を止めるための前記第1部材の軸方向移動を制限する
    制止手段と、 を備えることを特徴とするスピンフローネッキング処理
    におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるための装
    置。
  2. 【請求項2】 請求項1の装置において、 前記外側に位置された手段の半径方向内側への移動を検
    出することにより制御され、前記外側に位置された手段
    が接触部分を介して前記第1および第2部材の両方に直
    接的に作用する前に、前記第1および第2部材の漸進的
    な軸方向分割を開始するための手段を更に備えることを
    特徴とするスピンフローネッキング処理におけるプラグ
    直径の変化を最小限に抑えるための装置。
  3. 【請求項3】 請求項2の装置において、 前記第1の部材はスライドロールであって、容器側壁開
    口端の内側と係合して、容器中心軸に対して回転運動す
    るとともに軸方向移動するように設けられ、かつ、前記
    スライドロールを容器開口端内に付勢するための弾性手
    段を含み、 前記第2の部材は、容器側壁の内面と係合するように前
    記スライドロールとの関係で軸方向内側に間隔を隔てて
    設けられた軸方向に固定された第2ロールであって、こ
    の第2ロールは円錐面を有し、この円錐面は、容器の開
    口端およびこの第2ロールの円錐面と対向する円錐面を
    含む前記スライドロールと対向し、前記両円錐面は互い
    に反対方向に傾斜して延出し、 前記外側に位置する手段は成形ロールであって、容器側
    壁の外側に位置され、周辺が変形された先端を有し、か
    つ、回転可能に設けられ、前記側壁に対して半径方向移
    動するように制御されていて、前記成形ロールが容器軸
    と平行な軸に沿って軸方向移動するように付勢されてい
    て、前記成形ロールが、前記第2ロールの円錐面および
    前記スライドロールの円錐面とそれぞれに対向する第1
    および第2の反対方向に傾斜した円錐面を含むことを特
    徴とするスピンフローネッキング処理におけるプラグ直
    径の変化を最小限に抑えるための装置。
  4. 【請求項4】 請求項3の装置において、 前記制止手段は前記スライドロールの後方で軸方向に固
    定的に設けられたストップスペーサを含み、軸方向後方
    移動中の前記スライドロールと係合して更なる軸方向移
    動を防ぐことを特徴とするスピンフローネッキング処理
    におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるための装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1の装置において、 前記外側に位置された手段の半径方向内側への移動を検
    知することにより制御され、前記外側に位置された手段
    が接触部分を介して前記第1および第2部材の両方に直
    接的に作用する前に、前記第1および第2部材の漸進的
    な軸方向分割を開始するための手段を更に備え、前記制
    止手段が、スライドロールの後方で軸方向に固定的に設
    けられたストップスペーサを含み、軸方向後方移動中の
    前記スライドロールと係合して更なる軸方向移動を防ぐ
    ようになっていることを特徴とするスピンフローネッキ
    ング処理におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるた
    めの装置。
  6. 【請求項6】 筒状の容器本体の開口端をスピンフロー
    ネッキンングする方法において、 a)前記開口端から軸方向内側に間隔を隔てた容器本体
    の内側に、容器本体の内面と係合可能な軸方向に固定さ
    れた前記開口端と対向する傾斜した端面を有するロール
    を位置させる工程と、 b)スライドロールは前記軸方向に固定されたロールの
    傾斜した端面と対向する端部を有し、前記軸方向に固定
    されたロールから離れる方向に軸方向移動するように支
    持され、前記スライドロール端および前記軸方向に固定
    されたロールの傾斜端面がその間に隙間を構成するよう
    に、容器本体の内側において容器本体の内径と接する前
    記スライドロールを支持するように位置させる工程と、 c)前記容器本体の外面の反対側の前記隙間に、前記軸
    方向に固定されたロールから離れるように軸方向移動さ
    れるように支持された裾の部分と周の部分とを有するロ
    ールを位置させる工程と、 d)前記スライドロールにより支持された前記容器本体
    を回転させるとともに、前記隙間に対して半径方向内側
    に前記裾の部分と周の部分とを有するロールを前進させ
    て、このロールの前記裾の部分および前記軸方向に固定
    されたロールの前記傾斜した端面が、それらの間で前記
    容器本体と係合する一方で、前記裾の部分と周の部分と
    を有するロールの前記裾の部分が前記軸方向に固定され
    たロールの前記傾斜した端面に沿って内側に移動し、ネ
    ックを前記容器本体にうねらせる工程と、 e)前記容器本体を回転し続ける一方で、前記裾の部分
    と周の部分とを有するロールが半径方向内側へ移動し、
    前記スライドロールと前記裾の部分と周の部分とを有す
    るロールとの間で係合している前記容器本体の端部の外
    側に延出している部分を前記裾の部分と周の部分とを有
    するロールが回転させるまで、前記スライドロールを軸
    方向に後退移動させる工程と、 f)工程(e)において、裾の部分と周の部分とを有す
    る前記ロールの半径方向内側への移動を所定位置で前記
    スライドロールの更なる軸方向への後退を防ぐことによ
    り止める工程と、を備えることを特徴とすることを特徴
    とするスピンフローネッキング処理におけるプラグ直径
    の変化を最小限に抑えるための方法。
  7. 【請求項7】 請求項6の方法において、 前記スライドロールの軸方向に後退する移動は、前記ス
    ライドロールのそうした軸方向の後退を制御するカムフ
    ォロワ面と前記裾の部分と周の部分とを有するロールと
    の間での接触により制御されることを特徴とするスピン
    フローネッキング処理におけるプラグ直径の変化を最小
    限に抑えるための方法。
  8. 【請求項8】 金属容器は、底壁およびそれより上方に
    突出している筒状の側壁を備え、前記筒状の側壁の上部
    は側壁の残りに関連した直径が小さくなったネッキング
    された部分を含んでいて、前記ネッキングされた部分が
    以下のようにして形成されることを特徴としているスピ
    ンフローネッキング処理におけるプラグ直径の変化を最
    小限に抑えるための方法。 a)開口端から軸方向内側に間隔を隔てた容器側壁の内
    側に、この容器側壁の内面と係合可能な軸方向に固定さ
    れた前記開口端と対向する傾斜した端面を有するロール
    を位置させ、 b)スライドロールは前記軸方向に固定されたロールの
    傾斜した端面と対向する端部を有し、前記軸方向に固定
    されたロールから離れる方向に軸方向移動するように支
    持され、前記スライドロール端および前記軸方向に固定
    されたロールの傾斜端面がその間に隙間を構成するよう
    に、容器側壁の内側においてこの容器側壁の内径と接す
    る前記スライドロールを支持するように位置させ、 c)前記容器側壁の外面の反対側の前記隙間に、前記軸
    方向に固定されたロールから離れるように軸方向移動さ
    れるように支持された裾の部分と周の部分とを有するロ
    ールを位置させ、 d)前記スライドロールにより支持された前記容器側壁
    を回転させるとともに、前記隙間に対して半径方向内側
    に前記裾の部分と周の部分とを有するロールを前進させ
    て、このロールの前記裾の部分および前記軸方向に固定
    されたロールの前記傾斜した端面が、それらの間で前記
    容器と係合する一方で、前記裾の部分と周の部分とを有
    するロールの前記裾の部分が前記軸方向に固定されたロ
    ールの前記傾斜した端面に沿って内側に移動し、ネック
    を前記容器側壁にうねらせ、 e)前記容器側壁を回転し続ける一方で、前記裾の部分
    と周の部分とを有するロールが半径方向内側へ移動し、
    前記スライドロールと前記裾の部分と周の部分とを有す
    るロールとの間で係合している前記容器側壁の端部の外
    側に延出している部分を前記裾の部分と周の部分とを有
    するロールが回転させるまで、前記スライドロールを軸
    方向に後退移動させ、 f)工程(e)において、前記裾の部分と周の部分とを
    有するロールの半径方向内側への移動を所定位置で前記
    スライドロールの更なる軸方向への後退を防ぐことによ
    り止める。
JP5188160A 1992-08-14 1993-07-29 スピンフローネッキング処理におけるプラグ直径の変化を最小限に抑えるための装置およびその方法 Withdrawn JPH06210380A (ja)

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