JPH02247034A - 角錐台形の缶体の寸法安定性を確実にする方法と装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ｅ産業上の利用分野〕 本発明は角錐台形の缶体の製作時に、方形の薄板裁断片
を円筒形に変形し、縦方向継目を溶接し、次いで角錐台
形に変形する際に、角錐台形の缶体の寸法安定性を確実
にする方法と装置に関する。

［従来の技術］ この種の方法及び装置はＤＥ−Ｏ３３７２５１８６に基
づき公知である。この公知方法によれば、方形の薄板裁
断片から丸み付は及び縦継目溶接によって円筒形の缶体
が形成される。次いでこの缶体は第１の拡開工程でその
全長にわたって楕円錐形に拡開される。しかる後に缶体
は第２の拡開工程で角錐台形に変形される。角錐台形の
缶体に蓋若しくは底部の縁曲げ結合に適した端面を形成
するために、缶体の端面側の縁領域の拡開時にこの縁領
域に応力を負荷して波状の変形を回避すれば、これによ
って蓋若しくは底部を良好に結合することができる。缶
体においては、縁曲げ高さの呼び寸法はコンビフを充填
する場合３　ｚａである。その場合、誤差は±０．１課
である。コンビーフの充填時に角錐台形の缶体の上と下
が縁曲げされ、換言すれば、缶体の縁にいわゆる折り返
し部が形成され、蓋若しくは底部の折り返し部が前者の
折り返し部と一緒にかしめられる。缶体に±０．１廉を
越える誤差が存在すると、この誤差は蓋若しくは底部の
縁の折り返し部によって補償されない。

何故ならば、この蓋若しくは底部は、すでに挿入された
パツキンゴム又はすでに取り付けられたシール被覆を備
えた規格品として他の納品者によって納品されているか
らである。それ故、缶体の端面の過剰寸法又は不足寸法
は縁曲げ作業の際に問題となり、縁曲げ結合部のシール
性を損なう原因となる。

本出願人に係わるＤＥ、−ｏｓ３７２５１８６より公知
の方法及び装置では、高能力大量生産ラインが使用され
ており、１分光たり１５０個の缶体が生産される。その
際、十分な寸法安定性が考慮されているが、しかし、こ
のような高能力大量生産では、加工すべき薄板の硬さ又
は他のパラメータを変える必要がある場合には、前述の
±０．１頭の縁曲げ高さ誤差を申し分なく維持すること
ができない。少なくとも寸法安定性を確実にするには大
きな費用がかかる。それというのは、拡開時に缶体の機
械的な応力が、寸法安定性に影響するパラメータに常に
正確に適合されなければならないからである。

［発明の課題］ 本発明の課題は角錐台形の缶体の寸法安定性を十分に確
実にする方法と装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決した本発明方法の要旨は、請求項１に記
載の如く、缶体の変形前に缶体を加熱することにある。

上記課題を解決した本発明装置の要旨は、請求項１Ｏに
記載の如く、縦方向継目溶接された円筒形の缶体を受け
取る第１の形状付与段が楕円錐形に形成されておりかつ
少なくとも１つの移行ステーションを備えており、この
移行ステジョンから缶体が第２の形状付与段へ引き渡さ
れ、この第２の形状付与段が缶体を角錐台形状に変形す
る形式のものにおいて、第１の形状付与段には移行ステ
ーションの前に少なくとも１つの熱源が配置されている
ことにある。

軟薄板例えば錫メツキされた鉄薄板から成る缶体はいか
なる場合も錫の熔融温度より低い温度、要するに２３１
．８５°Ｃより低い温度に加熱される。実験装置によれ
ば、６０ないし７０°Ｃの範囲の温度が測定された。１
分光たり１５０個の缶体の製造能力では缶体を上述の温
度に加熱するための停止時間は２／１０秒であった。こ
の加熱によって、缶体の薄板は容易に変形され、これに
より、寸法安定性は簡単に上述の公、知例に比して一層
確実にされる。

その他の請求項には本発明の有利な構成が記載されてい
る。

本発明の１構成では、加熱が誘導的に行われ、かつ熱源
として高周波発生器に接続されたインダクタが使用され
る。誘導加熱によれば、はぼ２／１０秒の短い時間で薄
板の熱変形のために最も効果的な作業温度が得られる。

熱源としては放射熱源、火炎なども使用できるのはいう
までもないが、しかし、加熱速度を高くする必要がある
場合や、スケール及び排ガスの発生を回避しなければな
らない場合には、これらの熱源はまったく特別に形成さ
れなければならない。さらに、缶体の変形に必要な工具
は耐用寿命を損なわないように加熱されてはならない。

それゆえ、誘導加熱が有利である。

缶体の変形は有利には２つの工程で行われる。その場合
、缶体は第１の工程で楕円錐形に変形され、第２の工程
で丸み付けされた側縁を備えた断面方形の規則的な角錐
台形に変形される。その場合、本発明方法の１構成では
、加熱は第１の工程の後に行われ、次いで第２の工程が
実施される。それゆえ、第２の工程の開始時には、薄板
が最も効果的な加工温度を有していることになる。

本発明方法の特に有利な構成では、缶体が部分的にのみ
加熱され、この部分的な加熱が、缶体の、後で角錐台の
両広幅面内に位置する第１の部分領域内で行われる。角
錐台の丸みを付される側縁のところに最大の変形が生じ
る。それゆえ、もし部分的な加熱が第１の部分領域内で
行われないとすれば、この側縁の所で薄板の厚さは広幅
面の中央に比して著しく減少してしまう。

さらに、本発明方法の別の構成によれば、部分的な加熱
が、缶体の、後で角錐台の両狭幅面及び／又は両店幅面
内に位置する部分領域内で行われる。

本発明方法のさらに別の構成では、後に角錐台の丸みを
備えた側縁間に、側縁から間隔をおいて位置し角錐台の
上面より底面の近くに位置する缶体部分領域にわたって
前記の部分的な加熱が行われる。これにより、寸法安定
性が一層確実となる。それというのは、角錐台の底面の
ところの缶体周面にわたって見て、変形作業を最も少な
く受ける缶体領域内で加熱が行われるからである。この
部分的な加熱によって、薄板の厚さが缶体周面にわたり
均一に減少し、これにより、寸法安定性が一層確実とな
る。

本発明のさらに別の実施例では、缶体が外側又は内側か
ら加熱される。外側からの加熱は、技術的に簡単に実現
されるため有利である。それというのは、この場合、熱
源と拡開工具との間に特別な断熱を要しないからである
。実験によれば、加熱ステーションでの缶体の滞留時間
は極めて短く、それ故、拡開工具はほとんど加熱されな
い。はぼ２／１０秒後に早くも拡開工具を離れていく缶
体に熱エネルギが留められる２つの形状付与段を備え、
その第１の形状付与段が缶体のために少なくとも１つの
第１の拡開マンドレルを備え、第２の形状付与段が少な
くとも１つの第２の拡開マンドレルを備え、この第２の
拡開マンドレルが、外側に曲率を有し楔によって拡開可
能なセグメントロッドを備えた機械に本発明装置を使用
する場合、第１の形状付与段から第２の形状付与段へ缶
体を引き渡す移行ステーションの前に、２つのインダク
タが配置されており、両インダクタは第１の拡開マンド
レルが加熱ステーションへ運動した際に互いに直径方向
で対向して位置し、かつ第１の拡開マンドレルの外周面
から間隔をおいて位置している。この構成は、角錐台の
２つの互いに対向する側面に位置する部分領域内で加熱
を行うためには最も簡単な構成である。

本発明装置のさらに有利な構成では、インダフタが、固
定的に取り付けられた偏平なループから成り、このルー
プは缶体の高さに比して薄く形成されており、かつ、缶
体が段階的に両インダクタ間の加熱ステーション内に運
動可能である。

本発明装置のさらに別の構成では、インダクタに高周波
交流が連続的に供給される。

本発明装置のさらに別の構成では、インダクタが少なく
とも缶体の高さ方向及び周方向に移動調節可能であり、
こりにより簡単に最良の加熱位置が調節される。

［実施例］ 第１図はコンビーフなどを充填するための缶のための角
錐台形の缶体１０を形成するための機械の全体図である
。この機械は缶体を部分的に加熱する装置を備えており
、この装置は１つの高周波発生器１２と、これに接続さ
れた２つのインダクタ１４とから成り、その上方の１つ
が第１図に示されている。この機械の構造は、本発明の
理解に必要な程度にしか図示されていない。この機械の
詳細はＤＥ−０５３７２５１８６を参照されたい。

方形の薄板裁断片から円筒状に形成された缶体が縦継目
１８に沿って缶溶接機内で溶接される。溶接された缶体
１０は機械の縦コンベヤ２０に供給される。仕上げられ
た角錐台形の缶体１０は機械から排出される際には、第
１図右側に示す形状を有している。この角錐台は丸みを
有する縦縁を備えている。広幅面に設けられる縦方向の
凹設部は本発明に無関係である。縦継目１８は仕上がり
缶体１０の両方の狭幅面の中央に位置している。缶体１
０は第１図の右上に示した状態でコンビーフ製造業者に
引き渡される。コンビーフ製造業者はこの缶体に底部及
び蓋を固定することができるように、缶体の端面にそれ
ぞれ折り曲げ部を備える。

第６図はこのように缶体１０と蓋２２とを折り曲げ部に
よって縁曲げ結合した缶体の横断面の詳細を示す。薄板
の肉厚ｆはこの場合一般に（１ｍ２５ｉｉ＋である。縁
曲げ高さｈの呼び寸法は３課、その誤差は±０．１ｉｉ
である。寸法すの最小値は１．１ｍｔ、その誤差は０．
２ｍｉである。このように誤差の狭い縁曲げ結合では缶
体１０の寸法安定性が確実でなければならない。それと
いうのは、この誤差の範囲外の寸法は、規格品として他
の業者から供給される蓋の折り曲げ部によって補償され
ないからである。形状安定性を確実にするための本発明
装置は高周波発生器１２とインダクタ１４とから成る。

縦コンベヤ２０が缶体を短い前後間隔で機械の第１の形
状付与段２４へ搬送する。この第１の形状付与段２４は
スタンド２６に固定した第１の回転テーブル２８を備え
ており、この回転テーブル２８は縦コンベヤ２０に対し
て平行な水平軸線を中心に回転可能である。第１の回転
テーブル２８には８つの互いに平行な拡開マンドレル３
０が均一間隔で固定されている。第１の回転テーブル２
８はそれぞれ角４５度ずつ段階的に回転する。各拡開マ
ンドレル３０は、旋回可能な、環状に配置されたセグメ
ントロッド３２を備えており、このセグメントロッド３
２は、それに差しはめられた缶体１０が楕円錐形に拡開
されるように拡開シリンダによって拡開される。その場
合、第２の形状付与段２５に隣り合う缶体端面が最も著
しく拡張される。第２の形状付与段２５は、スタンドに
固定した第２の回転テーブル２９を備えており、この第
２の回転テーブル２９は第１の回転テーブル２８の回転
軸に対して平行な水平軸線を中心に回転可能である。第
２の回転テーブル２９にはその回転軸に対して平行に８
つの拡開マンドレル３１が均一間隔で固定されている。

第２の回転テーブル２９は第１の回転テーブル２８と同
期して段階的に回転可能であり、その場合、各回転段階
に応じて拡開マンドレル３１の１つが拡開マンドレル３
０の１つと向かい合わせの位置を占める。各拡開マンド
レル３１は４つのセグメントロッド３６を備えており、
その外側の曲率半径は角錐台形の缶体１０の側縁の丸み
に相応している。セグメントロッド３６は拡開シリンダ
３８によって拡開可能である。

再回転テーブル２８．２９の各段階運動後にそれぞれ拡
開マンドレルの１つが、円筒形に形成された缶体１０を
縦コンベヤ２０から受け取る位置を占める。第１の形状
付与段のこのステーションが第１図で符号Ｓ１で示され
ている。

これから４５度離れたステーションＳ２では、缶体の楕
円錐形の拡開が行われる。次いで第１の回転テーブル２
８は符号Ｓ３で示されたステジョンに達し、このステー
ション内で缶体は後で説明するように加熱される。次い
で第１の回転テーブルはステーションＳｌから１８（］
度離れた引き渡しステーションＳＵに達する。引き渡し
ステーションＳＵでは、楕円錐形に形成され加熱された
缶体１０を支持した拡開マンドレル３０が、第２の回転
テーブル２９に設けた拡開マンドレル３１に軸方向で対
向して位置する。図示しない引き渡しコンベヤがこの缶
体１０を引き渡しステーションＳＵから、この引き渡し
ステーションに対向して第２の回転テーブル２９上に位
置するステーションに引き渡される。楕円錐形に形成さ
れ加熱されざらに拡開マンドレル上で移動される缶体１
０は次いで第２の回転テーブル２９の次の段階動作で、
４５度離れたステーションに達する。このステーション
内では、拡開マンドレル３１によって缶体１０が角錐台
形に変形される。次いで拡開マンドレル３１は最後のス
テーションに達し、このステーションで缶体１０が取り
出されて縦コンベヤ２１に引き渡される。このようにし
て、回転テーブル２８．２９の一回転で角錐台形の缶体
１０が８つ製作される。

図示の高周波発生器１２は連続作動で５ｋＷの高周波出
力とほぼ７００ｋＨｚの作動周波数を有する。高周波発
生器１２の出力部からは２つの電流レール４０．４１が
接続ブロック４４４５へ案内されており、両型流レール
の間には絶縁材４２が設けられている。接続ブロック４
４．４５には２つのインダクタ１４が接続されている。

一方のインダクタ１４は中空の銅線として接続ブロッッ
ク４から、本来のインダクタを成すループ状の部分１４
．１へ通じ、さらに接続ブロック４４へ戻されて居る。

他方のインダクタ１４は接続ブロック４５からループ状
の別の部分１４．２へ通じ、さらに再び接続ブロック４
５へ戻されている。接続ブロックにはさらに、第１図に
見えるように、冷却媒体導管４８が接続されており、こ
の冷却媒体導管は接続ブロック４４内で、到来する鋼管
に接続されている。インダクタ１４のループ状の部分１
４１．１４．２は、拡開マンドレル３０が加熱ステーシ
ョン５３内へ運動した際に、互いに直径方向で対向して
位置し、かつ、拡開マンドレル３０の外周面から間隔を
おいて位置している。偏平なループ状の部分１４．１．
１４．２は缶体の高さに比して著しく薄く形成されてい
る。インダクタ１４は拡開マンドレルに関して、缶体の
加熱位置ではその広幅面の中央の上方に位置するように
配置されている。各インダクタは少なくとも缶体の高さ
方向及び周方向に移動可能であり、このことのために、
ホルダ５０が役だてられており、このホルダに図示の実
施例ではインダクタ１４が取り外し可能に固定されてい
る。ホルダ５０は第２図の図平面に対し垂直に移動調節
可能である。

第４図及び第５図はインダクタ１４の別の実施例として
Ｅｌｆの偏平なループ状の部分１４，２１４．３を示す
。第２の回転テーブル２９上での拡開作業時に、缶体１
０はその左側の端面で、丸みを有する側縁領域内では、
すでに述べた理由で若干引っ込められており、換言すれ
ば、丸みを有する側縁領域の間に、突起した湾曲部が形
成されており、この湾曲部は、縁曲げ部の寸法が±０．
１顛の誤差の範囲外にあるときは、縁曲げ結合を阻止す
るおそれがある。この縁部の引っ込みに対処するには、
缶体をすでに述べたように部分的に加熱するのが効果的
かつ簡単なのである。

使用した高周波発生器は以下の技術的なブタを有する、
ＣＨ−５４０１Ｂａｄｅｎ、ＰＩ３ ＝２０ Ｉｕｓｔｈｅｒｍ　　ＡＧ会社の型式ＩＧＩ　１１Ｗの
ものである。

連続動作時のＨＦ出力電力　　　　　５ｋＷ作動周波数
　　　　　ｃａ、　　　７００ｋＨｚ負荷下で調節可能
なＨＦ出力　２５〜１００％間欠作動時のＨＦ出力電力
　　　　　６ｋＷ（３０％接続時期） 消費電力 全負荷時　　　　　　　　ｃａ、１１ｋＷアイドリング
時 （ＨＦなし）　　　　　　　　ｃ　ａ’、　０．４ｋ　
Ｗ電源 電圧、３相、中性線付き　　３８０／　２２０　Ｖ周波
数　　　　　　　　　　　　５０Ｈｚ許容電圧変動　　
　　　　　　＋５／−’１０％（他の電圧及び周波数も
可） 冷却水網 消費量　　　　　　　　　＋２０℃で８０．７分圧力　
　　　　　　　　　　３−６ｋｇ　／　ｃ　ｍ　２

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置を備えた機械の全体斜視図、第２図
は第１図の機械の形状付与段のインダクタと拡開マンド
レルとを示す図、第３図は第２図を上方から見た図、第
４図及び第５図はそれぞれ別の実施例のインダクタを示
す図、第６図は縁曲げ結合部の断面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、角錐台形の缶体の製作時に、方形の薄板裁断片を円
   筒形に変形し、縦方向継目を溶接し、次いで角錐台形に
   変形する際に、角錐台形の缶体の寸法安定性を確実にす
   る方法において、変形前に缶体を加熱することを特徴と
   する角錐台形の缶体の寸法安定性を確実にする方法。 ２、加熱を誘導的に行う請求項１記載の方法。 ３、変形を２の作業工程で行い、缶体を第１の作業工程
   で楕円錐形に変形し、次いで加熱を行い、しかる後に第
   ２の作業工程で、丸みを付せられた側縁を備えた断面方
   形の規則的な角錐台形に変形する請求項１又は２記載の
   方法。 ４、缶体を部分的にのみ加熱する請求項３記載の方法。 ５、部分的な加熱を、後に角錐台の両方の広幅面に位置
   する、缶体の第１の部分領域内で行う請求項４記載の方
   法。 ６、部分的な加熱を、後に角錐台の両方の狭幅面に位置
   する、缶体の第２の部分領域内で行う請求項４記載の方
   法。 ７、後に角錐台の丸みを備えた側縁間に、側縁から間隔
   をおいて位置し角錐台の上面より底面の近くに位置する
   缶体部分領域にわたって前記の部分的な加熱を行う請求
   項５又は６記載の方法。 ８、缶体を外側から加熱する請求項１から７までのいず
   れか１項記載の方法。 ９、缶体を内側から加熱する請求項１から７までのいず
   れか１項記載の方法。 １０、２つの形状付与段（２４、２５）を有する機械に
   よって請求項１に記載の方法を実施する装置であって、
   縦方向継目溶接された円筒形の缶体（１０）を受け取る
   第１の形状付与段（２４）が楕円錐形に形成されており
   かつ少なくとも１つの移行ステーション（ＳＵ）を備え
   ており、この移行ステーションから缶体（１０）が第２
   の形状付与段（２５）へ引き渡され、この第２の形状付
   与段が缶体を角錐台形状に変形する形式のものにおいて
   、第１の形状付与段（２４）には移行ステーション（Ｓ
   Ｕ）の前に少なくとも１つの熱源（１４）が配置されて
   いることを特徴とする角錐台形の缶体の寸法安定性を確
   実にする装置 １１、熱源として高周波発生器（１２）に接続されたイ
   ンダクタ（１４）が設けられている請求項１０記載の装
   置。 １２、第１の形状付与段（２４）が、缶体（１０）を楕
   円錐形にするための少なくとも１つの拡開マンドレル（
   ３０）を備えており、第２の形状付与段（２５）が少な
   くとも１つの第２の拡開マンドレル（３１）を備えてお
   り、この第２の拡開マンドレルが外面に曲率を有する拡
   開可能な４つのセグメントロッド（（３４）を備えてお
   り、移行ステーション（ＳＵ）の前には第１の形状付与
   段（２４）に２つのインダクタ（１４）が配置されてお
   り、このインダクタは、缶体（１０）が加熱位置へ移動
   した際に、互いに直径方向で対向して位置しかつ缶体（
   １０）から間隔をおいて位置する請求項１１記載の装置
   。 １３、両形状付与段（２４、２５）の拡開マンドレル（
   ３０、３１）が、軸方向で相隣る２つの回転テーブル（
   ２８、２９）に固定されており、インダクタ（１４）が
   、固定的に取り付けられた偏平なループから成り、この
   ループは缶体（１０）の高さに比して著しく薄く形成さ
   れており、かつ、缶体は第１の回転テーブル（２８）に
   よって両インダクタ間の加熱位置へ運動可能である請求
   項１２記載の装置。 １４、インダクタ（１４）は第１の拡開マンドレル（３
   ０）に関連して缶体の加熱位置でその広幅面の中央の上
   方に位置するように配置されている請求項１３記載の装
   置。 １５、インダクタ（１４）に高周波交流が連続的に供給
   されている請求項１１から１４までのいずれか１項記載
   の装置。 １６、インダクタ（１４）が少なくとも缶体の高さ方向
   並びに周方向に移動調整可能である請求項１１から１５
   までのいずれか１項記載の装置。