JPH0780020B2 - 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

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は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、次いで缶体を第１の変形工程で楕円円錐形
に変形し、第２の変形工程で、丸みの付けられた側縁を
備えた、断面方形の角錐台形に変形して製作される角錐
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。

［従来技術］ この方法と装置はDE-A3725186号明細書に開示された角
錐台形の缶体を製作するための公知の方法と装置とから
出発している。この公知の方法と装置においては薄板裁
断片から丸め加工と縦方向継目溶接によって円筒形の缶
体が形成される。この缶体は第１の拡開作業工程におい
て全長に亙って楕円円錐形に拡開される。次いで缶体は
第２の拡開作業工程において角錐台形に変形される。蓋
部もしくは底部面を縁曲げ結合するのに適した端面側の
縁を備えた角錐台形の缶体が形成されるようにするため
には、缶体はその側面側の縁領域において拡開されると
きに、この縁領域が波状にならないようにこの縁領域に
応力がかけられる。これによって蓋部もしくは底部は缶
体に良好に結合されるようになる。コンビーフを受容す
るために用いられる缶体の場合の縁曲げ結合部の呼び寸
法は3mmである。この場合、許容誤差は±0.1mmである。
コンビーフを包装する場合には角錐台形の缶体は上部と
下部とにおいて縁曲げされる。すなわちいわゆる縁曲げ
フックが形成され、この縁曲げフックに蓋部もしくは底
部がたたみ継ぎされる。缶体における±0.1mmを越える
誤差が存在すると、これは蓋部及び底部の縁曲げフック
によっては補償されない。なぜならば、この蓋部もしく
は底部は、挿入済みのシールゴム又は施されたシール被
覆を備えた規格品として他の納品者により納品されるか
らである。したがって缶体の端面における寸法の過不足
は縁曲げ結合過程に際して問題になりかつ縁曲げ結合部
に不緊密性をもたらす惧れがある。

出願人によって成されたDE-A3725186号によって公知で
ある方法と装置においては、１分間に150缶体が製造さ
れる高性能生産ラインに使用されている。この場合にも
もちろん十分な寸法安定性が望まれているが、このよう
な高性能プラントにおいては加工しようとする薄板の硬
度又は他のパラメータを変更できるようにしようとする
と、前述の±0.1mmの縁曲げ結合高さの許容誤差を確実
に維持することはできない。少なくとも寸法安定性を確
実にするためには多大の費用がかかる。何故ならば拡開
過程において缶体に作用させられる機械的な応力は寸法
安定性に影響を及ぼすパラメータに常に正確に適合させ
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。

［課題を解決する手段］ 本発明の課題は冒頭に述べた方法において、第１の変形
工程のあとではあるが、第２の変形工程の前に缶体を部
分的に加熱し、この部分的な加熱を後に角錐台形の缶体
の両方の拡幅側面及び又は両方の狭幅側面に位置するこ
とになる缶体の部分領域において行うことによって解決
された。本発明の方法を実施する装置の特徴は、２つの
変形段を有し、円筒形に成形された、縦方向継目溶接さ
れた缶体を受取りかつ楕円形に変形する第１の変形段が
少なくとも１つの移行ステーションを有し、この移行ス
テーションから缶体が第２の変形段に引き渡され、第２
の変形段において缶体が角錐台形に変形されるようにな
っており、第１の変形段が缶体を楕円形に変形するため
に少なくとも１つの第１の拡開マンドレルを有しかつ第
２の変形段が少なくとも１つの第２の拡開マンドレルを
有し、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を有している機械で
請求項１に記載した方法を実施する装置において、第１
の変形段の移行ステーションの前に２つの熱源が配置さ
れており、缶体が加熱位置へ動かされた状態で前記熱源
が互いに直径方向で向き合いかつ缶体から間隔を有して
いることである。加熱は第１の変形工程のあとで、第２
の変形工程の前で行われるので、薄板は第２の変形工程
の開始にあたって良好な加工温度を有することになる。

特別な利点は缶体が部分的にしか加熱されず、この部分
的な加熱が、あとで角錐台形の缶体の両方の拡幅側側面
に位置することになる缶体の第１の部分領域において行
われることによっても得られる。角錐台形の缶体の丸み
の付けられた側方縁部においては薄板の最高の変形作業
が行われる。この個所では薄板厚さは、部分的な加熱に
よって補償されていないと、拡幅側の側面の中央部より
も大きく減少することになるものと考えられる。

さらに部分的な加熱が、あとで角錐台形の缶体の両方の
狭幅側の側面及び（又は）両方の狭幅側の側面に位置す
ることになる缶体の部分領域において行われると、寸法
安定性を維持することは一層確実になる。

錫メッキされた鋼薄板から成る缶体はいずれにしても錫
の溶融温度より低い温度、すなわち231.85℃よりも低い
温度に加熱される。１分間に150缶体が生産される生産
能力では缶体を適当な温度に加熱するための停止時間は
2/10秒であった。この加熱に基づき缶体の薄板は容易に
変形でき、寸法の維持は公知の場合よりも一層確実にな
る。

本発明の有利な実施態様は従属請求項に記載されてい
る。

１実施態様においては加熱は誘導的に行われ、熱源とし
ては高周波発生器に接続されたインダクタが使用され
る。誘導的な加熱は約、2/10秒の短い、与えられている
時間において薄板の熱間変形のために好ましい加工温度
を達成する、もっとも実際的な方法である。熱源として
は放射熱源、火炎又はそれに類似したものを使用するこ
ともできるが、これらは必要な高い加熱速度が達成さ
れ、スケール及び排ガスの発生を回避するためには特別
に構成されなければならない。さらに缶体の変形に使用
される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。したがって誘導的な加熱が有利である。

本発明の別の実施態様によれば部分的な加熱は、あとで
角錐台形の缶体の丸みの付けられた側縁の間に位置する
ことになる、側縁から間隔を有しかつ缶体の蓋面よりも
底面に近く位置する缶体の部分範囲で行われる。

これによって缶体の寸法安定性は一層確実になる。何故
ならばこの場合には缶体の加熱は角錐台形の缶体の底面
の近くで、缶体の周面方向で変形作用がもっとも少ない
缶体領域で行われるからである。部分的な加熱は変形作
業の大小を補償するので、薄板厚さは缶体周面方向で全
体として均一に減少させられ、これによって寸法安定性
は一層確かなものとなる。

本発明の方法と装置においては缶体は外側から又は内側
から加熱することができる。現時点では技術的に簡単に
表現されるために外側からの加熱が有利である。この場
合には熱源と拡開工具との間には特別な断熱手段が必要
でないからである。実験によれば缶体の加熱個所におけ
る缶体の滞留時間は十分に短く、拡開工具自体はほとん
ど加熱されないことが判明している。ほぼ2/10秒後に早
くも拡開工具を離れる缶体に熱エネルギは留まる。本発
明の有利な１実施態様ではインダクタは固定的に取付け
られた、偏平なループから成り、缶体の高さよりも著し
く小さな幅で構成され、缶体が周期的にインダクタの間
の加熱位置の間で動かされるようになっている。

これは本発明の装置の別の実施態様において、インダク
タに高周波交流を連続的に供給することを可能にする。

さらに本発明の装置においてはインダクタを少なくとも
缶体の高さ方向及び周方向に調節可能にし、ひいては簡
単な形式で最良の加熱位置が調節されるようにすること
ができる。

［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-OS3725186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10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0.25mmである。縁曲げ高さｈの呼
び寸法は3mm、その誤差は±0.1mmである。寸法ｂの最小
値は1.1mm、その誤差は0.2mm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30が均一間隔で固定
されている。第１の回転テーブル28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32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開される。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
30の一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。

両回転テーブル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28は符号
S3で示されたステーションに達し、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S1から180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さらに拡開マンドレル
上で移動される缶体10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1
0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44,45
へ案内されており、両電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44,45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45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、到来する銅管に
接続されている。インダクタ14のループ状の部分14.1,1
4.2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別
の偏平なループ状の部分14.2,14.3を示す。第２の回転
テーブル29上での拡開作業時に、缶体10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±0.1mm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データを有す
る、CH-5401 Baden,Plustherm AG会社の型式IG111W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） ca.0.4kW 電源 電圧,3相，中性線付き 380/220V 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8l/分 圧力 ３〜6kg/cm²

【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。 10……缶体、12……高周波発生器、14……インダクタ
（熱源）、24,25……形状付与段、28,29……回転テーブ
ル、30,31……拡開マンドレル、34……セグメントロッ
ド

フロントページの続き (72)発明者 ユールゲン・ブラウアー スイス国ボニスヴイル・ゼータールシユト ラーセ 44 (56)参考文献 特開 昭63−149027（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−71338（ＪＰ，Ａ)

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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、次いで缶体を第１の変形工程で楕円円
   錐形に変形し、第２の変形工程で、丸みの付けられた側
   縁を備えた、断面方形の角錐台形に変形して製作される
   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、第１の変形工程のあとではあるが、第２の変形工程
   の前に缶体（10）を部分的に加熱し、この部分的な加熱
   を後に角錐台形の缶体の両方の拡幅側面及び又は両方の
   狭幅側面に位置することになる缶体（10）の部分領域に
   おいて行うことを特徴とする、角錐台形の缶体の寸法安
   定性を確実にする方法。
2. 【請求項２】前記加熱を誘導的に行う、請求項１記載の
   方法。
3. 【請求項３】後に、角錐台形の缶体の丸みの付けられた
   側縁の間に、これらの側縁から間隔をおいて位置し、角
   錐台形の蓋面よりも底面の近くに位置する部分領域にお
   いて前記の部分的加熱を行う請求項１記載の方法。
4. 【請求項４】缶体（10）を外側から加熱する、請求項１
   記載の方法。
5. 【請求項５】缶体（10）を内側から加熱する、請求項１
   記載の方法。
6. 【請求項６】２つの変形段（24,25）を有し、円筒形に
   成形された、縦方向継目溶接された缶体（10）を受取り
   かつ楕円形に変形する第１の変形段（24）が少なくとも
   １つの移行ステーション（Ｓ）を有し、この移行ステ
   ーション（Ｓ）から缶体（10）が第２の変形段（25）
   に引き渡され、第２の変形段（25）において缶体（10）
   が角錐台形に変形されるようになっており、第１の変形
   段（24）が缶体（10）を楕円形に変形するために少なく
   とも１つの第１の拡開マンドレル（30）を有しかつ第２
   の変形段（25）が少なくとも１つの第２の拡開マンドレ
   ル（30）を有し、この第２の拡開マンドレル（31）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
   （36）を有している機械で請求項１に記載した方法を実
   施する装置において、第１の変形段（24）の移行ステー
   ション（Ｓ）の前に２つの熱源が配置されており、缶
   体（10）が加熱位置へ動かされた状態で前記熱源が互い
   に直径方向で向き合いかつ缶体（10）から間隔を有して
   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。
7. 【請求項７】前記熱源が高周波発生器（12）に接続され
   たインダクタ（14）である、請求項６記載の装置。
8. 【請求項８】両方の変形段（24,25）の拡開マンドレル
   （30,31）が軸方向で隣接した２つの回転テーブル（28,
   29）に固定され、前記インダクタ（14）が固定的に取付
   けられた、扁平なループ（14.1,14.2,14.3,14.4）であ
   り、これらのループが缶体（10）の高さよりも著しく狭
   い幅を有し、缶体（10）が第１の回転テーブル（28）に
   よって周期的に、インダクタ（14）の間の加熱位置へ移
   動可能である、請求項７記載の装置。
9. 【請求項９】前記インダクタ（14）が缶体（10）の加熱
   位置において缶体（10）の拡幅側面の中央の上方に位置
   するように、前記インダクタ（14）が第１の拡開マンド
   レル（30）に対して配置されている、請求項８記載の装
   置。
10. 【請求項１０】前記インダクタ（14）に高周波交流が連
    続的に供給される、請求項７から９までのいずれか１項
    記載の装置。
11. 【請求項１１】インダクタ（14）が少なくとも缶体（1
    0）の高さ及び周方向に移動調整可能である、請求項７
    から10までのいずれか１項記載の装置。