(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄型上に搭載された容器のドーム形状を成型する装置であって、
所望のドーム形状の面と相補なドーム形状の面を有する金型（５）と、前記金型を前記容器の底部に付勢するための関連する金型付勢手段（２０）と、
中央にある前記金型の部分を取り囲む環状の流体チャンバ（３５）と、
前記底部の形状の成型中に、前記容器を前記雄型に対して押え付ける調整可能な押え付け手段（１０）及び関連する押え付け付勢手段（３５）と、を備え、
前記金型付勢手段（２０）が、弾性材料からなる連続した環状体であり、前記金型付勢手段（２０）は、前記ドーム金型及び前記押え付けリングからの荷重が前記金型付勢手段から直接プレスのドームドアに伝達されるように、ドームドアに取り付けられるものであり、前記雄型がその行程の終りに到達するときに、均等な付勢力を生成することを特徴とする、容器の底部形状成型装置。
【請求項２】
前記金型付勢手段（２０）が、ポリウレタン製のリングまたは鋼製のディスクスプリングである請求項１記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項３】
前記金型の移動範囲の超過を検出するセンサ（４０）をさらに有する、請求項１又は２記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項４】
外側調整リング（２５）であって、その内部で前記ドーム金型（５）と前記押え付けリング（１０）とが、それらが前記雄型と自動的に心合わせがなされるように配置されている外側調整リング（２５）をさらに有する、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項５】
前記雄型に対する前記外側調整リングの向きを調整する偏心調整手段をさらに有する、請求請４記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項６】
前記ドーム金型が、それがその縦軸線を中心として揺動できるように配置されている、請求項４又は５記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項７】
前記成型装置が、ドームドア（５０）上の場所でメンテナンス可能である、請求項１記載の容器の底部形状成型装置。
【請求項８】
前記押え付け部材の運動を支持する軸受けをさらに有する、請求請１乃至請求項７のいずれか一項に記載の容器の底部形状成型装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は容器の底部の形状の成型に関する。特に、缶体製造機の雄型に取り付けられた缶の底部形状を成型する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
缶体製造機には半製品のカップが搭載され、そのカップが押し出し加工され、さらに、しごき加工によって缶体が製造される。カップは一連の押し出し加工としごき加工が行われ、最後に缶体の底部形状成型装置に押圧する雄型上で送られる。このような底部形成装置は、特に炭酸飲料の場合のように缶の底部は内部の高圧に耐える必要があるので、缶の底部にドーム形状を成型するのに使用される。この場合、この装置はドーミングステーションまたはドーマと呼ばれている。
【０００３】
ドーミングステーションは、缶体製造機の他の部分の部品と比べて、従来は取り替え、または修理が数倍必要な消耗率の高いものであった。ドーマは缶の雄型の最終ストロークにおいて雄型の力を持ちこたえなければならないので、可動部品や、パンチ力に対抗する反作用力を与える構成要素に故障がしばしば見られた。さらに、ドーム成型のサイクルの間に過剰な力がかかるために、ドーマを支えるボルトにも通常故障が発生していた。
【０００４】
原材料費を節約するために、軽量の材料で缶体を形成する要望が強まっている。しかしながら、材料が薄くなるにつれて、底部成型の実行が難しくなってきた。作成されたドームは内部圧力に耐えるのみでなく落下時にも強い抵抗力を持たなければならない。底部形状の許容誤差は厳しいものとなり、それに対応する結果を得るためには、プレスと、特にドーマの役割が一層重要となってきた。
【０００５】
この厳密な許容誤差が確実に安定して得られるために、ドーミングステーションは正確に構成されていなければならず、また、ドーミングステーションの構成要素の力の配分が均等になっていることが大切である。このために、従来のドーミングステーションは、ドーム用金型を打ち込む雄型によって経験する負荷に対応するために複雑な構造となる傾向にあり、装置が修理や保守のために分解された時には微妙な調整が要求された。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によると、雄型に装着された容器の底部の形状を成型する装置が提供され、この装置は望ましい底部の形状に対応する形状の表面を有する金型と、底部成型段階で雄型に対して容器を把持する調整可能な保持部材と、容器の底部に対して金型を付勢する手段であって、雄型がその行程の最終段階に到達する時に金型が付勢手段の動作に対応して移動可能なように配設された付勢手段とで構成されており、付勢手段が弾性材からなる連続的な環状体であって、雄型がその行程の最終段に到達した時に、均等な付勢力を生成することを特徴とする。
【０００７】
保持部材が雄型に対して容器を固定すると、底部形状、即ちドームがドーム用金型によって形成される。ドームが完全に形成され、許容誤差が反復して得られるように、雄型はドーム用金型上で「底に達し」なければならない。雄型が底に達することを確実にするための行程の行き過ぎを行わせるために、金型は通常雄型の最終行程の手前に配設されている。本発明の環状の付勢手段はこの行程の行き過ぎが起こるとそれに対応して反動力、即ち行き過ぎに対抗する力を発生する。弾性材でできた連続的な環状体の使用によって、サイズの相違や、格付けの違いや、個別の構成要素間の摩耗差によって異なる可能性のある、独立した構成要素の配列によるよりも、良好な力の配分が得られる。このような独立した付勢要素同士の間の違いは、ドーム用金型の周囲に対する力の不均等な配分の原因になる。付勢手段はポリウレタンリングか単体の鋼製スプリングが望ましい。
【０００８】
さらに、本発明では、雄型に装着された容器の底部の形状を成型する装置が提供され、この装置は、所定の底部の形状と整合する形状の表面を有し、金型を容器底部に付勢する付勢手段と協働する金型と、底部形状を成型中に容器を雄型に固定させる調整可能な保持部材および協働する付勢手段を有し、雄型上に搭載された容器の底部の形状を成型する装置において、前記保持部材とその付勢手段がドーム用金型の周囲に配置されていることを特徴としている。
【０００９】
保持付勢手段がドーム用金型支持部材の前方にドーム用金型の周囲を取り巻いて配列されるように構成することによって、本発明の装置は従来の装置よりずっと小型になった。さらに、保持リングからドーム用金型支持部材を通して、または回って力を伝える必要がないので、力の伝達用のロッドやピンは不要である。このことが装置の構造を簡素化し、ブッシュ、軸受け、またはシールを必要とする協働して動く部品の数を減少させる。このことはまた、摩耗するので、定期的な取り替えを必要とする消耗部品の数を減らす。
【００１０】
さらに、ドーム用金型の周囲に保持リング付勢機構が構成され、ドーム用金型支持部の背後に複雑な機構がないので、この構造がドーム用金型の中心を通りドーム用金型支持部材を通る中央空隙によってドーム用金型からの冷却剤の容易な移動を助長する。
【００１１】
本発明の好ましい実施例では、保持部材は流体圧で付勢されるピストンとして動作するように拡大されている。この場合、ドーム用金型支持部は保持部材ピストンがその中で動作するシールドされたピストン室を構成するようになる。
【００１２】
保持部材は底部形状の成型終了後に容器を排出するように付勢することが好ましい。調整可能な流体圧は通常は空気圧であり、成型工程の後、保持部材を前方に押し出し、それによって缶体をドーム機構から排出する。
【００１３】
この装置は、さらに金型の移動範囲の超過を検出するセンサを有している。このセンサは、二重供給のようなドームステーションでの材料の一枚の厚さを超える厚さを検出する。
【００１４】
本装置はドーム用金型、ドーム用金型支持部材、および保持部材をその中に収められる外側調整リングを有することが好ましい。この外側調整リングは雄型に対してドーム用金型を確実に同中心に配置するように調節可能となっている。雄型に対してこの外部調整リングが正確に配置されると、その外部調整リングの調整を狂わすことなしに、ドーム用金型、ドーム用金型支持部材、および保持部材を、点検や保守のために外側調整リングから取り外すことが可能になる。ドーム用金型、ドーム用金型支持部材および保持部材を外部調整リングの中に再度搭載する場合には、それらが外側調整リングの中で自動的に正しい位置に収まる。この組み合わせは、ドーム用金型、ドーム用金型支持部材および保持部材を外側調整リングから取り出し、システムを再調整する必要なしに再びその中に搭載できることにより、保守作業を簡易化させる。外側調整リングがドーム用金型支持部材の背後にまで延びて、付勢手段と協働してドーム用金型、ドーム用金型支持部材および保持部材のハウジングを形成してもよい。
【００１５】
偏心調整手段が雄型に対する外側調整リングの方向を調整するために設けられていてもよい。この手段は、偏心調整部材、即ちピンを備えており、そのピンは外側調整リングがドームドアに配置されて位置決めボルトが完全に固定される前に、雄型に対して外側調整リングを調整するためにドームドアの背後から回転可能であってもよい。
【００１６】
この装置は、フランジ付のハウジングを備えることによってプレスのドームドアに装着されるようになっていてもよく、例えば、フランジ付のハウジングはドーマを取り巻き、ドーマをドーマドアに固定可能であってもよい。このようにドーマを搭載することにより、周期的な負荷はボルトを通すよりはむしろドーマドアに直接かかり、構成要素の疲労と位置ずれの危険が回避される。ドーミング工程中には本発明の装置に使用されているボルトに引張り負荷はかからない。
【００１７】
本発明は従来例の底部形状成型装置よりも、摩耗が少なく、保守および位置調整の容易で、高速で動作可能な、簡単で強固なユニットを提供する。
【００１８】
望ましい本発明の実施の形態について、図面を参照して、実施例により記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１に示す実施例は、保持リング１０により周囲が囲まれ、保持リング１０より後退した位置にあるドーム用金型５を備えている。ドーム用金型支持部材１５は、ポリウレタンリング２０を背面部に有するフランジ１８を含むシルクハット形の構成要素を備えている。このリングは、雄型８５により移動させられる缶体の底部の中心に向かってドーム用金型を前方に付勢する（図３で図の右から左方向へ）。完全なリングの使用は形状成型工程において狂いの発生の危惧のない均整の取れた負荷をドーム用金型に対して確実に与える。
【００２０】
保持リングは、エアピストン３５のピストンとして作動する拡がった部分を有しており、ドーム用金型支持部材１５がピストンシリンダを形成する。エアピストン３５は保持リングを缶体の底部の外側部に向かって付勢する。保持リング１０は軸受け３０によって前部保持板４５と隔てられている。
【００２１】
外側リング２５は、使用のためにドーマを缶体製造機に固定する前に調整可能であり、その設定は、例えば、リングの中心軸線に対して角度をもって設置され、水平方向および垂直方向に対してリングを調整可能な偏心調整器を使用して行うことができる。前部保持板４５は外側リング２５にボルト、連結用突起、環状クランプまたは他の適切な取付け技術を使用して取り付けられる。
【００２２】
中心穴部７と溝８とは保持リング１０およびドーム用金型５からの閉じ込められた冷却液を移動させる。センサ４０はステーションの裏面に設けられ金型の行き過ぎを検出し、これによりシステムを保護している。
【００２３】
図に見られるように、ドームステーションはプレスのドームドア５０に容易に搭載可能である。缶体を運び込み、保持リング１０とドーム用金型５とを打ち込む雄型からの負荷は、フランジ１８を経てドームドア５０に直接伝達される。負荷は、ドームドアのドームステーションを保持するボルトを経由しては伝達されない。
【００２４】
図１に示すドームステーションは、点検や保守のため容易に取り外すことができ、雄型に対するドーム用金型５および保持リング１０の関係位置の再調整なしに再組立てが可能である。第１に、前部保持板４５は、位置決めボルトを外したり、協動する突起を外すために捻じったり、あるいはクランプを適当に開放することにより外側リング２５から取り外される。軸受け３０は前部保持板４５が外される時その中に残されている。ドーム用金型支持部材１５はその中にまだ保持されているドーム用金型５と保持リング１０とともに、次にアッセンブリから取り外されることができ、それによりストリップ軸受け３１とポリウレタンリング２０に手を掛けることができる。ストリップ軸受け３１は、自己潤滑式であり、かつ、それぞれ外側リング２５とバックプレート２６の溝、またはドーム用金型支持部材１５の中にある溝に配設されていることが望ましい。保持リング１０はドーム用金型支持部材１５から取り出すことができ、それによりエアピストン３５に手を掛けることができる。再組立て時には、ドーム用金型支持部材１５がストリップ軸受け３１を挟んで外側リング内に配置され、保持リング１０が軸受け３０を挟んで前部保持板４５内に、ドーム用金型に沿って配置される。前部保持板４５は、前部保持板４５を外側リング２５に対して位置決めするように外側リング２５の溝に協働する外側位置決め環状部を有している。外側リング２５がドームドア５０から移動されていないので、雄型に対応した位置決めのままとなっている。ドーム用金型５と保持リング１０は外側リング２５内のドーム用金型支持部材１５の位置決めによって雄型に対して自動的に位置決めされ、前部保持板４５も外側リング２５の中に位置決めされる。
【００２５】
図２は本発明の第２の実施例を示す図で、第１の実施例と同じ部品に付いては同一の参照番号を使用している。しかしながら、本実施例においては、ドーム用金型支持部材６０は金型の直ぐ裏面に配置され、環状ポリウレタンスプリング６５がドーム用金型支持部材６０の裏面に配置されている。ドームステーション全体はドームドア５０に嵌まり込むハウジング７０に収納されている。保持リング１０は直径が大きく、エアピストン３５のピストンを構成する。ハウジング７０がピストンシリンダを構成する。
【００２６】
図２の実施例は図１の実施例より堅牢でスチール缶の底部成型には最も適している。しかしながら、第１の実施例は摩擦抵抗が少なく、その結果発熱量が少ないので、この実施例はアルミニウム缶の底部成型には理想的に適しており、かつスチール缶にも使用可能である。
【００２７】
図２のドームステーションは、ドーム用金型５および保持リング１０の、雄型に対する位置決めに影響を与えることなしに、点検や保守上の取り外しが容易である。ハウジング７０は、雄型に対して正確に位置決めされており、ハウジング７０の位置決めに影響を与えることなくドーム用金型５、ドーム用金型支持部材６０および保持リング１０に対して手を掛けることができる。前部保持板４５は、図１について前に述べたように取り外されて、保持リング１０、ドーム用金型５およびドーム用金型支持部材６０がハウジング７０から取り外され、それによってポリウレタンリング６５とエアピストン３５のシールに手を掛けることができる。
【００２８】
図３、図４はドームが完全に形成された位置における、雄型８５によって運ばれた缶体８０とともに示されたドームステーションの２つのタイプを示している。
【００２９】
雄型８５によって缶８０の底部のドームを形成するために、まず、保持リング１０が缶体の金属を保持リングと雄型との間に固定する。この状態で、保持リングが雄型によって駆動されて図１に示す位置から図３に示す位置（図２、図４に対しても同様）に流体圧に対抗して戻される。ドームの最終的な仕上げをするために、保持リング１０は最初に雄型の行程の終端位置より前方に設定されたドーム用金型に対する最低位置に達し、その後僅かに行き過ぎ、それによりポリウレタンリング２０を圧縮する。ポリウレタンリング２０の圧縮はこのようにして均整の取れた反力即ち行き過ぎに対する力を発生する。
【００３０】
一旦ドームが完全に形成され、雄型が缶体製造機によって後退されると、空気圧シリンダ３５が保持リング１０を前方に押し出して、缶体の排出を支援する。保持リング１０の直径が大きくなると、シリンダ３５の表面積は広くなるので圧力制御が容易となり、保持力を増加させる。シリンダ３５はユニットの近くに設けられている小型のアキュムレータ（不図示）から供給される圧力流体源によって動作される。これは、ドーム形成時に、保持リング１０がシリンダ容積を減ずる時、それに見合う力を確実に出力する。
【００３１】
ドームステーションにおいて、例えば缶体が二重に供給され、材料の厚さが一枚分以上になると、センサ４０がこれを検出し、缶体製造機を停止し、その缶を装置から排出する。
【００３２】
ドームが形成されると、大きな力がドームステーションに作用する。従来のドームステーションでは、この力がドーマを搭載するために使用されるボルトに吸収される。しかしながら、本発明では、ドーマはドームドアの上に直接搭載されており、全ユニットからの負荷がボルトを通してではなく直接ドームドアに吸収される。このことは、ボルトだけにかかる周期的な負荷によるドーマの誤動作のおそれを最小にする。
【００３３】
負荷の配分を改良した他の実施例が図５に示されている。本実施例のドームステーションは図１と図３のドームステーションと同等であり、対応する部品には同一の参照番号が付されている。図１に示すドームステーションの裏面にある軸受け支持部は図５の改良例においては取り除かれている。ドーム用金型支持部材１５は、したがって、平面軸受け２２に沿って微少な回転が可能である。この形態は、ドーム用金型支持部材１５を通しての負荷の均等配分において優れていると信じられており、また、雄型とドーマとの位置合わせに誤りがあった場合でもそれによる過重加圧あるいは疲労による失敗のリスクを減少させる。
【００３４】
図１に示す装置の調和は、図５の改良を行うことにより改良され、それは、図５のドーム用金型が、ドーム形成時に雄型の中心線に沿うようになっているからである。これはドーム形成後、すなわち、帰りの行程中のラムの振動を減じ、その結果機械全体の振動を減じて装置の寿命を延長する。
【００３５】
図５に示す実施例は、さらに、平面軸受け２２を取り外し、外側リング２５に接しているドーム用金型支持部材１５のフランジの最先端面にアーチ型の表面を設ける改良が可能である。このアーチ状の接触面は外側リング２５内におけるドーム用金型支持部材１５の制御された固定を許容し、ドーム用金型５および支持リング１０の雄型に対する誤った位置合わせを修正する。
【００３６】
上記ドームステーションは従来のものよりもずっと簡単であり、より少ない部品と少量かつ簡単な軸受けを有している。このことは、このドーマはドーム保守の必要性が減じていることを意味する。さらに、総体的に、軽量で少ない数の部品からなり、概して１分当り５００個の缶の生産速度での稼動において、その実行に耐える強度を有する。例えば、ドーム用金型支持部材１５はアルミニウム製であってもよく、各部品は摩耗限度が決められており、使用可能な段階において取り換えられる。
【００３７】
図１と図５に示すドームステーションは従来のドーマに比して特に保守が容易である。特に、前部保持版４５は取り外し可能であり、取り外されたとき、ドーマはドームドアが本来の取付位置にある状態で露出される。外側リング２５のみが上述のように偏心ブッシュによる手段によって同中心に設定されているので外側リング２５のみを所定の所に残しておけばよい。この外側リングが設定位置を維持しているので、他のドーマ部品は単にその中に収めることにより、初期の機械の設定を乱すことなく自動的に正しい位置に配置される。
【００３８】
本発明は上記例についてのみ記載したが、請求項で規定した発明の範囲内における変更は認められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】底部形状成型装置の第１の実施例の側面断面図である。
【図２】底部形状成型装置の第２の実施例の側面断面図である。
【図３】完全に底部形状が形成された缶体が雄型上に搭載された状態の、図１の実施例の側面断面図である。
【図４】完全に底部形状が形成された缶体が雄型上に搭載された状態の、図２の実施例の側面断面図である。
【図５】底部形状成型装置の第３の実施例の側面断面図である。
【図１】
0005052483.tif 000002
【図２】
0005052483.tif 000003
【図３】
0005052483.tif 000004
【図４】
0005052483.tif 000005
【図５】
0005052483.tif 000006