(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定下側プラテン及び可動上側プラテンを有する複動プレス内で、一枚の材料から異形底カップ(10)を形成するための装置であって、該装置は；
下側プラテン(52)により担持され、上表面は打ち抜くべき一枚の材料を受け止める第１レベルを構成する絞り型(20)と、
前記第１レベルを超えて移動可能であって上側プラテンにより担持され，パンチコア(32)及び環状パンチリング(33)を有するパンチ組立体(30)と、
前記下側プラテン(52)によって担持され、その上表面は第２レベルを構成する内側型コア(50)と、
前記内側型コア(50)を包囲しかつ前記内側型コア(50)に関して独立に移動可能であるリングパッド(51)と、から成り、
前記パンチ組立体(30)は、前記絞り型(20)を通って前記内側型コア(50)及び前記リングパッド(51)の方へ前記第１レベルの上方位置から前記第２レベルへ移動可能であり、
前記環状パンチリング(33)は、前記パンチコア(32)の外壁と同軸に配置されて、前記パンチコア(32)に対して前記第２レベルの下方へ移動可能であり、
前記リングパッド(51)は、前記上側プラテンに向かって移動可能であって、カップを前記第２レベルへ持ち上げる、装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置であって，さらに，前記リングパッドに対し前記環状パンチリング方向への負荷をかける少なくとも一つのスプリング53から成り，該少なくとも一つのスプリングは前記下側プラテンにより担持されている，ところの装置。
【請求項３】
請求項１に記載の装置であって，前記内側型コア及び前記リングパッドは上側面を有し，前記リングパッド及び前記下側プラテンは一対の協働ショルダ54を有し，前記一対の協働ショルダは前記リングパッドの前記上側面が前記型コアの前記上側面より上へ上昇することを防止する，ところの装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置であって，前記環状パンチリング及び前記パンチコアは底面及び一対の協働ショルダを有し，該一対の協働ショルダは前記環状パンチリングの前記底面が前記パンチコアの前記底面より上に上昇するのを防止する，ところの装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置であって，前記パンチコアはそこを通過する流体通路を有し，該流体通路は選択された流体によって加圧空気源と連通している，ところの装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置であって，さらに，前記絞り型付近に配置され，前記パンチ組立体と独立に前記絞り型の方向へ及びそこから離れて選択的に移動可能である絞りパッドから成る，ところの装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置であって，さらに前記絞りパッドの半径方向外側に配置された切断エッジから成る，ところの装置。
【請求項８】
外側底面から上方へ伸張する外側壁及び内側底面と外側底面を結合する内側壁を有する異形底カップ(10)を形成するための，請求項１に記載の装置であって，前記パンチコア(32)及び前記型コア(50)は異形底カップの内側底面を形成するように大きさが決定され，パンチリング(33)及び型リングパッド(51)は異形底カップの外側壁及び外側底面を形成するように大きさが決定されている，ところの装置。
【請求項９】
パンチ組立体(30)及び絞り型(20)を有する複動プレス内で一枚の材料から異形底カップ(10)を形成する方法であって、次の工程；
板状の材料から概して円形のブランクをプレスの第１レベルで打ち抜く工程と、
パンチコア(32)及び環状パンチリング(33)を有するパンチ組立体(30)をプレスの第１レベルを超え第２レベルへ進めて前記ブランクを絞り型(20)に対して絞ることにより、外側壁及び底面を有するカップを形成する工程と、
環状パンチリング(33)とカップを、第２レベルを越えて進めることによって該カップの底面を型コア(50)に対して絞り、カップの底面をプロファイルする工程と、
前記カップをプレスの第２レベルまで戻す工程と、
さらに異形底カップをプレスの第２レベルから放出する工程と、から成ることを特徴とする方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の方法であって，前記概して円形のブランクを打ち抜く工程が，板状材料をプレスの第１レベルへ挿入する工程と，板状材料を絞りパッドと絞り型の間に押さえつける工程と，材料の一区画から実質的に円形のブランクを切り取るべく板状材料を通過して切断エッジを送る工程と，から成る方法。
【請求項１１】
請求項９に記載の方法であって，前記概して円形のブランクを打ち抜く工程はプレスの第１レベルにおいて実行され，さらに，カップをプレスの第２レベルへ移送する工程から成る，ところの方法。
【請求項１２】
請求項９に記載の方法であって，前記カップの底面をプロファイルする工程が，パンチコアを型コアに底付けする工程と，カップの底面を型コアに対して絞るべく，パンチコアを通過してプレスの第２レベルよりも下方へパンチリングを送り続ける工程と，から成るところの方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の方法であって，パンチリングがパンチコアを通過して送られるとき，該パンチリングは少なくとも一つのスプリングに抗してリングパッドを押しのける，ところの方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は，概して絞り容器を形成するための装置及び方法に関する。特に，本発明は異形底(profiled bottom)を有する絞りカップを形成するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
炭酸飲料用の缶のような円筒形容器を形成する際の初期の工程のひとつは，カップを形成することである。典型的なカップは円筒の側面に結合した円形底を含む。典型的に，該カップは仕上がり容器よりも短くかつ広い。そこから，当該カップは，多くの処理工程を経て仕上がり容器になっていく。
【０００３】
容器製造ラインは大量の容器を製造するために高速運転される。これらの製造ライン全体を通じて，容器エレメントはひとつの作業ステーションから別の異なる製造工程が実行される他の作業ステーションへ移送される。製造ライン設計上の問題のひとつは，ステーション間を移動するときに容器エレメントが変形される点である。ラインの速度が速まるに従い，変形される容器エレメントの数が増加する。この問題は，容器を形成するのに使用される材料の厚さを減少させるという経済的な要求が高まることにより深刻化する。変形は容器エレメント同士の衝突または容器エレメントと機械との接触の結果生じる。
【０００４】
平坦なブランク材料からカップを形成する初期工程が開始された後に，一つの変形の問題が生じる。一般に，カップは真っ直ぐな円筒側面とともに円形底を有する。カップを形成するその後の処理工程は，実質的に円筒形のカップに対して稼働するよう設計された生産設備により実行される。しかし，カップが最初に形成された後に，さまざまな力がカップを歪めようとする。もしカップが十分に歪められると，それから形成された容器はごみとして廃棄されなければならない。さらに，設備にもダメージ及び／またはジャミングが発生する。したがって，歪み及び変形に対し抵抗力のあるカップを形成することが所望される。
【０００５】
したがって，本発明の主な目的は，従来のカップより高速で安全に移送できるような変形に強いカップを形成するための方法及び装置を与えることである。
【０００６】
本発明の他の目的は，カップを歪めまたは変形させるさまざまな力に抵抗するべくカップを補助する異形底を有するカップを形成するための方法及び装置を与えることである。
【０００７】
本発明の他の目的は，異形底を有するカップを形成するための方法及び装置を与えることであって，異形底は，通常は歪んだ底を引っ張って平坦にし，その代わりカップの側壁を引っ張って真直ぐにし，カップを円筒形にするものである。
【０００８】
さらに本発明の他の目的は，異形底を有するカップを形成するための方法及び装置を与えることであって，未成形材料が，一つのレベルにおいて複動プレス内へ挿入され，形成されたカップが異なるレベルでプレスから放出されるものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
概して，本発明に従う異形底を有するカップを形成するために利用される装置は，環状絞り型，該絞り型を通って移動するよう構成されたパンチ組立体，該パンチ組立体の経路に配置された型コア，及び該型コア付近及びパンチ組立体の経路に配置されたリングパッドを含む。
【００１０】
本願発明に従う異形底を有するカップを形成する方法は，複動プレスの第１レベルにおいて材料の１区画を打ち抜く工程と，カップを形成するようパンチ組立体により絞り型上でブランクを絞る工程と，該パンチ組立体によりプレスの第２レベルへカップを運ぶ工程と，カップの底をプロファイルする(異形底にする)べくパンチ組立体の一つのエレメントにより型コア上のカップを絞る工程と，加工されたカップをプレスの第２レベルへ戻す工程と，プロファイルされたカップをプレスから取り出す工程と，を含む。
【００１１】
本願の上記目的及び従来技術に対する有利な効果は，以下の詳細な説明及び図面により明らかにされ，及びそこに説明された手段により達成される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の装置及び方法により形成された異形底を有するカップが概して符号10で図１に示されている。異形カップ10は概して円筒形の外壁11を含み，それはその底エッジにおいて環状の外側底面12の外側エッジへ結合されている。概して円筒形の内壁13は，外壁11と同軸で外側底面12の内側エッジから上方へ伸張し，概して円形の内側底面14と結合する。
【００１３】
図２を参照して，ここに示された設備は当業者に周知の複動プレスに組み込まれると仮定する。材料Ｍはシートまたは所望によりコイルストックのいずれかからプレスへ送り出されると仮定できる。
【００１４】
これらの仮定を考慮して，さらに図２を参照すれば，本願発明の装置の設備の断面であることがわかる。環状の絞り型20はプレス壁21により担持されている。絞りパッド22は絞り型20の上に配置され，複動プレスの外側スライド23により担持されている。外側スライド23は，絞りパッド22を絞り型20から離して上方へ及び絞り型20に向け下方へ移動させるべく往復移動可能である。
【００１５】
切断エッジ24は，絞りパッド22の半径方向外側へ外側スライド上に配置され，外側スライド23が材料Ｍを絞り型20に押し付けるべく絞りパッド22を下げた後に，材料Ｍを打ち抜くように作用する。切断エッジ支持パッド25は，バネ26により支持され，切断エッジ24の下に配置されている。切断エッジ24が材料Ｍを打ち抜いたとき，切断エッジの半径方向にあるスクラップ材料27は支持パッド25により担持され，切断エッジ24の半径方向内側にある円形ブランク28は絞り型20と絞りパッド22の間に保持される。
【００１６】
パンチ組立体30は絞り型20の半径方向内側に配置され，プレスの内側スライド31により担持される。内側スライド31はパンチ組立体30を絞り型20を通って垂直に移動させるべく往復運動する。パンチ組立体30は環状パンチリング33により部分的に包囲され中央に配置されたパンチコア32を含む。パンチコア32は実質的に平坦な底及びそこを通過して伸びる流体通路34を有する。流体通路34は加圧空気などの流体圧力源（図示せず）に選択的に結合され，以下に説明されるカップ除去のために使用される。
【００１７】
パンチ組立体30が図２から４及び図６に示される位置にある時，パンチコア32及びパンチリング33の底面は実質的に共面である。しかし，内側スライド31は，パンチリング33がパンチコア32とは独立して動くように作用する。パンチリング33はパンチコア32を通過して下方へ移動され，その結果パンチリング33の底面はパンチコア32の底面より下に配置される。しかし，パンチコア32及びパンチリング33に形成された一対の協働ショルダ35により，パンチリング33の底面はパンチコア32の底面より上に上昇することが防止されている。
【００１８】
絞り型20とともに，プレス壁21は，パンチ組立体30及び絞りカップ10を受け取るよう構成された実質的に円筒形のチャンバ40を形成する。チャンバ40の一方の側面上に，流体ライン41がプレス壁21を通って伸張する。以下に説明される目的のために，流体ライン41が空気などの圧力流体源に選択的に結合される。流体ライン41の反対側で，プレス壁21は，カップ10がチャンバ40から放出される際に通過できるように構成された開口42を有する。
【００１９】
チャンバ40の底は，内側型コア50と該内側型コア50を包囲するリングパッド51との協働によって形成される。内側型コア50及びリングパッド51が図２から４及び図６に示される位置にあるとき，内側型コア50及びリングパッド51の上表面は実質的に共面である。内側型コア50は下側プラテン52により担持され，カップ形成処理中は固定されている。しかし，リングパッド51は複数のスプリング53によって担持され，それによってリングパッド51は内側型コア50に関してパンチリング33からの圧力により垂直に移動する。リングパッド51の上側面が内側型コア50の上表面のレベル以上に上昇しないように，下側プラテン52に形成された一対のショルダ54及びリングパッド51は協働する。
【００２０】
異形底を有するカップ10は以下の方法に従って本発明の装置を使用して形成される。一枚の材料Ｍがプレスの第１レベルにおいて，絞り型20と絞りパッド22の間に挿入される。材料Ｍが正しく配置されたとき，外側スライド23が絞りパッド22を材料Ｍに対して移動し，それによって材料Ｍが絞りパッド22と絞り型20の間に押し付けられる。外側スライドの進行が続くと，切断エッジ24が材料Ｍから実質的に円形のブランクを切断する。図２に示されるように，スクラップ材料27は支持体25によって担持され，ブランク28は絞り型20と絞りパッド22の間に押し付けられたまま残る。
【００２１】
材料Ｍが打ち抜かれた後，内側スライド31によりパンチ組立体30がブランク28の方へ移動しかつ絞り型20を通過する。この移動により，ブランク28は絞り型20のエッジ20a全体にわたって絞られ，カップ11の外壁11が図３に示されるように形成され始める。パンチ組立体30が絞り型20を通って移動するに従い，絞り型20と絞りパッド22の間の押しつけ圧力は外側スライド23により制御される。
【００２２】
パンチ組立体30は，ブランク28全体がカップを形成しながら絞り型20に対して絞られるまで，絞り型20を通じて移動し続ける。その際，内側スライド31がパンチ組立体30及びカップ60をプレスの第２レベルまで下方へ動かし続ける。カップ60は図４に示すようにパンチ組立体30上に残る。パンチコア32が内側コア型50上に底付けされたとき，パンチリング33は内側スライド31によりスプリング53の力に打ち勝ってリングパッド51に抗して下方に移動させられる。パンチリング33のこの動きによりカップ60の底面は，カップ60の底をプロファイルするべく内側型コア50のエッジ50aにわたって絞られる。図５に示されるように，パンチリング33の伸張により，異形カップ10の内側底面14及び外側底面12並びに概して円筒形の内壁13が形成された。
【００２３】
パンチリング33が完全に延伸した後に，内側スライド31は逆動作し，パンチリング33は引っ込められる。リングパッド51の下側に配置されたスプリング53は，リングパッド51に対しパンチリング33に抗して上方へ負荷をかけ，カップ10をプレスの第２レベルまで戻させる。ショルダ54及びショルダ35は同時に一致してリングパッド51がさらに上昇することを防止し，パンチリング33及びパンチコア32が一緒に上昇し始める。パンチ組立体30が引っ込められるに従い，カップ10はパンチ組立体30上に残る傾向がある。図６に示されるように，パンチコア32内に配置された流体ライン34の作用により，カップ10をパンチ組立体30から分離するための空気圧が与えられる。その際，プレス壁21内の流体ライン41はプレス壁21内の開口42からカップ10を押し出すための空気圧力を作り出すよう作動し，その後カップ10は次の処理用の装置へ移送される。本願は特許法の定める規則に従って完全に説明されてきたが，特許請求の範囲に記載された発明の思想及び態様から離れることなく修正が可能であることが理解できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は，本発明に従って形成された異形底を有するカップの断面斜視図である。
【図２】図２は，最初のブランク及び絞り工程を示す本発明に従う装置の部分断面図である。
【図３】図３は，図２と同様に，最初の絞り工程を示す装置の配置を示したものである。
【図４】図４は，図２と同様に，最初の絞り工程終了後の装置の配置を示したものである。
【図５】図５は，第２の絞り工程終了後の装置の配置を示したものである。
【図６】図６は，異形底を有するカップが本発明の方法に従って形成された後の装置の配置を示したものである。
【符号の説明】
20 絞り型
21 プレス壁
22 絞りパッド
23 外側スライド
24 切断エッジ
27 スクラップ材
28 ブランク
30 パンチ組立体
31 内側スライド
32 パンチコア
33 環状パンチリング
34 流体通路
35 ショルダ
40 チャンバ
41 流体ライン
42 開口
50 型コア
51 リングパッド
53 スプリング
54 ショルダ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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