专利名称：在圆柱形空心体上形成颈缩和卷边的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来在一个两边开口的圆柱形空心体的一端形成颈缩和卷边的方法，特别是在罐头盒边缘上，通过两个内模和一个外模，其中至少一个内模得到旋转驱动，两个内模轴向相对于空心体在其内部运动，紧接着外模朝位于内模上的空心体径向运动，使空心体上待成形的部分压向由两个内模共同形成的中凹圆周轮廓，其中外模和内模在空心体成形以前退回到它们的起始位置。
本发明还涉及用来实现所述方法的装置，为了圆柱形空心体端部的颈缩和卷边这个装置具有两个带有与颈缩和卷边的端部相应轮廓可以轴向运动的内模(其中至少有一个得到旋转驱动)和一个可以径向朝内模运动的外成形模。
由EP0290874 A2已知一种这类方法和相应的装置。这种已知装置适用于两端开口的罐头盒边框两端同时颈缩和卷边。其每一端都有一个各自有两上内模和一个外成形模组成的模具装置。每个模具装置的两个内模做成固定地装在驱动轴上的盘和摆动盘。固定安装的盘具有圆柱形外壳面，它上面连着一个向摆动盘方向逐渐变细的轮廓，它与完工罐头盒的颈缩轮廓相当，圆柱形表面的直径小于罐头盒边框颈缩端的内径，因而明显小于罐头盒边框圆柱形壁的内径。可以根据其特性径向调整的，因而没有固定回转轴线的摆动盘由两个环形盘组成，它们具有罐头盒边框颈缩和卷边端头卷曲或法兰形轮廓。两个环形盘通过一个环形轴肩相互径向固定，但是在轴向相互可以作很小的移动，其中轴肩具有比未成形的罐头盒边框内径稍小一些的直径。
已知装置的缺点是罐头盒边框在它装夹时由于内模直径比的关系只被一个环形盘的很窄的边缘夹住。从而罐头盒边框在圆周方向的带动不可靠，有可能由于罐头盒边框和内模之间可能出现的打滑而损伤罐头盒边框的油漆。
用于所谓的两体罐头(在完工状态它由两部分与罐底做成一体的罐身和一个盖子组成)罐身开口端颈缩和卷边的其他已知装置主要由一个轴向固定空心体底部的罐底冲模、两个在颈缩和卷边阶段在内部支承圆柱形空心体壁的内模、一个对罐身起颈缩和卷边作用的外成形模组成。这种装置之一由DE280531C2或者US-PS4070888得知。对于这种装置两个内模具有不同的直径，其中两个内模中至少有一个直径明显小于制颈的罐身内径，两个内模装在同一根轴上，在错开设置的轴段上可以相对移动。在罐头体借助于罐底冲头移过两个内模以后，罐体壁通过内模偏心进给压向外成型模。两个内模随着进给深度的不同相对作轴向移动，而外成型模轴向不能移动。这里仅仅外成型模受到旋转驱动；内模只能被动地通过位于它们之间的罐体带动到要求的理论转速。对于这种已知的装置同样会由于罐体和内模之间的打滑导致罐体的油漆损伤。其次外成型模的环形轮廓会使罐体的缩进(颈缩)部分产生折叠。
对于另一种上面提到的那种已知装置两个内模同样具有不同的直径，其中在这种情况下两个内模中至少有一个的直径明显小于表示两体罐头盒的空心体的颈缩的罐身的内径(EP0588048A1)。内模装在一根轴上，其中一只内模可以轴向移动。在空心体移过两个内模之后并且其中一个内模作偏心进给以后通过一个可以轴向移动的外成型滚轮的径向进给将空心体壁压向内模，成型滚轮和一个内模作轴向移动起进给深度的作用。对于这种装置只有可轴向移动的内模得到旋转驱动。这种已知装置也会导致空心体油漆的损伤。其次形成不均匀的卷边。
还知道一种装置，它具有两只可以轴向移动而径向固定的内模以及一只轴向固定、径向可动的外成型模(EP-PS0520693)。这里两只内模同样具有不同的直径，其中具有较小直径的内模可以在偏心的位置上运转，并和形成两体罐头盒的空心体罐身相接触。当圆柱形空心体作旋转时，外成型模处于进行径向运动的状态。其中外成型模挤入空心体待颈缩和卷边的部分。由于两只内模的直径不同用这种装置也不能得到均匀的卷边。
本发明的目的在于改进开头所说的这种方法和装置，直至不出现所述的缺点，同时可以用这种新的方法和装置对两端开口的圆柱形空心体，特别是三体罐头盒的边框进行表面质量完美的颈缩和卷边。
就这个方法而言，这个目的通过以下的步骤来解决-两个内模从相互离开较远的位置沿相对的方向移入空心体，-在两只内模之间的距离处于最小的位置时空心体被内模轴向固定并且沿轴向受力合适地夹持，-另外地在至少一个内模和空心体之间施加一个径向作用力，-同时外模以一定的形状压向空心体。
由于内模从相对的方向，相互离开较远的位置移入空心体并退回到原来的位置，其移入空心体的部分直径可以做得比较大。甚至其直径可以大于空心体颈缩部分的直径，因为内模从颈缩部分的两侧退回起始位置。由于直径大空心体可在内模上很好地预定心。用内模和空心体之间的、作用在空心体端面上的轴向力空心体加速到内模的转速，而不需要由空心体内侧表面通过摩擦带动。
为了防止在本身成形过程中(制颈和卷边)空心体内侧表面由于打滑而受到损伤，在至少一只内模和空心体之间额外地施加一个径向力。
为了使由两只内模确定的颈缩和卷边的轮廓尽可能地稳定，按照本发明的一种具体结构两只内模在轴向移到一起时相互定心。
为了对于只有一只内模得到持续的旋转驱动的情况，另一只没有受到驱动的内模能够实现迅速的加速，按照本发明的一种具体结构在内模轴向靠拢结束时空心体内两只内模之间产生一个起带动旋转作用的力流和/或形状贴合连接。
对于开头所说的那种本发明所提出的目的装置这样来解决两个内模-装在分开的轴上，这两根轴相互同心，-对于它们的轴向运动，一方面占有一个相互离开的极端位置，在这个位置空心体可以垂直于它们的共同轴线送入两个内模之间，另一方面具有一个都位于空心体内的极端位置，-在它们各自为支承空心体所设的区域(圆柱形部分)内具有相同的直径，这里它仅仅略微小于圆柱形空心体的内径，
-用它们各自的轴，附加地克服轴向压力可移动地支承，在至少一个内模的用来支承圆柱形空心体的区域内设有一个径向作用的夹紧装置，它可以压在圆柱形空心体的内壁上，外成形模可以向内模的成型轮廓进给以形成颈缩和卷边末端，直到两个内模相互移开为止。
通过按本发明制作的内模使圆柱形空心体得到完全和均匀的支承，因此圆柱形空心体的缩颈和卷边区域可以做得非常均匀。因为内模装在分开的轴上，在颈缩(圆柱形侧壁局部变细或者缩进，英语necking)以后它们可以从颈缩的空心体向各自一侧退出来。因此(冷挤)模相对来说可以做得大一些，无论如何大于颈缩部分的内径，它可以使内模很好地贴合在圆柱形空心体的内壁上，它可以使内模很好地贴合在圆柱形空心体的内壁上。它们的外径仅仅比空心体的内径小一点，使内模刚好可以毫无阻碍地进入空心体并从那里退出来。通过至少一个内模的压在圆柱形空心体内壁上的径向作用的夹紧装置确保在本身成形过程中达到空心体无打滑的夹持。从而避免不均匀的材料收缩。夹紧装置适宜于机械或者液压操纵。
这种装置一个特别有用的结构形式在于在内模轴向靠拢在一起时相互定心。
只要装置只有一只内模受到连续驱动，内模必须具有用来相互传递扭矩的力和/或形状合适的连接。
其次，如果内模设有一个其直径大于圆柱形空心体内径的止推环，对于轴向夹持空心体有好处。
在这种装置的一种特别优良的具体结构中至少一个可旋转驱动的内模与一个独立的，转速可调的驱动电机相连。从而内模以及必要时空心体的转速可以与旋转体转速无关地调整，同时可以根据空心体的转速调整或调节外模的进给量(mm/空心体每转)。因而可以最佳地达到不同的颈缩轮廓。
下面借助于一个实施例结合附图对本发明作进一步阐述。其中
图1一个按本发明的装置的纵剖面，图2带相互分开的内模的装置，其中只有一只内模得到连续驱动，图3用于按图2所示装置的可驱动内模的驱动装置示意图，和图4以局部纵剖面表示的另一种配备夹紧机构的装置。
图1中所示的装置50具有多个用来在两端开口的空心体1，特别是罐头盒边缘形成颈缩和卷边部分的工位51。颈缩和卷边部分的形成(方法)基本上在US-PS4070880，特别是在图10-14中已经公开，装置50具有一个与机座21固定连接的带中心轴线53的基体52。在基体52上支承着两个可绕轴线53旋转的旋转体54、55，绕轴线53均匀地设置的工位51分别支承在两个旋转体54、55上。旋转体54、55各自设有一个齿圈56、57，并可以由一个(没有画出来的)旋转驱动装置同步带动。这里如图所示，中心旋转轴线53可以水平或者垂直地放置。旋转体54、55也可以一起做成一体。
在两端开口的空心体1上形成颈缩和卷边部分通过两个各自从相对两侧可移入空心体1的内成型模2和3(以下简称内模)以及一个轴向固定的外成型模4实现。对于这种装置内模2和3的轴线2A和3A相互同心。其中内模2和3与轴2W和3W分别装在套筒14、15中，套筒又各自可旋转地支承在一个支架16、17上。其中轴2W、3W与所属的套筒14或15，例如通过花键18周向固定地，但轴向可相互移动地连接。内模2、3通过一个或几个压簧8或9朝向套筒14或15这样地支承，使弹簧力各自对着另一个内模3或2的方向。
支架16、17各自通过一个导向杆20在回转体54、55相应的导轨22、23内可以不可旋转地沿轴线2A、3A滑动，同时各由一个以与基体52固定连接的控制槽24、25的形式的直线驱动件和一个嵌入控制槽的，固定在导向杆20上的从动件26(例如以导向滚轮的形式)带动着相互接近或离开地往复运动。其中两个内模2、3相互之间的最大距离必须大于待制颈缩和卷边的空心体1的长度(见图2)。
在套筒14、15各自朝向内模2或3的端部各自装有一个环形齿轮28，它与另一个旋转驱动元件(未画出)相啮合。从内模3的方向看，内模2具有一个与待颈缩和卷边的空心体1的端面相接触的止推环5、一个短圆柱部分30、一个锥体部分31和一个同心的沉孔32。从内模2的方向看，内模3具有一个与空心体1的另一端相接触的止推环6、一个比较长的圆柱部分33(其直径略小于待颈缩和卷边的空心体1的内径)、一个锥形部分34和一个定心凸台7。圆柱形部分30、33用来支承待颈缩和卷边的空心体1。它们的外径一样大，并略小于空心体1的内径，使内模2、3刚好能毫无困难地从它们的后撤位置(相互离开的位置)移入已经与轴线2A、3A处于同心位置的空心体内从而将它夹持。
通过内模2、3绕它们自身的轴线2A或3A的旋转使圆柱形空心体1同样处于旋转状态。设置在内模2和3上的止推环5、6使圆柱形空心体1定位在颈缩和卷边过程的起始相位上，并用弹簧8、9施加的力流将它夹持。为了使两个内模2和3相互定心，内模3的凸台7嵌入内模2的沉孔32中。
外成型模4做成成型滚轮并支承在可回转地安装在回转体54上的摆动臂35上。摆动臂35设有一个做成凸轮滚柱的从动件36，它嵌入相对于基体52固定设置的控制槽37内。通过凸轮传动件(控制槽37，从动件36)外成型模4可以向同心轴线2A、3A的方向进给或者从那里退回。当外成形模4送进时，圆柱形空心体壁的相关段被压向锥形部分31、34的方向。当外成形模4在贴合锥形部分31，34以后(中间隔着空心体1的壁)继续向轴线2A、3A方向送进时，内模2、3克服弹簧8、9的弹簧力相互分开，由此(颈部)的锥度可以改变或调正。当在锥形端31上贴合和滑动时空心体1的外端同时形成一个朝向外的卷边凸缘，使得在空心体1上总共形成一个颈缩和卷边的边缘区。
在图4中所示的带内模2’，3’和一个外成形模4’的装置中内模3’具有一个径向作用的、带一个夹紧活塞11(以下简称短活塞)的夹紧装置10，一个容纳活塞的缸体12和一个夹紧室13。活塞11通过一个压力弹簧38压向内模2’的方向。当内模2’、3’相互轴向分开以装上一个空心体1时，活塞11被向外压，使得凸缘39从内模3’中向外伸出来。
夹紧室13是内模3’内的一个空腔，它由一个非常薄的外壁40形成。夹紧室13与缸体12通过一个径向孔41连通，两个空腔12、13和连接孔41充满一种液体压力介质。当内模2’、3’为了夹持空心体1靠拢时，活塞11通过凸缘39被内模2’的端面部分压入油缸12。被挤出的压力介质进入夹紧室13并使薄壁段40向外胀，如图4中略为夸张地所示，其中胀起外壁段40夹紧空心体1的壁，这样在内模3’和空心体1之间建立一种可靠的摩擦连接，从而保证最佳的带动。
图2中所示的结构形式只有右面的内模3得到驱动，最好如在内模3’中所述，配备一个夹紧装置10。因此套筒15设有齿轮28。左面内模2的套筒14’没有这种齿轮。
当内模通过控制槽靠拢时，内模3的定心凸台7在内模2的沉孔32中滑动。在靠拢结束时定心凸台7压在设在沉孔32中的摩擦衬层43上。这个摩擦衬层和定心凸台7共同形成一个两个内模之间的力的连接，通过它每当两个内模靠拢后内模2被内模3带动。
图3表示附属于内模的齿轮28的驱动装置。其中齿轮28和支承17以点划表示在工作位置，以细实线表示退回位置。固定在基体52上的电机60用它的小齿轮61驱动一个带内齿63的齿轮62。齿轮62另外具有一个外齿64，它与齿轮28啮合。因为齿轮28作轴向移动，外齿64具有相应的宽度。
电机60的转速可与回转体54、55转速无关地调节。因此通过控制槽37确定的外成型模4相对于内模2、3或空心体1每一转的进给量是可变的。
权利要求
1.借助于两个内模(2、3、2’、3’)和一个外模(4)在两端开口的圆柱形空心体特别是罐头盒边缘的一端形成颈缩和卷边部分的方法，其中内模(2、3、2’、3’)之中至少有一个得到驱动，并且在空心体1内相对于该空心体作轴向运动，接着外模(4)径向朝套在内模上的空心体(1)运动，空心体上预先确定的部分被压向由两个内模(2、3、2’、3’)共同形成的中凹圆周轮廓(31，34)，外模(4)和内模(2、3、2’、3’)在空心体(1)变形以前退回到它们的起始位置，其特征在于以下步骤-两个内模(2、3、2’、3’)从相互远离的位置以面对面的方向移入空心体(1)，-通过内模(2、3、2’、3’)相互进入它们之间最小间距的位置使空心体(1)轴向固定并受力合理地夹住，-在至少一个内模(3’)和空心体(1)之间产生一个附加的、径向作用力流，-外模(4)形状确定地压向空心体(1)。
2.按权利要求1的方法，其特征在于两个内模(2、3、2’、3’)在轴向相互靠拢时相互对中。
3.按权利要求1或2的方法，其特征在于在内模(2、3、2’、3’)轴向靠拢的最后在至少一个被驱动旋转的内模(3)和另一个内模(2)之间建立力流和/或形状的贴合。
4.实现按权利要求1至3的方法的装置，它具有用来使圆柱形空心体(1)颈缩和卷边的带与颈缩和卷边末端相应轮廓的两个可轴向移动的内模(2、3、2’、3’)，其中至少有一个得到旋转驱动，另外还有一个径向朝内模(2、3、2’、3’)移动的外成型模(4)，其特征在于两个内模(2、3、2’、3’)-装在两个分开的轴(2W，3W)上，经们的轴线(2A，3A)相互同心，-对于它们的轴向可移动性一方面占有一个相互远离的终端位置，它可以使空心体(1)垂直于它们的共同轴线(2A，3A)放入两个内模(2、3、2’、3’)之间，另一方面具有一个其自身处于空心体(1)之内的终端位置，-在它们准备用来支承空心体(1)的部分即圆柱部分30，33具有相同的直径，它仅仅略微小于圆柱形空心体(1)的内径，-它们各自用轴(2W或3W)克服弹簧(8，9)的轴向压力为移动地支承，至少在一个内模(3’)上用来支承圆柱形空心体(1)的部分设有一个径向作用夹紧装置(10)，它可以对圆柱形空心体(1)的内壁施加压力，同时为了形成颈缩和卷边末端外成型模(4，4’)可以向内模(2、3、2’、3’)的成形轮廓进给，直至使两个内模(2、3、2’、3’)轴向相互移开。
5.按权利要求4的装置，其特征在于一个内模(3)具有一个定心凸台(7)，另一个内模(2)具有一个相应的沉孔(32)，内模可以轴向相互靠拢，使定心凸台(7)嵌入沉孔(32)。
6.按权利要求4或5的装置，其特征在于内模(2、3、2’、3’)具有一个力和/或形状相配的连接，用以相互传递扭矩。
7.按权利要求4至6之任一项的装置，其特征在于内模(2、3、2’、3’)没有止推环(5，6)，其直径大于圆柱形空心体(1)的直径。
8.按权利要求4至7之任一项的装置，其特征在于夹紧装置(10)由机械或液压操作。
9.按权利要求4至8之任一项的装置，其特征在于至少一个可旋转驱动的内模(3)与一个自己的、转速可调的驱动电机(60)相连。
10.按权利要求4至9之任一项的装置，其特征在于带夹紧装置的内模(3；3’)可旋转驱动。
全文摘要
用来在两端开口的圆柱形空心体(1)，特别是罐头盒边框的一端形成颈缩和卷边部分的装置具有两个轴向可移、径向固定的内模(2、3)和一个轴向固定，径向可移的外成型模(4)。外成型模(4)在形成颈缩和卷边部分时实现朝向内模(2，3)的径向进给运动，并推进到形成内轮廓部分的内模(2，3)的轮廓之间，在这时两个内模相互移开。两个内模(2，3)的轴线(2A，3A)相互同心。两个内模具有同样的直径，它略微小于圆柱形空心体(1)的内径。
文档编号B21D51/26GK1154080SQ96190499
公开日1997年7月9日 申请日期1996年4月26日 优先权日1996年4月26日
发明者简·克鲁格, 哈拉尔德·施密特, 瓦尔特·佐默 申请人:克鲁伯合成材料技术有限公司