專利名稱：截頭棱錐形罐體尺寸精度保證方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及保證截頭棱錐形罐體尺寸精度的方法，在該罐體生產(chǎn)中，將矩形金屬薄片料坯卷為圓筒形，焊接縱向接縫，然后形成一個(gè)截頭棱錐形。并且本發(fā)明還涉及執(zhí)行這方法的設(shè)備。
理想采用的方法與設(shè)備，為專利DE-OS-3，725，186號(hào)中介紹的生產(chǎn)截頭棱錐形罐體的已知方法與已知設(shè)備。在這已知方法中，通過(guò)將矩形薄片料坯圍卷和將縱向接縫焊接，形成圓筒體。在第一膨脹作業(yè)中將罐體的全部高度擴(kuò)展成橢圓錐形。然后在第二膨脹作業(yè)中將罐體形成截頭棱錐形。為使制成的截頭棱錐形罐體的端部邊緣適宜分別與頂蓋及底蓋作卷邊接合，在擴(kuò)展作業(yè)中在罐體的端部邊緣區(qū)上加壓，方式為不使這些邊緣區(qū)產(chǎn)生波浪形，從而可和罐蓋及罐底分別作良好連接。
用于盛放碎牛肉的罐頭，其卷邊的規(guī)定高度為3mm。公差為±0.1mm。包裝碎牛肉時(shí)，將截頭棱錐形罐體的頂部和底部回折，即形成所謂的鉤邊，將罐蓋和罐底的鉤邊分另卷繞在罐體鉤邊。罐體卷邊超過(guò)±0.1mm的偏差不能由罐蓋和罐底的鉤邊補(bǔ)償，因?yàn)樗鼈兌际亲鳛槌善窐?biāo)準(zhǔn)件購(gòu)自其他供應(yīng)商，都已嵌入密封橡膠或已涂敷密封層。因此，罐體端部過(guò)大或尺寸不夠時(shí)都會(huì)引起合縫操作中的問(wèn)題，或使合縫泄漏。
本申請(qǐng)人的專利DE-OS-3，725，186揭示的方法與設(shè)備，也適用于高速生產(chǎn)線，每分鐘生產(chǎn)罐體150個(gè)。在這情況下也必然同樣應(yīng)該取得適當(dāng)?shù)某叽缇?，但是顯然假如加工的金屬片的硬度和其他參數(shù)變化，這種高產(chǎn)量的裝置不能最佳地遵守卷邊高度公差是±0.1mm的嚴(yán)格公差。最起碼，為保證尺寸精確造成高成本，因?yàn)樵跀U(kuò)展操作中，罐體的機(jī)械夾持必須精確，符合影響尺寸精度的參數(shù)。
本發(fā)明的目的，是提出一種方法，和執(zhí)行該方法的設(shè)備，從而可按最佳方式保證截頭棱錐形罐體尺寸的精度。
在本發(fā)明中，這問(wèn)題用本文開(kāi)始時(shí)提到的方法解決，在于罐體在成形前加熱，并且在執(zhí)行這方法的設(shè)備中，用一臺(tái)有兩個(gè)成形階段的機(jī)器，第一階段接受圓筒形的有縱向焊接接縫的罐體，將其形成橢圓錐體，至少有一個(gè)轉(zhuǎn)移工位，將罐體轉(zhuǎn)移到第二階段，將主體形成截頭棱錐，有至少一個(gè)熱源放在第一階段轉(zhuǎn)移工位的前面。
將白口鐵的罐體，即鍍錫薄鐵片的罐體加熱，這過(guò)程中，無(wú)論條件如何，都將鍍錫板在低于錫的熔點(diǎn)溫度以下加熱，即在231.85℃以下。在一個(gè)試驗(yàn)設(shè)備中，測(cè)得的溫度范圍為60-70℃。產(chǎn)量每分鐘150個(gè)罐體時(shí)，有一個(gè)約為2/10秒的停留時(shí)間，可用于將罐體加熱到上述溫度。由于這種加熱，罐體的金屬片變形較易，于是比上述的已知情況較易保證尺寸的精度。
在一種安排中，加熱用感應(yīng)方法進(jìn)行，用一個(gè)與高頻發(fā)生器連接的感應(yīng)器作熱源。在盡可能短的僅約2/10秒鐘的時(shí)間內(nèi)，取得金屬片熱成形的最有利的加工溫度，以感應(yīng)加熱最切實(shí)可行。固然輻射熱源，火焰加熱等等作熱源也方便，但必須有非常特殊的結(jié)構(gòu)，以取得需要的高加熱速度，才能避免尺寸變形，和燃?xì)獾睦速M(fèi)。并且罐體成形工具的本身不能受熱，以免影響其使用壽命。因此用感應(yīng)加熱較理想。
罐體成形最好按兩步進(jìn)行，罐體在第一步驟中形成橢圓錐形體，然后在第二步驟中形成截頭棱錐形，截面為矩形，有圓角側(cè)緣。在這實(shí)例中，本發(fā)明的方法為在第二步驟前，而在第一步驟后加熱，從而在第二步驟開(kāi)始時(shí)，金屬片有最理想的加工溫度。
本發(fā)明的這一發(fā)展特別有利，方法中僅將罐體局部加熱，局部加熱在罐體的第一區(qū)域部分中進(jìn)行，這第一區(qū)為以后的截頭棱錐形的兩個(gè)寬側(cè)面。最大量的成形操作在截頭棱錐圓側(cè)緣上進(jìn)行。假如不用局部加熱作補(bǔ)償，則在這些地點(diǎn)，金屬片的厚度將有較大程度的減小，例如比在寬側(cè)面的中部的金屬片部分。
為使尺寸精度保證進(jìn)一步最佳化，還可將發(fā)明進(jìn)一步發(fā)展，使局部加熱在罐體稍后將成為截頭棱錐形的兩窄側(cè)面，和/或兩寬側(cè)面的區(qū)域部分中進(jìn)行。
在本發(fā)明的進(jìn)一步發(fā)展中，局部加熱伸展到罐體稍后將成為截頭棱錐的圓角側(cè)緣之間的區(qū)域進(jìn)行，與這些側(cè)緣離開(kāi)，離截頭棱錐的底面較近，而離頂面較遠(yuǎn)。這樣可使尺寸精度的保證進(jìn)一步最佳化，因?yàn)楣摅w進(jìn)行加熱的區(qū)域，從罐體的圓周上觀察，是在截頭棱錐的底部，即成形加工量最大的部位上。局部加熱可對(duì)此作補(bǔ)償，因而在整個(gè)罐體的周邊上，金屬片的厚度均勻減小，于是可更加保證量度的精確。
可將本發(fā)明的方法及設(shè)備作安排，將罐體作外加熱或內(nèi)加熱。目前以外加熱為宜，因在技術(shù)上容易實(shí)現(xiàn)，因在這條件上，熱源與膨脹工具間不需特殊的絕熱。試驗(yàn)表明罐體留在加熱位置上的時(shí)間相當(dāng)短，從而膨脹工具受熱極少。在約2/10秒后離開(kāi)膨脹工具的罐體，仍有熱能保留在罐體。
假如將本發(fā)明的設(shè)備用于有兩成形階段的機(jī)器，第一成形階段至少有一個(gè)第一膨脹芯軸，將罐體形成一個(gè)橢圓錐形，第二成形階段至少有一個(gè)第二膨脹芯軸，有四個(gè)扇形桿，可用楔體將其膨脹，扇形桿的外部設(shè)一個(gè)圓角部分，本發(fā)明設(shè)備的安排為將兩個(gè)感應(yīng)器放在第一成形階段的轉(zhuǎn)移工位前方，轉(zhuǎn)移工位將罐體從第一成形階段轉(zhuǎn)移到第二成形階段，當(dāng)?shù)谝慌蛎浶妮S進(jìn)入加熱工位時(shí)，兩感應(yīng)器完全地相互面對(duì)放置，與第一膨脹心軸的邊緣表面有距離。這應(yīng)是本發(fā)明設(shè)備最簡(jiǎn)單的安排，對(duì)稍后將成為截頭棱錐兩相對(duì)側(cè)面的區(qū)域部分進(jìn)行局部加熱。
本發(fā)明的設(shè)備的安排，最好感應(yīng)器為扁的環(huán)形線圈，固定安裝，比罐體的高度小得多，罐體可旋轉(zhuǎn)地進(jìn)入感應(yīng)器之間的加熱位置。
這樣便可能對(duì)本發(fā)明設(shè)備進(jìn)一步發(fā)展時(shí)，是連續(xù)地向感應(yīng)器供給高頻交流電。
最后，可將本發(fā)明安排為可將感應(yīng)器至少沿罐體的高度和周邊方向上調(diào)節(jié)，從而可以簡(jiǎn)單的方式調(diào)節(jié)最佳加熱位置。
本發(fā)明實(shí)施方案的若干舉例，下文中將參照附圖詳細(xì)敘述。


圖1顯示設(shè)有本發(fā)明設(shè)備的用于生產(chǎn)截頭棱錐形罐體的機(jī)器;
圖2顯示圖1中機(jī)器第一成形階段的一部分，說(shuō)明感應(yīng)器及膨脹工具的布置;
圖3顯示圖2中布置的俯視圖;
圖4及5顯示感應(yīng)器的另兩種實(shí)施形式;
圖6顯示折邊接縫的剖視圖。
圖1顯示制造盛放碎牛肉之類罐頭的截頭棱錐形罐體10的機(jī)器整體。機(jī)器設(shè)有將罐體10局部感應(yīng)加熱的裝置，該裝置有一個(gè)高頻發(fā)生器12，和與發(fā)生器連接的兩個(gè)感應(yīng)器的敘述，僅為了解發(fā)明所需。對(duì)機(jī)器較詳細(xì)的敘述可參見(jiàn)專利DE-OS-3，725，186。
將已形成圓柱形的矩形金屬片料坯，在罐體焊接機(jī)16中焊接縱向接縫18。將形成圓筒并焊好縱向接縫的罐體10，用縱向運(yùn)送器20供給機(jī)器。從機(jī)器中輸出已完成的截頭棱錐形罐體10，形狀如圖1中右上角所見(jiàn)。截頭棱錐體有縱向圓角邊緣。其兩寬側(cè)邊上的縱向凹槽與發(fā)明無(wú)關(guān)?？v向接縫18在完成的罐體10兩窄側(cè)邊一個(gè)的中線上。將圖1右上方所示的狀態(tài)的罐體10供給碎牛肉制造商，由廠商在兩端上加卷邊(即所謂的鉤形卷邊)，將底部及蓋部與罐體固定。
圖6示罐體10與罐蓋22之間這種接縫的剖視細(xì)節(jié)。在本文所述情況下，金屬片的厚度f(wàn)一般為0.25mm。卷邊規(guī)定高度h為3mm，公差為±0.1mm。尺寸b的最小尺寸為1.1mm，公差為0.2mm。顯然在接縫有這種緊公差時(shí)，必須保證罐體10尺寸的精度，因?yàn)槌龉畹某叽缙?，不能由罐蓋的鉤形卷邊補(bǔ)償，因罐蓋是作標(biāo)準(zhǔn)件購(gòu)自其他供應(yīng)商。設(shè)備在下文中有詳細(xì)敘述，其中包括高頻發(fā)生器12和感應(yīng)器14，用于保證這尺寸的精度。
縱向運(yùn)送器20將罐體10，在短距離中魚(yú)貫送入機(jī)器的第一成形階段24。第一成形階段24有第一旋轉(zhuǎn)臺(tái)28，在一個(gè)基座26上固定，可繞一條與縱向運(yùn)送器20平行的水平軸線旋轉(zhuǎn)。八個(gè)平行膨脹心軸30，在第一旋轉(zhuǎn)臺(tái)28上等間距固定。第一旋轉(zhuǎn)臺(tái)28可按周期旋轉(zhuǎn)，每次旋轉(zhuǎn)45°。每一膨脹心軸30有一圈可旋轉(zhuǎn)的扇形桿32，可利用膨脹油缸34膨脹，方式為可將放在上面的罐體擴(kuò)大成橢圓錐形。最大的擴(kuò)大部分在罐體10的與第二成形階段25相鄰的端部上。
第二成形階段25有一個(gè)第二旋轉(zhuǎn)臺(tái)29，與基座27固定，也相似圍繞與第一旋轉(zhuǎn)臺(tái)28的旋轉(zhuǎn)軸線平行的水平軸線旋轉(zhuǎn)。
有八個(gè)膨脹心軸31固定在第二轉(zhuǎn)臺(tái)29上，與其旋轉(zhuǎn)軸線平行，相互等距間隔。第二轉(zhuǎn)臺(tái)29按周期旋轉(zhuǎn)，與第一轉(zhuǎn)臺(tái)28同步，每轉(zhuǎn)一周期有一個(gè)膨脹心軸31與一個(gè)膨脹心軸30對(duì)正。每一膨脹心軸31有四個(gè)扇形桿36，其外側(cè)圓角與截頭棱錐罐體10的側(cè)緣圓角一致。扇形桿36可用一個(gè)膨脹油缸38膨脹。
在兩轉(zhuǎn)臺(tái)28，29每作一次周期旋轉(zhuǎn)，一個(gè)膨脹心軸30與縱向運(yùn)送器20對(duì)正，從運(yùn)送器上接受一個(gè)圓筒形罐體10。第一成形階段的這一工位在圖1中標(biāo)號(hào)為S1。在與之相距45°的工位S2上，將罐體10擴(kuò)展為橢圓錐形。然后第一轉(zhuǎn)臺(tái)28達(dá)到標(biāo)志為S3的工位，罐體10在這工位上按下述的方式加熱。然后第一轉(zhuǎn)臺(tái)28達(dá)到與工位S1距離180°的轉(zhuǎn)移工位Sü。攜帶受熱罐體10的膨脹心軸30，在這里形成一個(gè)橢圓錐形支架，與固定在第二轉(zhuǎn)臺(tái)29上的膨脹心軸31在軸向上相對(duì)。一個(gè)圖中未示的轉(zhuǎn)移運(yùn)送器，將這罐體10從工位Sü，送上第二轉(zhuǎn)臺(tái)29上的與這工位Sü相對(duì)的工位。受熱罐體10形成橢圓錐形后，被推到膨脹心軸31上，在第二轉(zhuǎn)臺(tái)29的下一周期中達(dá)到相距45°的一個(gè)工位，在這工位上，膨脹心軸31將罐體10形成截頭棱錐形。最后，這膨脹心軸31達(dá)到最后工位，將罐體10從這工位取出，轉(zhuǎn)移到縱向運(yùn)送器21上。于是在轉(zhuǎn)臺(tái)28，29旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，可產(chǎn)生八個(gè)截頭棱錐罐體10。
高頻發(fā)生器12連續(xù)操作，高頻輸出為5kW，工作頻率約為700kHz。兩個(gè)導(dǎo)條40，41之間設(shè)有絕緣體42，該兩導(dǎo)條將高頻發(fā)生器12的輸出側(cè)與接線板44及45接通。有兩個(gè)感應(yīng)器14與這兩接線板連接，感應(yīng)器14作為空心銅導(dǎo)電體，將接線板44與一個(gè)實(shí)際為感應(yīng)器的環(huán)形部14.1連接，回行至接線板44、45，從中通過(guò)后，到另一個(gè)環(huán)形部14.2，再回到接線板45。有冷卻劑導(dǎo)管48在圖1中可見(jiàn)，與接線板44，45連接，并且，在接線板44中與輸出銅導(dǎo)管連接，在接線板45中與輸入銅導(dǎo)管連接。當(dāng)有一個(gè)膨脹心軸30進(jìn)入加熱工位S3時(shí)，感應(yīng)器14的環(huán)形部14.1及14.2完全地相互面對(duì)，并與膨脹心軸30的外表面有間距。扁平環(huán)形部14.1，14.2比罐體10的高度小得多。感應(yīng)器14與膨脹心軸30的相對(duì)安排為，當(dāng)罐體10在加熱位置上時(shí)，處在罐體寬側(cè)面中心的上方。第一感應(yīng)器至少可在罐體高度和周邊方向上調(diào)節(jié)，這功能由夾持件50執(zhí)行，上感應(yīng)器14在說(shuō)明實(shí)施舉例中，在夾持件50上作可拆卸的安裝。夾持件50可在與圖4平面垂直的方向上調(diào)節(jié)。
圖4及圖5分別顯示感應(yīng)器14其他改型方案中的其他扁平環(huán)形部14.3及14.4。
在第二轉(zhuǎn)臺(tái)29上進(jìn)行擴(kuò)張操作時(shí)，將罐體10的圓角區(qū)的左端，稍向里拉緊，原因如開(kāi)始時(shí)所述，即假使卷邊尺寸超出±0.1mm的公差，則在圓角間將出現(xiàn)外伸的突出部，對(duì)卷邊有妨礙。圓角向里拉緊可由機(jī)械作用將其作可容許的收縮，但假如按本文所述先將罐體10局部加熱，便可較為有效和簡(jiǎn)化。
使用的高頻發(fā)生器12為布拉斯敦(Plustherm)有限公司出品的IG111W型，其技術(shù)數(shù)據(jù)如下連續(xù)作業(yè)中的高頻輸出5kW工作頻率約700kHz載荷下可調(diào)高頻功率25-100%間歇操作(30%暫載率)的高頻功率6kW全載功率消耗約11kW空載功率消耗(無(wú)高頻輸出)約0.4kW電源電壓，三相帶中性線380/220伏頻率50Hz容許電壓波動(dòng)(可要求用其他電壓及頻率)+5/-10%冷卻水供給系統(tǒng)耗水量20℃時(shí)8升/分鐘壓力 3至6公斤/公分權(quán)利要求
1.保證截頭棱錐形罐尺寸精度的一種方法，生產(chǎn)時(shí)將一個(gè)矩形金屬片料坯形成圓筒，焊接縱向接縫，然后形成截頭棱錐形，其特征在于，在成形前將罐體加熱。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，采用感應(yīng)法進(jìn)行加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，成形分兩步驟進(jìn)行，第一步驟中將罐體作成橢圓錐形，在第二步驟中作成正截頭棱錐形，截面為圓角矩形，其特征在于，在第二步驟前而在第一步驟后進(jìn)行加熱。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，罐體僅局部加熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，局部加熱在罐體的第一區(qū)域部分上進(jìn)行，該第一區(qū)域部分稍后成為截頭棱錐的寬側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，局部加熱在罐體的兩區(qū)域部分上進(jìn)行，這兩區(qū)域部分稍后成為截頭棱錐的兩窄側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，局部加熱伸到罐體的稍后將成為截頭棱錐形圓角邊緣之間的區(qū)域部分，與邊緣有距離，并且離該棱錐的底部較近，而離其頂部較遠(yuǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，罐體由外部加熱。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，罐體由內(nèi)部加熱。
10.在有兩成形階段(24，25)的機(jī)器中執(zhí)行權(quán)利要求1所述的方法的設(shè)備，其第一階段(24)接受圓筒形、已縱向接縫焊接的罐體(10)，將其作成橢圓錐形，至少有一個(gè)轉(zhuǎn)移工位(Sü)將罐體(10)轉(zhuǎn)移到第二階段(25)，第二階段將罐體(10)形成截頭棱錐形，其特征在于，至少一個(gè)熱源(14)放在第一階段(24)轉(zhuǎn)移工位(Sü)的前方。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，熱源為一感應(yīng)器(14)，與一高頻發(fā)生器(12)連接。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其第一成形階段(24)至少有一個(gè)第一膨脹心軸(30)，將罐體(10)形成橢圓錐形，第二成形階段(25)有至少一個(gè)有四個(gè)扇形桿(34)的第二膨脹心軸(31)，心軸可膨脹，其外部有圓角，其特征在于，有兩個(gè)感應(yīng)器(14)，放在第一成形階段(24)的轉(zhuǎn)移工位(Sü)前方，當(dāng)有一個(gè)罐體(10)進(jìn)入加熱位置時(shí)，兩感應(yīng)器完全地相互面對(duì)，而與罐體(10)有距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其兩成形階段(24，25)的膨脹心軸(30，31)固定在沿軸向相鄰的兩轉(zhuǎn)臺(tái)(28，29)上，其特征在于，感應(yīng)器(14)為扁平環(huán)圈(14.1，14.2，14.3，14.4)，其固定地放置，比罐體(10)的高度小得多，罐體(10)可用第一轉(zhuǎn)臺(tái)(28)轉(zhuǎn)動(dòng)，連續(xù)地進(jìn)入兩感應(yīng)器間的加熱位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的設(shè)備，其特征在于，感應(yīng)器(14)相對(duì)于第一膨脹心軸(30)的布置，為當(dāng)罐體(10)在加熱位置上時(shí)，感應(yīng)器在寬側(cè)面中部的上方。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，連續(xù)向感應(yīng)器(14)供給高頻交流電。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于，感應(yīng)器(14)至少可沿罐體(10)的高度方向與周邊方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
全文摘要
一種保證截頭棱錐形罐體尺寸精度的方法及設(shè)備。生產(chǎn)罐體時(shí)，在將罐體形成截頭棱錐形前，在罐體的將成為寬側(cè)面區(qū)域的底面附近，用感應(yīng)器局部加熱。于是在擴(kuò)展作業(yè)中，可在截頭棱錐形底面區(qū)域中，將金屬片的厚度均勻減小。
文檔編號(hào)B21D41/02GK1045046SQ9010063
公開(kāi)日1990年9月5日 申請(qǐng)日期1990年2月8日 優(yōu)先權(quán)日1989年2月16日
發(fā)明者庫(kù)特·阿爾茨瑙爾, 邁克爾·包姆加特納, 沃納·伯格里, 于爾根·布勞爾 申請(qǐng)人:埃爾帕特朗尼股份公司