CN1028354C - 制造非圆形罐头盒体的设备 - Google Patents

Abstract

为了制造具有非圆形的罐头盒体，首先在一个变形工位中借助弯曲工具使平坯件变形，以便做出一个相应的弯曲，借此，在按时间逐步推进的各种形状的坯件上各做出一个相应的不同弯曲。所述弯曲工具包括一个成型构件，它固定住坯件内侧，且具有一个曲线外表面；还包括一个滚子，它被安装在支承体之中，并且其位置由压紧支承体的弹簧决定，以便在可绕枢轴转动地安装在支承体处的举升杆运动期间，弯曲位于成型构件和向上挤压的滚子之间的坯件。

Description

本发明涉及一种用于制造非圆形横截面罐头盒体的设备，

人们一般都知道从平坯件制造罐头盒体用的电阻滚焊机，它除了焊接装置之外还包括用于坯件成形的弯曲装置，并且每分钟能生产大量的罐头盒体，然而，这些为人们熟知的机器仅适用于制造圆筒形罐头盒体。非圆形横截面的罐头，尤其是在市场上大量使用的盛放食品的一种长方形横截面罐头，至今仍主要是用软焊法来制造的，在软焊期间，已经从平坯件成形后的罐头盒体传送通过一个软焊槽。但是，所述软焊材料含有大量的铅，所以不应与食品接触。由于目前减少有毒物含量受到外界日益增长的重视，产生了用一种制造罐头盒实用的，不同的生产方法来代替软焊法的要求。例如，人们通常知道，用软焊法制造的，具有往顶面逐渐变细的长方形横截面的罐头，已为用户所认可，这种形状的罐头中盛放的是特有的内容，例如是特别准备好的牛肉。十分明显，这种具有商标功能的罐头应该被保留，但是由于同样的原因，它也被要求摆脱软焊法。但这一点至今仍是不可能的。在许多实例中，这种罐头进一步提供一个围绕其上的撕开条，此撕开条用预先刻痕的刻痕线确定位置，并且包括一个位于一端的撕开片状物，以便不使用专用工具就可方便地打开罐头。这个撕开片状物从制造罐头盒用的平坯件的一个边缘向外凸出。但是由于有这样的撕开片状物，如果罐头盒不能借助于熟知的软焊法生产的话，制造起来就更加困难了。

为了制造长方形横截面罐头，已经采用一种折衷办法，即开头是用熟知的电阻缝焊法制出圆筒形罐头盒，然后再使其变形为非圆形横截面。然而，如果要用这种方法制造一种罐头盒，它除了具有那种长方形形状以外，还朝着一端逐渐变细，那么，用上述折衷办法而要求金属片不开裂变形是不可能的，这是因为在具有较大横截面的一端的金属片延伸或拉长的缘故，所用材料有可能断裂，并且在扩大这样一个罐头盒体期间，其内部会产生可观的应力，此应力能导致预制的刻线爆裂。这样一种生产方法还需要相当大的机器。因而需要相当高的投资成本，几乎没有任何优点。

用于制造圆筒形罐头盒体的坯件是准确的长方形，而生产圆锥形罐头盒体所需的坯件必须是两个相对边缘为曲线的截顶圆锥的展开料，一个罐头盒体，它具有长方形的横截面和圆角，此外横截面的尺寸或大小沿着罐头的长度方向连续地变化，也就是说出现了斜度，这样的罐头盒体用的坯件形状与上述的截顶圆锥的外壳展开料相类似，只是在两个外部边缘包括直线延伸的局部区段。这样一个坯件在其变形后能制造出一个没有任何内应力的罐头盒体。从上述坯料形状之间的差别可以毫不费力地推断，一个最初做成圆筒形的罐头盒体，在以后再被强制地变为一个长方形还附加斜度的形状十分困难。

本发明的目的是提供一种用来制造非圆形横截面罐头盒体的设备。

设备包括：一个变形工位，它含有多个用来逐步成形坯件的弯曲工具，一个传送装置，它传送罐头盒体沿着一条传送通道通过所述变形工位，一个工作工位，它做出一条纵向焊缝，并且连接所述传送通道的末端，以及一个校形装置，每一个弯曲工具用来在非圆形横截面罐头盒体上制造一个相应的弯曲，此工具包括：一个成形构件，它固定 地保持在罐头盒体的内侧作反向工具用，并且具有一个与罐头盒体的弯曲半径相应的曲线表面;一个挤压工具，它用来从外边压紧，并且最好有一个滚子，一个支承及其支承件，这个挤压工具能克服一根导杆上的弹簧的作用，进行轴向移动，所述导杆能绕一根平行于正在弯曲的棱边并且垂直于导杆的轴转动，所述挤压工具能借助于一个可绕枢轴转动地支承着的举升杆，依照所述成形构件的曲线表面，进行往复运动，以便使罐头盒体坯件在所述成形构件和挤压工具之间变形;一个设置在弯曲工具上的双臂杠杆，它能绕一根平行于正在弯曲的棱边的轴转动，它的一个杠杆臂由此挤压工具的可动支承体操纵进行转动，因而另一个杠杆臂就朝正在被制造的罐头盒体的内表面偏移，作为推压臂紧靠罐头盒体已经弯曲的侧壁，以便在弯曲其相对侧壁超过90°期间，将上述已经弯曲的侧壁暂时向回推压。

本发明的方法和设备的优点是：那种包括一个撕开条的，形状特殊的罐头盒体能从料斗中的平坯料开始，用机器制造出来，而且每单位时间有很高的产量。

由于下文的详细叙述，将会对本发明有较好的理解，除上文中已经陈述的那些目的以外，其它目的也将变得明显。这一叙述将参照下列附图进行：

图1是用来使坯件变形并焊接制成罐头盒体的设备的正视图;

图2是图1设备沿图1中箭头A方向的侧视图;

图3是沿图1中箭头B方向的该设备最重要部件的侧视图;

图4用放大的比例画出了包括在一台压力机中的坯件变形工位一个局部的剖面;

图5用放大的比例画出了用来制造具有长方形横截面的罐头盒体 的坯件;

图6a、b、c画出了在该设备示意图上的坯件逐步成形的原理，其中图6a和6b是侧视图，图6c是顶视图;

图7是图1设备的放大局部视图，其中包括用来传送和焊接罐头盒体的构件的正视图;

图8是图7中7-7剖线以下的本设备上述构件的最重要部件的顶视图;

图9是图7中7-7剖线以下该最重要部件沿图7中箭头C方向的侧视图;

图10用放大的比例示意地画出了包括支撑体的导轨。

本设备的各个视图在图1至图3中画出，它是应用一种借助于焊接电极滚子的电阻焊接法，将平面坯件制成为罐头盒体的一种设备，这种设备也被称作电阻滚焊机，它包括一个用来接纳成堆坯件3的料斗2，此料斗2位于图1左侧的机身1上。坯件3（其中一件用放大的比例画在图5中）从料斗2的坯件堆中一件一件地移出，到达像压力机那样工作的变形工位5的中间工作台4处。此变形工位5也是依据压力机设计的，它包括一个下压板7，由图3可知此下压板7沿多根导杆进行导向，并且可以上下移动。在此处还相对地设置一块上压板8。从料斗2内的成堆坯件中拉出的一块坯件3，在压制或变形工位中，借助于没有画出的压制或冲压工具，首先被做出图5所示的平槽纹9，此槽纹位于以后将形成长方形横截面罐头盒体的较长侧壁的坯件区域之中。这些平槽纹或者压9使得罐头盒体的所述侧壁不易弯曲。一般都知道这种槽纹的制造原理，因此本文不再介绍。

在图5中以放大的比例画出的坯件3，在其两个相对端具有两个 将被焊接在一起的边缘10和11。此坯件还进一步包括由预制刻线12所确定的一个撕开条13，此撕开条13的端部具有一个从边缘10伸出并且延伸穿过坯件整个长度的撕开片状物14。

在坯件做出槽纹9之后，再在变形工位中制造长方形横截面罐头盒体的四个圆角，在图4中画出了此项作业所用的弯曲工具20，该图公开了变形工位内部的布置。所述弯曲过程的原理如图6a、b、c所示。首先在将被焊接在一起的坯件两个边缘10、11所邻接的两个区域，各自测量出相应于罐头盒体半个侧壁的长度，自坯件向上弯曲至90°，焊缝将位于具有长方形横截面的罐头盒体这一侧壁的中心。所有变曲工具都被设置在压力机的一块压板上。

根据图6所示，这些弯曲步骤已经结束，然而它们都是按照图6所示的同一原理完成的。为每一个弯曲步骤设置了一个独立的弯曲工具20，坯件由一个弯曲工具到下一个弯曲工具一步步地传送，定时逐步地成形。根据图6a所示，在这一原理基础上已经做出了三个弯，也就是说，与将被焊在一起的边缘10、11邻接的两个坯件区域已向上弯曲，进而，罐头盒体的一个宽边表面也已向上弯曲。每个弯曲工具20包括一个成形构件21，其曲线表面延伸超过大约115°的圆弧，作为夹住正在制造的罐头盒体的固定内表面的反面工具，这个成形构件21具有一个曲线形的外表面22，其曲率半径与金属片的弹性和厚度相应，它小于正在制造的罐头盒体圆角的曲率半径。成形构件区段21a与曲线形表面22相邻。成形构件21夹住坯件3的上表面。此弯曲工具20还进一步包括挤压工具23、24，它们的作用是从外表面反向挤压。所述挤压工具包括一个支承体23，滚子24支承在它中间，还包括一个支承体23的导杆25和一个压簧 26，所述支承体由导杆25导向作轴向移动，而滚子24借助于压簧26压在坯件上。轴27平行于由曲线形表面22形成的弯曲棱边，而导杆25可绕轴27转动，如果导杆25借助于可按枢轴转动地支承的举升杆28，依照成形构件21的曲线形表面22，按图6a所示位置向上运动，坯件3就被弯曲。因此而达到的状态如图6b所示。考虑到材料和弯曲半径较大而造成的弹性，这一弯曲必须大于90°，以便在以后获得最终剩余的90°弯曲，在图6b中公开了这一大于90°的弯曲。另外，该图还进一步公开了以下事实：已经预先弯好、处于相对位置的罐头盒体宽边在第四弯曲步骤开始时仍向上站立呈垂直状态，如图6b中的点划或所示，因为这个罐头盒体宽边妨碍第四弯曲过程超过90°，从而必须暂时向外压出。为此目的，图6所示的制造第四个弯曲用的弯曲工具20另外再包括一个双臂杠杆30。此杠杆30绕着一根平行于弯曲棱边22延伸的轴31转动，使得可绕枢轴转动的平面位于成形构件21的前方。在支承体23向上运动期间，所述双臂杠杆30的一个杠杆臂32，借助于滚子24的支承体23绕枢轴向上转动，由于这一运动，朝着正在制造的罐头盒体内壁移动的双臂杠杆30的另一个杠杆臂33也绕枢轴转动，因而暂时将正在制造的罐头盒体的这个侧壁向外推压。在图6b中画出了双臂杠杆的这一移动状态。像已经提到的这样的双臂杠杆30在其它弯曲工具中均不设置，尽管所述的制造前面几个弯的其他弯曲工具在别的方面都有同样的设计。

如图4所示，在制造弯曲期间，借助于制动装置34和协作弹簧35，将坯件紧紧地夹在工作台4上。由一个架状突出物40构成的传送装置位于中间工作台4的下方，所述架状突出物在前进方向可往 复移动，并包括在其上有相同距离、可绕枢轴转动地安装的多个推爪41。这种传动或者推爪喂料的原理一般都是知道的。当此架状突出物40在一个罐头盒体下向返回时，推爪41绕枢轴转动，完全进入架状突出物之中，然后借助弹簧42的作用推爪41向上移动，进入与坯件形成的罐头盒体后部边缘邻接的状态。图7中画出了这个具有推爪41和弹簧42的送料架状突出物40的一部分，在这张图中可清楚地看到此部分。局部断开的在图7中示出的送料架状突出物40从变形工位5的开始点起延伸，完全穿过并且超出变形工位，它将在后文中更加详细地加以解释。弯曲工具20一个跟着一个地相对于这个送料架状突出物的进给方向排列着，坯件3由送料架状突出物40和推爪41按照定时的步骤，依次送入各个弯曲工具20，于是在每一个弯曲工具20中，由于所有弯曲工具20的举升杆28在压力机动压板7的作用下向上运动，就在所有相邻坯件3上分别做出一个弯来。

正如图1所示，由坯件3形成的罐头盒体所用的传送通道45接在变形工位5的后面，此传送通道延伸到位于其端部的焊接工位46前面不远处，在焊接工位布置着两个用来产生焊缝的焊接电极滚子47、48。包括具有多个推爪41的架状突出物40的往复作业的传送装置，穿过整个变形工位5并且沿着传送通道45延伸，一个如图1所示，用于架状突出物40往复运动的曲柄驱动装置50也应归入其中。曲柄51带动一个经过连接构件52安装的滑座53，此滑座53由两根并排安装的导杆54导向。位于滑座53前方和后端的两个直立支架55支承着往复运动的架状突出物40，其中一个支架55画在剖出的图7中。设置在前方支架55上并且朝着送料方向延 伸的一个架状突出物56，在它的相对侧表面上具有各自的控制凸轮57，一个支承着滚子58的杠杆59紧压在每个控制凸轮上，此杠杆59能绕枢轴60转动。在杠杆59的上端还装着一个滚子61，杠杆59借助于此滚子61从侧面贴近，压住一个尚未焊接的罐头盒体3，这一情况发生于罐头盒体3的两个相对侧面，以便压住由坯件3形成的罐头盒体的两个边缘10和11，使它们贴紧导轨62。在带有往复运动的架状突出物40的传送装置定位期间，由两个杠杆59进行这种压紧，如图7、8所示。而在随后的沿送料方向运动阶段，传送装置向前运动，使得能绕枢轴转动的杠杆59借助控制凸轮57而转动，远离这个罐头盒体，与此同时，后面跟随的下一个罐头盒体3被送入焊接电极滚子47、48前方的最终传送装置。

在图7、8中示出的最佳实施例中的坯件3，在其被焊接的边缘10处，有一个位于撕开条13端部的伸出的撕开片状物14，并且此罐头盒体朝其一端逐渐变细。在这种情况下，在焊接电极滚子4748的前方将按照图7、8定位的罐头盒体3进一步送入最后传送位置是借助于另外一个独立驱动的传送装置进行的，所述另外一个传动装置具有双舌状物70、71的形式，它包括两个相互平行并且同时动作的舌状物70、71，这个成对舌状物70、71抓紧将被焊接的边缘10、11的顶面后边，并且沿着送料方向在焊接电极滚子47、48之间进一步引导它，从图9中能够清楚地看到这两个并排布置的舌状物70和71。用压缩空气来操纵这两个舌状物70、71的打开和闭合，压缩空气通过输送管72流入舌状物端部的一个装置73，就能产生打开行程。这两个舌状物70、71被安装在一个舌状物滑座74上。此舌状物滑座借助于弹簧75沿着送料方向运 动，并且对往复运动适当地导向，这一点没有详细画出。此舌状物滑座74返回图7所示位置的运动是借助于另一个单独的滑座76产生的，滑座76通过一个曲柄驱动装置77连接到一个独立的驱动装置上。因此，包括架状突出物40和推爪41的第一传送装置，和包括成对舌状物70、71的第二传送装置是相互独立地驱动的，并且被精确地调准相互关系，以便它们定时、逐步地运转。

如果凸出的撕开片状物14从坯件的边缘10伸出，就不能使用现有的电阻缝焊机所用的“Z”形导轨来焊接坯件的两个边缘10和11。因此在图10中以放大的比例画出了这种情况下使用的导轨62仅仅在此导轨一端的短导轨段63中包括一个接纳坯件3的边缘10用的沟槽64，从而从这一边缘伸出的撕开片状物14将处于导轨段63的前方。为了有另一个用于坯件这个边缘的支撑面，以便在边缘的交搭位置精确地定位，在导轨62的另一端的区域中安排了一个将边缘焊接在一起所需的支撑体65，并将支撑体65设置在可转动地支承着的双臂杠杆66的一端。在这个杠杆66的另一端设置一个滚子67，它支承在一个凸耳69的控制凸轮68上。此凸耳69被安装在舌状物滑座74上，并随着滑座一起向前运动，以致于在通过通道的一定长度以后，杠杆66可绕枢轴转动，支撑体65离开坯件边缘10，使撕开片状物14能通过这一位置。在送料运动期间，成对舌状物70、71紧紧地抓住罐头盒体3，以便将此罐头盒体插在焊接电极滚子之间，为了允许成对舌状物70、71移动通过支撑体65，支撑体65也必须从通道中转开。导轨62包括一个用于坯件另一边缘11的不间断的沟槽62a。

校形装置的形式为四个靠在具有长方形横截面的罐头盒体四个圆 角上的滚子80至83，此装置被设置在两个焊接电极滚子47、48的区段中。如果罐头盒体如同现在的情况那样有一个沿着罐头盒的纵向长度连续地改变其尺寸的横截面，也就是说朝一端逐渐减小，而且此罐头盒体以其小截面端作为引导端进行传送，那末，由于该罐头盒体的横截面在尾随端较大，校形装置滚子80～83必须向侧面退让。因此，两个滚子80和81被设置在能绕枢轴转动的支承杠杆84和85的端部，这两个滚子在水平面内可以运动。而另外两个滚子82和83各借助于一个压簧86起作用，所述压簧86的一端顶住所述滚子，另一端顶住支承装置87。滚子80～83都有一个曲率半径的凹面外轮廓，此曲率半径与罐头盒体3的圆角曲率半径相符。

借助于上述设备，就能生产具有长方形横截面和圆角的罐头盒体，同时，此罐头盒体的横截面尺寸沿着它的长度方向连续地改变，即出现一个斜度。该设备也可以不是上述情况，例如，它可以取消在导轨62处能向外摆动离开通道的支撑体65，而使用允许罐头盒体导向和传送的不同的导轨，其方法是：撕开片状物14被设置在相对于罐头盒体送进方向而言的罐头盒体前方区域，以致于在这个撕开片状物后方能提供一个对于此边缘来说长度足够的沟槽。通过对上述设备稍加修改，就可能用电阻焊制造各种种类的罐头盒体。

借助本发明的其它实施例的焊接设备，也能够用激光焊接工艺来制出纵向焊缝。另外，纵向接缝也能够用包括一种粘结剂的粘结工艺来生产。

Claims (11)

1、一种用来制造非圆形横截面的罐头盒体设备，包括：一个变形工位，它含有多个用来逐步成形坯件的弯曲工具，一个传送装置，它传送罐头盒体沿着一条传送通道通过所述变形工位，一个工作工位，它做出一条纵向焊缝，并且连接所述传送通道的末端，以及一个校形装置，其特征为：每一个弯曲工具用来在非圆形横截面罐头盒体上制造一个相应的弯曲，此工具包括：一个成形构件，它固定地保持在罐头盒体的内侧作反向工具用，并且具有一个与罐头盒体的弯曲半径相应的曲线表面；一个挤压工具，它用来从外边压紧，并且有一个滚子，一个支承及其支承件，这个挤压工具能克服一根导杆上的弹簧的作用，进行轴向移动，所述导杆能绕一根平行于正在弯曲的棱边并且垂直于导杆的轴转动，所述挤压工具能借助于一个可绕枢轴转动地支承着的举升杆，依照所述成形构件的曲线表面，进行往复运动，以便使罐头盒体坯件在所述成形构件和挤压工具之间变形；一个设置在弯曲工具上的双臂杠杆，它能绕一根平行于正在弯曲的棱边的轴转动，它的一个杠杆臂由此挤压工具的可动支承体操纵进行转动，因而另一个杠杆臂就朝正在被制造的罐头盒体的内表面偏移，作为推压臂紧靠罐头盒体已经弯曲的侧壁，以便在弯曲其相对侧壁超过90°期间，将上述已经弯曲的侧壁暂时向回推压。

2、按照权利要求1所述的设备，其特征在于，所有弯曲工具都被设置在压力机的一块压板上，所述压力机与一台包括一个用来做出纵向焊缝的工作工位的设备联系，并且所有的举升杆都可绕枢轴转动地安装在压力机的一个可动零件上，以便使多个所述挤压工具同步运转。

3、根据权利要求1所述的设备，其特征为：所述成形构件的曲线表面延伸超过大约115°的圆弧，其后是所述成形构件的平面部分。

4、根据权利要求2所述的设备，其特征为：在压板上设置了附加的冲压工具，以便最好在还是平的坯件的两个区域中制出平的槽纹，所述被成形的槽纹在相对布置的侧壁中延伸，使这些侧壁不易弯曲。

5、根据权利要求1所述的设备，其特征为：所述的传送装置包括：第一传送装置和单独传动的第二传送装置，所述第二传送装置具有一个成对的舌状物，用来在做出纵向焊缝的工作工位前方的最后传送位置，抓牢罐头盒体后端将被相互焊接的边缘的两侧，以便将此罐头盒体插进工作工位，所述传送装置还进一步包括一个舌状物滑座和一个单独的驱动装置，所述滑座在弹簧力作用下朝罐头盒体送进方向移动，并支承所述成对舌状物，而所述驱动装置往回传送所述舌状物滑座。

6、根据权利要求1所述的设备，其特征为：所述校形装置包括位于罐头盒体四角的多个滚子，所述滚子具有凹面的外轮廓，凹面的曲率半径与所述圆角的曲率半径相符，所述滚子是可动地支承着的，由弹簧带动，以便在横截面尺寸从罐头盒体的一端到另一端逐渐增大的情况下能退让。

7、根据权利要求5所述的设备，其特征为：在用于做出纵向焊缝的工作工位前方的一根导轨，此导轨具有一个连续沟槽，用来接纳将被邻互焊接在一起的罐头盒体边缘中的一个边缘;还包括一个短导轨端部段，此短导轨端部段具有另外一个沟槽，用来接纳位于上部并且带有所述伸出的撕开片状物的另一个边缘，其中，为了这一个处于交搭状态上部的边缘的定位，在所述导轨侧面可绕枢轴转动地安装的一个杠杆上安置了一个支撑体，此支撑体接近所述导轨的另一端，与所述导轨合作，施压于所述边缘，这个支撑体由所述杠杆控制，就在从正被进一步传送的罐头盒体的一个边缘伸出的撕开片状物通过之前，使所述支撑体横向转动离开通道。

8、根据权利要求7的设备，其特征为：所述支撑体的受控的，绕枢轴的转动与所述成对舌状物的推进运动相配合，支承着所述成对舌状物的往复运动的舌状物滑座配备了一个凸耳，此凸耳包括一个被所述可绕枢轴转动地支承的杠杆的一个杠杆臂紧靠的控制凸轮，而在所述杠杆的另一个杠杆臂处包括所述的支撑体。

9、根据权利要求7所述的设备，其特征为：两个可绕枢轴转动地支承的杠杆被布置在所述导轨的两侧，离开所述导轨一个距离，并且还被操纵来压紧罐头盒体的相对的外表面，此罐头盒体由于有伸出的撕开片状物，以稍微张开的姿势被送入所述导轨，并处于边缘交搭的状态，因此操纵所述杠杆来压迫罐头盒体相互连结的两个边缘。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征为：被操纵来压紧罐头盒体外表面的杠杆的绕枢轴转动，与传送装置的推进运动相配合，并且由设置在传送装置上的控制凸轮控制，所述传送装置包括具有多个推爪的往复运动的架状突出物。

11、根据权利要求1所述的设备，其特征为：用来在罐头盒体上做出纵向焊缝的所述工作工位是一台电阻滚焊机，此滚焊机具有用于电阻焊的焊接电极滚子。

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