BR102012030058A2 - Dispositivo variador de enroscamento - Google Patents

Abstract

DISPOSITIVO VARIADOR DE ENROSCAMENTO A presente invenção está relacionada a um dispositivo variador de enroscamento (1) provido em uma rosca externa (2) aplicada à superfície externa de um corpo cilíndrico alongado (3), a referida rosca externa (2) compreendendo filetes superiores (2a); filetes inferiores (2b); veios superiores (2c); veios inferiores (2d); entradas superiores (4a); saídas superiores (4b) e elementos protuberantes direcionadores (8; 18). Os filetes inferiores (2b) são providos de extremidades inferiores (6) que se entendem até um elemento de base (9). Os filetes superiores (2a) têm extremidades inferiores (5) as quais não se estendem até o elemento de base (9). Com isto formam-se passagens de interligação (15) entre as extremidades inferiores (5) dos filetes superiores (2a) e as porções da face superior (14) do elemento de base (9) situadas imediatamente abaixo. Os elementos protuberantes direcionadores (18) possibilitam que um segmento de rosca interna (19) possa alternar seu percurso em veios adjacentes da rosca nos movimentos de enroscamento e desenroscamento.

Description

DISPOSITIVO VARIADOR DE ENROSCAMENTO

A presente invenção está relacionada a um dispositivo variador de enroscamento o qual possibilita que um filete de uma rosca possa alternar seu percurso em veios adjacentes da rosca nos movimentos de enroscamento e desenroscamento.

Uma rosca é uma estrutura helicoidal que compreende basicamente um sulco ou uma elevação ou filete aplicado na superfície de um corpo cilíndrico ou ligeiramente cônico, para formar uma superfície helicoidal.

As roscas podem ser aplicadas na superfície externa de um corpo cilíndrico ou ligeiramente cônico, neste caso conhecidas pelas expressões "roscas externas" ou "roscas macho", ou podem ser aplicadas na superfície interna de uma cavidade cilíndrica ou cônica, neste caso conhecidas pelas expressões "roscas internas" ou "roscas fêmeas".

A seção reta de uma rosca pode ter diversas formas, por exemplo, quadrada, triangular, trapezoidal, dentre outras.

Sistemas roscados são aqueles em que um elemento provido de uma rosca interna se engata a um elemento provido de uma rosca externa, por meio da ação de um movimento rotacional que causa o acoplamento dos filetes de uma das roscas nos sulcos da outra.

Quando ocorre este engatamento, e com a continuidade do

movimento rotacional, a superfície helicoidal da rosca faz com que além de haver um movimento rotacional entre estes dois elementos, ocorra também um movimento longitudinal entre eles.

Em outras palavras, roscas são capazes de converter força ou movimento rotacional para linear, ou vice-versa. Um exemplo típico de um sistema roscado é uma tampa com rosca interna que se engata ao gargalo de uma garrafa, o qual é provido de uma rosca externa.

O movimento rotacional de acionamento de uma a tampa para engatá-la a um gargalo é denominado enroscamento. O movimento rotacional de desengatamento da tampa em relação a um gargalo é denominado desenroscamento.

Atribui-se a invenção da rosca ao matemático Grego Arquitas de Tarento, ocorrida no século V antes de Cristo. Ela é classificada como uma das máquinas fundamentais criadas nos primórdios da humanidade, e que estão presentes na maior parte dos aparelhos empregados na atualidade.

Roscas têm diversas aplicações, podendo, por exemplo, ser usadas

para:

- fixar objetos entre si (por exemplo, parafusos e porcas), neste caso denominadas roscas de fixação;

- transmitir movimentos (por exemplo, macacos e caixas de transmissão automotivos), neste caso denominadas roscas de transmissão;

- servir como elemento vedação (por exemplo, tubulações, tampas de recipientes diversos).

Quanto ao sentido do movimento rotacional para enroscamento, as

roscas podem ser classificadas em dois tipos básicos:

- roscas à direita, em que o movimento de enroscamento se dá no sentido horário;

- roscas à esquerda, em que o movimento de enroscamento se dá no sentido anti-horário. Quanto à tipificação, as roscas podem ser classificadas em dois tipos básicos:

- rosca de filete simples, ou rosca simples, provida de apenas uma entrada;

- rosca de filetes múltiplos, ou rosca de múltiplas entradas, providas de ao menos duas entradas.

O passo de uma rosca é definido como a distância linear entre a crista de dois filetes adjacentes da rosca, medida em relação a uma reta paralela ao eixo de simetria da rosca. Um fator determinante para a definição desta distância linear é o ângulo de inclinação da rosca em relação á sua geratriz.

O movimento de avanço ou de recuo de um elemento roscado, um parafuso, por exemplo, é definido como o deslocamento longitudinal efetuado por este elemento roscado após executar uma rotação completa de 360°.

A magnitude deste movimento de avanço ou de recuo de um elemento roscado é determinada pelo passo desta rosca.

No caso de o elemento roscado ser provido de uma roscas simples, de uma única entrada, o passo e a magnitude do movimento longitudinal 20 de avanço ou de recuo têm a mesma medida. Se o elemento roscado for provido de uma rosca de múltiplas entradas, neste caso a magnitude do movimento longitudinal de avanço ou de recuo será equivalente à medida do passo multiplicada pelo número de entradas da rosca.

Assim, os movimentos de avanço ou de recuo podem ser definidos pela fórmula abaixo:

L=NxP Em que:

L -> avanço ou recuo N -> número de entradas da rosca P-> passo da rosca

Qualquer que seja a aplicação que dada para uma rosca, a

magnitude dos movimentos de avanço e recuo serão sempre determinados pelo passo da rosca. Esta é uma relação física imutável.

A característica de imutabilidade da relação entre os movimentos longitudinais (avanço ou recuo) e o passo de uma rosca dificulta ou até 10 mesmo impede que elas sejam aplicadas em situações em que seria necessário que a magnitude desses movimentos longitudinais pudesse ser variável ao longo de um processo de enroscamento ou desenroscamento de dois elementos roscados.

Quando ocorre tal necessidade, os projetistas são obrigados a buscar soluções mistas, e estas soluções usualmente têm uma certa complexidade, além de causarem indesejáveis aumentos de custos de fabricação.

Dentre outros, um segmento em que este problema é claramente observado é o de vasilhames usados para o armazenamento de líquidos, notadamente vasilhames descartáveis, em que tais vasilhames são fabricados com bocais providos de dispositivos de bocal.

Vasilhames descartáveis são atualmente muito utilizados para acondicionar diferentes tipos de líquidos, notadamente na indústria de laticínios e de sucos de frutos ou similares.

Um tipo muito conhecido de vasilhame é o fabricado em um

material laminado fibroso e delgado, usualmente papel, ao qual é afixado um segundo material laminado e delgado e de grande resistência, usualmente alumínio. Uma camada de material termoplástico impermeável, usualmente polietileno, é aplicada sobre este laminado composto.

Este tipo de material tem um custo de fabricação bastante baixo, e

pode ser facilmente configurado para assumir diversas formas. Isto facilita bastante o processo de fabricação de um vasilhame com este tipo de material.

É desejável que vasilhames fabricados com este material sejam 10 providos de um dispositivo de bocal o qual possibilite que seu conteúdo possa escorrer através deste bocal, quando for necessário usá-lo. É também desejável que este dispositivo de bocal seja provido de uma tampa, usualmente uma tampa roscada, que possa ser usada como elemento de vedação nas situações em que somente parte do conteúdo 15 do vasilhame foi retirado, e o conteúdo remanescente deva permanecer vedado no interior do vasilhame.

Por questões de higiene e segurança alimentar os dispositivos de bocal destes vasilhames devem obrigatoriamente ser projetados de maneira que o vasilhame seja hermeticamente fechado no processo de industrialização, e deve obrigatoriamente permanecer assim até o momento em que seja necessário retirar seu conteúdo.

No caso de vasilhames fabricados com o material laminado acima mencionado, é comum que o produto seja hermeticamente envasado no interior do vasilhame e que o dispositivo de bocal seja projetado de tal 25 maneira que ao se girar a tampa roscada para que ela seja desenroscada do bocal, este movimento de desenroscamento provoca algum tipo de movimento em componentes internos do dispositivo de bocal os quais causam a abertura de uma passagem na porção do material laminado sobre a qual o dispositivo de bocal é afixado.

Com isto abre-se então uma abertura, localizada imediatamente abaixo do dispositivo de bocal, tornando possível que o conteúdo do 5 vasilhame possa então ser retirado do interior do mesmo através do referido dispositivo de bocal. No caso de não ser retirado todo o conteúdo do interior do vasilhame, bastará então enroscar novamente a tampa roscada no bico roscado do dispositivo de bocal para que o vasilhame seja novamente fechado.

Este tipo de dispositivo de bocal é conhecido pela expressão "bocal

de abertura automática".

No documento de patente PI0213426-8, correspondente ao pedido internacional de patente W003/035491, e incorporado ao presente relatório descritivo para referência, descreve-se um dispositivo de bocal que pode ser utilizado em vasilhames fabricados em material laminado similar ao material que foi acima descrito.

Este dispositivo de bocal compreende um elemento de bocal (4) e uma tampa (2). O elemento de bocal (4) inclui uma base plana (29) solidária a um bocal (24), o qual é provido de uma rosca externa (42), pelo interior do qual poderá passar o líquido envasado no vasilhame.

Uma aba (26) é conectada à extremidade inferior do elemento de bocal (4) por meio de um elemento basculante (28). Um espaço anular (30) é provido entre a orla da aba (26) e a parede interna do bocal (24), de modo que a aba (26) possa bascular no interior do bocal (24) conjuntamente com o elemento basculante (28). Um seguidor de carne (32) é solidário à superfície superior da aba (26), e um elemento de corte (34) é solidário à superfície inferior da aba (26).

O elemento de tampa (2) compreende um tampo (5) solidário a 5 uma parede lateral cilíndrica (3), a qual é provida de uma rosca interna (6). Na superfície inferior interna do tampo (5) é provido um primeiro came (8), que pode se engatar ao seguidor de came (32) da aba (26). Um segundo came (10) é provido na superfície inferior interna do tampo (5), em uma região mais externa em relação à região onde se situa o primeiro 10 came (8).

Quando a tampa (2) do dispositivo de bocal é desenroscada pela primeira vez, este movimento de rotação faz com que o primeiro came (8) se engate ao seguidor de came (32). À medida que o movimento de rotação da tampa (2) progride, o primeiro came (8) efetua uma força sobre seguidor de came (32), e por conseqüência sobre a aba (26).

Como a aba (26) é conectada ao elemento basculante (28), conseqüentemente a aba (26) irá bascular em direção ao interior do vasilhame. Em decorrência o elemento de corte (34) será forçado contra a porção de material laminado do vasilhame que se localiza imediatamente 20 abaixo, o que promoverá um corte nesta região. Com isto abrir-se-á uma passagem para que o líquido acondicionado no interior do vasilhame possa escoar através do elemento de bocal (4).

Em certas circunstâncias o seguidor de came (32) pode se posicionar de uma maneira em que não entre em contato com o came (8), com o que o dispositivo de bocal não operará da maneira devida. Neste caso, quando o elemento de tampa (2) for girado no bocal roscado (4) no sentido de enroscamento, em um determinado instante o seguidor de came (32) irá entrar em contato com a superfície (14) do segundo came (10).

Com a continuidade do movimento de enroscamento o seguidor de came (32) será direcionado pelo segundo came (10) para se posicionar na porção inicial (12) do primeiro came (8). Com isto o seguidor de came (32) estará então corretamente posicionado para futuras operações de abertura do dispositivo de bocal.

Uma desvantagem observada no dispositivo de bocal descrito no documento de patente PI0213426-8 é que o acionamento do mecanismo 10 ocorre no movimento de desenroscamento da tampa (2) do bocal (24). Como este movimento rotacional causa um afastamento do came (8) da tampa (2) em relação ao seguidor de came (32) da aba (26), e por conseqüência tornou-se necessário prover essas duas peças com um alongamento vertical para que se obtivesse o efeito mecânico desejado de 15 perfuração do material laminado do vasilhame pelo elemento de corte (34), conforme acima descrito.

Este alongamento vertical dessas duas peças, e por conseqüência da tampa (2) e do bocal (24) gerou um dispositivo de bocal com dimensões relativamente grandes. Isto dificulta o empilhamento dos vasilhames em embalagens de transporte, o que causa problemas no transporte das mesmas.

Mais ainda, isto causa um indesejável aumento do consumo de matéria prima, e conseqüentemente um aumento no tempo de injeção das peças, aumentando por conseqüência os custos de fabricação.

No documento de patente brasileira PI0311973-4 descreve-se uma

solução para o problema causado pelo movimento de afastamento da tampa em relação aos mecanismos de abertura de um vasilhame, por meio do provimento de uma terceira peça independente a qual efetua a abertura do vasilhame.

Embora esta solução proveja um conjunto de tampa e bocal de menores dimensões, o que facilita o armazenamento e o transporte dos 5 vasilhames, tem a desvantagem de demandar a fabricação de uma terceira peça, o que causa um consumo maior de matéria prima, a necessidade de utilização de três ferramentas de moldes de injeção, uma para cada peça, e, por conseqüência, tempos de fabricação mais longos.

Mais ainda, há também a necessidade de que no momento da fabricação sejam montadas três peças, em vez de duas, o que torna a montagem mais complexa. Esta montagem é automatizada, sem contato manual humano, visando contaminações.

Nos documentos de patente brasileira PI0518924-1, PI0702838-5, PI0702839-3 e PI0702842-3 descrevem-se dispositivos de bocal que 15 basicamente compreendem um bocal e uma tampa no qual também se emprega uma terceira peça independente a qual efetua a abertura do vasilhame. Isto tem as mesmas desvantagens acima mencionadas em relação ao documento de patente brasileira PI0311973-4.

Um problema comum observado em todos os documentos de 20 patente anteriormente mencionados está relacionado ao movimento de afastamento da tampa em relação bocal quando esta é desenroscada pela primeira vez, e consequentemente aciona o mecanismo que irá efetuar a abertura da porção do vasilhame imediatamente abaixo do dispositivo de bocal, para permitir quer o conteúdo do vasilhame possa ser então 25 retirado de seu interior. Este afastamento é inevitável, pois, como se viu anteriormente, os movimentos de avanço eu recuo de um elemento roscado são unicamente dependentes do passo da rosca e do número de entradas da mesma, uma relação fixa e imutável.

Quando estas tampas são desenroscadas pela primeira vez, os

mecanismos de acionamento afixados à superfície inferior interna do tampo da tampa devem atuar sobre os referidos mecanismos de abertura do vasilhame. Entretanto, como os mecanismos de acionamento tendem a se afastar dos mecanismos de abertura do vasilhame, é então necessário 10 que os mecanismos de acionamento sejam projetados de maneira a compensar este afastamento.

A solução usada para solucionar este problema foi alongar os mecanismos de acionamento em direção ao interior do bocal, de maneira a compensar o referido afastamento. Como se mencionou anteriormente, 15 este alongamento causa diversos problemas, tais como aumento das dimensões da tampa e do bocal, maior consumo de matéria prima e maior tempo de fabricação, além de o aumento das dimensões do dispositivo de bocal causar dificuldades para o empilhamento dos vasilhames.

A presente invenção está relacionada a um dispositivo variador de 20 enroscamento o qual possibilita que estes mecanismos de acionamento sejam projetados sem a necessidade de se prover um alongamento em seus componentes para compensar o movimento longitudinal de afastamento de uma tampa quando ela for desenroscada de um bocal. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A invenção será agora descrita em maiores detalhes com o auxílio

dos desenhos anexos, os quais, por efeito meramente ilustrativo, mostram algumas concretizações da invenção. A Figura 1 retrata um vista de um corpo cilíndrico alongado provido de uma rosca externa.

As Figuras 2 e 3 retratam vistas de um corpo cilíndrico alongado provido de uma rosca externa o qual é provido de um dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção.

As Figuras 4 e 5 retratam vistas de um corpo cilíndrico alongado provido de uma rosca externa o qual é provido de uma variação do dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção.

A Figura 6 retrata um corte longitudinal feito no corpo cilíndrico alongado que possibilita observar as faces superior e inferior de um elemento protuberante direcionador.

As Figuras 7 a 18 retratam um dispositivo de bocal provido de uma tampa nos quais se emprega um mecanismo de abertura de vasilhame que se utiliza do dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção.

As Figuras 19 a 22 retratam um segundo dispositivo de bocal provido de uma tampa nos quais se emprega um mecanismo de abertura de vasilhame que se utiliza do dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção.

20

A Figura 1 retrata uma vista de um corpo cilíndrico alongado (23) provido de uma rosca externa, no caso uma rosca externa de seis entradas. Este corpo cilíndrico alongado (23) pode ser, por exemplo, um bocal de um vasilhame. Ao se enroscar uma tampa a este bocal (23), ocorrerá o engatamento entre filetes e veios da rosca externa do bocal (23) com os veios e filetes da rosca interna da tampa, respectivamente.

Quando a tampa for desenroscada do bocal (23), os filetes das roscas do bocal (23) e da tampa percorrerão o caminho inverso no interior dos veios aos quais se engataram. Em conseqüência desses movimentos de enroscamento ou desenroscamento da tampa, esta sofrerá um movimento longitudinal de avanço ou de recuo.

Assim, os movimentos longitudinais de avanço ou de recuo e os movimentos rotacionais de enroscamento e desenroscamento da tampa mantêm uma relação diretamente proporcional entre si, respectivamente, e não há como se alterar esta relação.

Como se viu anteriormente, nas análises de alguns dispositivos empregados em tampas para a ruptura de selagem de vasilhames, há 15 situações em que seria desejável que o movimento rotacional de desenroscamento da tampa não causasse um movimento longitudinal de recuo da mesma, ou ao menos que este movimento longitudinal de recuo não fosse diretamente proporcional ao longo de todas as voltas do movimento rotacional de desenroscamento necessário para promover a 20 abertura da tampa.

A presente invenção refere-se a um dispositivo variador de enroscamento o qual soluciona este problema, ao possibilitar variar a relação entre os movimentos de rotação e de deslocamento longitudinal de objetos que estejam enroscados entre si, como se verá a seguir.

Nas Figuras 2 e 3 pode ser observado um dispositivo variador de

enroscamento (1) objeto da presente invenção aplicado a um corpo cilíndrico alongado (3). Uma rosca externa (2) de múltiplas entradas é provida na superfície externa do corpo cilíndrico alongado (3), no presente caso uma rosca de seis entradas.

A rosca externa (2) compreende filetes superiores (2a), filetes inferiores (2b), veios superiores (2c) e veios inferiores (2d), entradas superiores (4a) e saídas superiores (4b). Os filetes superiores (2a) são providos de faces superiores (10) e faces inferiores (12). Os filetes inferiores (2b) são providos de faces superiores (11) e faces inferiores (13).

Os filetes inferiores (2b) são providos de extremidades inferiores (6) que se unem a um elemento de base (9) de uma maneira em que a transição das faces superiores (11) dos filetes inferiores (2b) para a face superior (14) do elemento de base (9) seja feita de uma maneira que uma face seja como um prolongamento da outra.

Este prolongamento se encerra em regiões terminais (7), onde as faces inferiores (13) dos filetes inferiores (2b) seguintes se encontram com a face superior (14) do elemento de base (9), como pode ser observado nas Figuras 2 e 3.

Os filetes superiores (2a) são interrompidos em uma região próxima ao elemento de base (9), ou seja, diferentemente dos filetes inferiores 20 (2b), os filetes superiores (2a) têm extremidades inferiores (5) as quais não se estendem até o elemento de base (9). Com isto formam-se passagens de interligação (15) entre as extremidades inferiores (5) dos filetes superiores (2a) e as porções da face superior (14) do elemento de base (9) situadas imediatamente abaixo. Elementos protuberantes direcíonadores (8) são providos nos veios superiores (2c), adjacentes às extremidades inferiores (5) dos filetes superiores (2a).

A Figura 6 retrata um corte longitudinal feito no corpo cilíndrico alongado (3) na qual pode se observar que os elementos protuberantes direcíonadores (8) são providos de faces superiores (8s), de inclinação suave, e de faces inferiores (8i), de inclinação abrupta.

O corpo cilíndrico alongado (3) pode ser, por exemplo, um bocal ao qual pode ser enroscada uma tampa (16), conforme retratado nas Figuras 7 a 18. Um elemento anular de base (30) é afixado à porção inferior do corpo cilíndrico alongado (3).

Doravante o termo "bocal" e a expressão "corpo cilíndrico alongado" serão usados nesta descrição de maneira intercambiável,. Ou seja, indicam o mesmo componente.

Esta tampa (16) compreende basicamente um elemento de tampo

(27) em forma de disco e uma parede lateral alongada (28) em forma de um tronco de cilindro reto. Segmentos de rosca interna (19) são providos na parede interna da parede lateral alongada (28), no presente caso sendo providos três segmentos equidistantes entre si e também equidistantes da face interna (29) do elemento de tampo (27).

Os segmentos de rosca interna (19) são providos de uma extremidade de entrada (20) e de uma extremidade de saída (21).

Deve ser observado que os segmentos de rosca interna (19) são, na verdade, segmentos de uma rosca interna de seis entradas, que tem as mesmas características da rosca (2) aplicada ao bocal (3), sendo que na fabricação da tampa (16) somente foram fabricados segmentos de rosca interna (19) de três dos seis filetes desta rosca. Em outras palavras, foram fabricados segmentos de maneira alternada.

Quando a tampa (16) for enroscada pela primeira vez na rosca (2) do bocal (3), operação de montagem feita em fábrica, as extremidades de entrada (20) dos segmentos de rosca interna (19) serão direcionadas para que se acoplem com as entradas superiores (4a) da rosca (2) do bocal (3).

Em seguida será executado um movimento rotacional de enroscamento dos segmentos de rosca interna (19) da tampa (16) na rosca (2) do bocal (3). Nesta operação de enroscamento as extremidades de entrada (20) dos segmentos de rosca interna (19) irão avançando pelo interior dos veios superiores (2c).

Em um determinado momento as extremidades de entrada (20) dos segmentos de rosca interna (19) irão topar com os elementos protuberantes direcíonadores (8).

Como as faces superiores (8s) dos elementos protuberantes

direcíonadores (8) são providas de uma inclinação bem suave, no momento em que as extremidades de entrada (20) dos segmentos de rosca interna (19) entrarem em contato com estas faces superiores (8s) elas não encontrarão grande resistência para prosseguir em seu caminho 20 de avanço pelo interior dos veios superiores (2c), e passarão por cima dos elementos protuberantes direcíonadores (8).

Com isto os segmentos de rosca interna (19) ultrapassarão integralmente os elementos protuberantes direcíonadores (8), e este movimento só será impedido quando as extremidades de entrada (20) dos segmentos de rosca interna (19) atingirem as regiões terminais (7), onde serão impedidas de prosseguir seu caminho em decorrência do bloqueio formado pelo encontro das faces inferiores (13) dos filetes inferiores (2b) com a face superior (14) do elemento de base (9).

Assim, estaria então terminado o movimento de fechamento da tampa (16) no bocal (3).

Quando for necessário retirar a tampa (16) de seu engatamento ao

bocal (3), deve então ser efetuado um movimento rotacional de desenroscamento da tampa (16).

Ao se iniciar este movimento de desenroscamento, as extremidades de saída (21) dos segmentos de rosca interna (19) toparão com as faces 10 inferiores (8i) dos elementos protuberantes direcíonadores (8). Como a inclinação dessas faces inferiores (8i) é abrupta, as extremidades de saída (21) do segmento de rosca interna (19) não conseguirão se conectar aos veios superiores (2c) da rosca (2), que seria o caminho natural.

Conseqüentemente, com a continuidade do movimento de desenroscamento as extremidades de saída (21) dos segmentos de rosca interna (19) serão direcionadas para as passagens de interligação (15), e com isto elas irão se acoplar aos veios inferiores (2d) da rosca (2).

Com o prosseguimento do movimento rotacional de desenroscamento os segmentos de rosca interna (19) percorrerão os veios inferiores (2d) até saírem pelas saídas superiores (4b), completando-se então o movimento de desenroscamento da tampa (16).

Assim, como se demonstrou, o dispositivo variador de enroscamento (1) objeto da presente invenção possibilita que os segmentos de rosca interna (19) saiam por filetes de roscas diferentes daqueles pelos quais entraram, o que não aconteceria em uma rosca normal. Em particular, deve ser observado que desde o início do processo de desenroscamento da tampa (16) em relação ao corpo cilíndrico (3), em que os segmentos de rosca interna (19), impedidos pelos elementos protuberantes direcíonadores (8) de retornarem pelos veios superiores 5 (2c), são direcionados para a passagem de interligação (15), e até o momento em que as extremidades de saída (21) dos segmentos de rosca interna (19) entram nos os veios inferiores (2d), em todo este período o movimento longitudinal de recuo da tampa (16) não será proporcional ao passo da rosca (2), como ocorre normalmente em uma rosca.

Em outras palavras, o dispositivo variador de enroscamento pode

ser projetado para tornar nula ou causar uma redução na magnitude do movimento longitudinal da tampa (16) no período entre o início do movimento de desenroscamento da tampa (16) e o momento em que as extremidades de saída (21) dos segmentos de rosca interna (19) comecem a entrar nos veios inferiores (2d) da rosca (2).

A magnitude do movimento longitudinal da tampa (16) será nula no caso de a face superior (14) do elemento de base (9) proporcionar aos segmentos de rosca interna (19) um percurso substancialmente paralelo à borda superior (17) do bocal (3), desde o início do movimento de 20 desenroscamento da tampa (16) e até que as extremidades de saída (21) dos segmentos de rosca interna (19) comecem a entrar nos veios inferiores (2d) da rosca (2).

Não havendo esta relação de paralelismo, a magnitude do movimento longitudinal da tampa (16) não será então totalmente anulada, mas será substancialmente reduzida. Se as regiões de união das faces superiores (11) dos filetes inferiores (2b) com a face superior (14) do elemento de base (9) estiverem em um nível mais elevado do que o nível das extremidades dos segmentos da face superior (14) do elemento de base (9) localizadas nas regiões terminais 5 (7), neste caso ocorrerá um movimento longitudinal de recuo da tampa (16), de pequena magnitude.

Se as regiões de união das extremidades dos segmentos da face superior (14) do elemento de base (9) localizadas nas regiões terminais (7) estiverem em um nível mais elevado do que o nível das regiões de união 10 das faces superiores (11) dos filetes inferiores (2b) com a face superior (14) do elemento de base (9), neste caso ocorrerá um movimento longitudinal de avanço da tampa (16), de pequena magnitude.

Esta anulação ou redução da magnitude do movimento longitudinal da tampa (16) traz significativos ganhos para a execução de projetos em que os movimentos longitudinais de tampas como esta acionam outros mecanismos.

Um exemplo desta aplicação é mostrado nas Figuras 7 até 18, que retratam um conjunto de bocal (3) e tampa (16) no qual se emprega um mecanismo de abertura de vasilhame que se utiliza do dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção.

Pode ser observado nas Figuras que a face interna do elemento de tampo (29) da tampa (16) é provido de um seguidor de came (22), o qual tem uma inclinação igual ao ângulo da rosca (2) do bocal (3).

Um elemento basculante (26) é afixado à parede interna do bocal (3), em sua porção inferior. Uma aba (25) é conectada ao elemento basculante (26). Esta aba (25) é provida em sua face superior de um came (23) provido de uma superfície superior (24).

Elementos descendentes de corte (27) são providos na periferia da face inferior da aba (25).

Como se viu anteriormente, no primeiro acoplamento da tampa

(16) com o bocal (3), operação de montagem feita em fábrica, os segmentos de rosca interna (19) da tampa (16) são introduzidos nas entradas superiores (4a) da rosca (2) do bocal (3), por meio de um movimento rotacional de enroscamento, passam pelos elementos 10 protuberantes direcíonadores (8), e ao final deste movimento de enroscamento estarão posicionados nas regiões terminais (7), onde serão impedidas de prosseguir seu caminho em decorrência do bloqueio formado pelo encontro das faces inferiores (13) dos filetes inferiores (2b) com a face superior (14) do elemento de base (9).

Esta seqüência é retratada nas Figuras 12 até 14.

A tampa (16) permanecerá nesta posição até que seja necessário desenroscá-la para a retirada do conteúdo do vasilhame, conforme retratado na Figura (15).

Por questões de segurança e higiene a tampa (16) pode ser provida 20 de algum mecanismo de prevenção contra desenroscamento, não mostrado nas Figuras. Uma das funções destes mecanismos de prevenção contra desenroscamento de tampas é proporcionar ao usuário final uma garantia de que a tampa (16) permaneceu na posição em que foi montada na fábrica até o momento em que será desenroscada, para a retirada do 25 conteúdo do vasilhame. São conhecidos na técnica vários tipos de mecanismos prevenção contra desenroscamento de tampas, que por esta razão não são aqui descritos Ademais, não fazem parte do escopo da presente invenção, e não há impedimento de que sejam usados em conjunto com ela.

Quando se iniciar o desenroscamento da tampa (16) de seu

engatamento ao bocal (3), o seguidor de came (22) entrará em contato com a superfície superior (24) do came (23).

Com a continuidade do movimento de rotação será exercida pelo seguidor de came (22) uma força sobre o came (23), que será transmitida para a aba (25).

Como a aba (25) é conectada ao elemento basculante (26), a força exercida pelo seguidor de came (22) sobre o came (23) fará com que a aba (25) efetue um movimento de básculo para baixo.

Conforme o desenroscamento da tampa (16) vai prosseguindo 15 maior será a amplitude do movimento de básculo da aba (25), e no decorrer deste movimento os elementos de corte (27) serão forçados contra a porção de material laminado do vasilhame que se localiza imediatamente abaixo, o que promoverá um corte nesta região. Com isto abrir-se-á uma passagem para que o líquido acondicionado no interior do 20 vasilhame possa escoar através do elemento de bocal (3).

Ao fim do desenroscamento da tampa (16) a passagem do produto envasado no vasilhame pelo bocal poderá ocorrer normalmente.

Esta seqüência é retratada nas Figuras 15 até 18.

Como se viu anteriormente, no início do movimento de desenroscamento entre a tampa (16) e o bocal (3), em que os segmentos de rosca interna (19) estarão sendo direcionados para retornar pelos veios inferiores (2d) da rosca (2), o movimento longitudinal da tampa (16) será nulo ou de pequena magnitude.

Isto possibilita que o conjunto bocal (3) e tampa (16) possa ter dimensões mais reduzidas, pois com isto não será necessário prover um alongamento nos mecanismos de acionamento para compensar o movimento longitudinal de recuo da tampa.

Mais ainda, torna desnecessário utilizar componentes adicionais, o que reduz custos de fabricação e simplifica a operação de montagem em fábrica do conjunto.

Outros tipos de vasilhames que possuem um bocal de encaixe

aberto ou simples abertura circular de diâmetros específicos a fim se receberem elementos de bocal com tampa onde o elemento de bocal, por onde pode passar o produto envasado, é totalmente vedado, ou seja, é amoldado com sua passagem interna do cilindro alongado totalmente fechado.

Nas figuras 19 e 20 temos um exemplo típico deste tipo de bocal (36) provido de tampa (31) que é dotado de elementos cortantes (32) que se localizam na face interna do tampo (34).

O elemento de tampa (31) corresponde exatamente ao elemento de 20 tampa (16) que em sua face interna do tampo (34) ao invés do seguidor de came (22) é dotado de elementos cortantes (32) em forma de triângulos equiláteros dotado de uma extremidade afiada (32a). Ainda na face interna do tampo (34) está dotado o elemento de gancho (33) que compreende diversos ganchos circulares que são dotados de faces 25 côncavas e convexas em suas extremidades superiores. O elemento de bocal (35) corresponde exatamente ao elemento de bocal (3) que ao invés de ser dotado de elemento basculante (26), aba (25), elemento basculante (26), cuja aba (25) é provida em sua face superior de um came (23) provido de uma superfície superior (24) e elementos descendentes de corte (27) que são providos na periferia da face inferior da aba (25), é simplesmente dotado de um selo de fechamento (36) circular que possui em sua periferia caminhos de corte inclinados (37) que se resumem em uma redução de espessura de parede ao longo dessa circunferência. Ao centro do selo de fechamento (36) está provido um elemento de gancho (38) que compreende diversos ganchos circulares que são dotados de faces côncavas e convexas em suas extremidades superiores. Ao ser aplicado o giro no elemento de tampa (31), decorrente do processo de anulação do movimento longitudinal no desenroscamento, conforme descrito anteriormente, os elementos cortantes (32) correm por dentro da circunferência dos caminhos de cortes inclinados (37), fazendo com que estes elementos cortantes (32) em forma de triângulo equilátero, através da sua extremidade afiada (32a) efetue o corte direcionado sobre caminho em circunferência. Após efetuar o corte do selo de fechamento (36), os elementos gancho (33) que correm com suas faces convexas por dentro das faces convexas dos elementos gancho (38) provendo um encaixe perfeito entre si, fazendo com que o selo de fechamento (36) seja retirado juntamente com o elemento de tampa (31) no ato do desroscamento para o acesso ao produto dentro do vasilhame, como mostra a fig. 22. A figura 21 em corte mostra o perfeito encaixe e simetria entre os elementos acima mencionados. Deve ser mencionado ser também possível prover um variador de enroscamento objeto da presente invenção em que a entrada dos segmentos de rosca ocorre em entradas inferiores (34b), e a saída ocorre através de saídas superiores (34a), conforme retratado nas Figuras 4 e 5.

Para tal é provido um elemento protuberante direcionador (18) no

qual são providas faces superiores (18s) de inclinação abrupta e faces inferiores de (18i) inclinação suave.

Nesta situação ocorrerá uma seqüência de enroscamento e desenroscamento similar à que ocorre quando se usa o elemento 10 protuberante direcionador (8), com a diferença de que as faces inferiores de inclinação suave permitirão a passagem dos segmentos de rosca interna (19) provenientes dos veios inferiores (2d), no momento do enroscamento da tampa (16) no bocal (3), e as faces superiores de inclinação abrupta direcionarão os segmentos de rosca interna (19) para 15 uma passagem de interligação (35), de modo que os segmentos de rosca interna (19) sigam pelos veios superiores (2c), no movimento de desenroscamento.

Deve ser também mencionado que, se desejado, pode-se prover a rosca (2) com protuberâncias nas saídas (4d; 34a) com o objetivo de 20 dificultar a entrada dos segmentos de rosca interna (19) por essas saídas. Estas protuberâncias não devem ser projetadas para não causar dificuldades para a saída dos segmentos de rosca interna (19) através delas.

Embora a presente invenção tenha sido descrita com aplicação em roscas de gargalos de vasilhames, e aplicada a mecanismos acionados pelo movimento de desenroscamento de tampas acopladas a estes gargalos, deve ser mencionado que o dispositivo variador de enroscamento objeto da presente invenção pode ser empregado em qualquer aplicação em que seja necessário promover a entrada de um filete de rosca por um veio da rosca e sua saída por um veio adjacente.

Assim, a presente invenção não está limitada a aplicações descritas no presente relatório, estando apenas limitada ao conteúdo das limitações que seguem.

Claims (1)

1.DISPOSITIVO VARIADOR DE ENROSCAMENTO (1) provido em uma rosca externa (2) aplicada à superfície externa de um corpo cilíndrico alongado (3), a referida rosca externa (2) compreendendo filetes superiores (2a); filetes inferiores (2b); veios superiores (2c); veios inferiores (2d); entradas superiores (4a); saídas superiores (4b) caracterizado adicionalmente compreender o provimento de elementos protuberantes direcíonadores (8), providos de faces superiores (8s) e faces inferiores (8i), em que os filetes inferiores (2b) são providos de extremidades inferiores (6) que se entendem até um elemento de base (9); O^ filetes superiores (2a) têm extremidades inferiores (5) as quais não se estendem até o elemento de base (9), com o que formam-se passagens de interligação (15) entre as extremidades inferiores (5) dos filetes superiores (2a) porções da face superior (14) do elemento de base (9) situadas imediatamente abaixo das referidas extremidades inferiores (5).