BR102017028521B1 - Ferramenta para frisar o gargalo de latas - Google Patents

Abstract

Ferramenta para frisar o gargalo da lata como parte de uma placa de ferramenta compreendendo um dispositivo de controle de expansão (46) para controlar o espalhamento de um mandril (6) na qual está com uma extremidade por meio de uma embreagem de mandril (11), que está dentro do dispositivo de controle de expansão (46), meios de interconexão dispostos proporcionados na outra extremidade com um mecanismo de batente (45), em que, na embreagem de mandril (11), um suporte (10) é fixado com a sua extremidade, e na sua outra extremidade está disposta o mandril (6), o mandril (6) na posição não ativa é inserível na lata (2), e os segmentos (12) do mandril (6) estão se espalhando na direção do dispositivo (46).

Description

Fundamentos da Técnica

[0001] A invenção refere-se à fabricação de latas.

Estado da Técnica

[0002] As latas metálicas feitas de alumínio e ligas de alumínio ou de aço são amplamente utilizadas na indústria de embalagens para bebidas, cosméticos, indústrias alimentares ou para uso técnico. A maioria delas são latas aerossóis de pressão que contêm uma variedade de produtos como desodorantes, spray de cabelo, espuma de barbear, lacas ou tintas, óleos, etc. A segunda maior parte da produção são latas de bebidas.

[0003] Essas latas são atualmente produtos de produção em massa que precisam ser produzidos economicamente nas maiores quantidades. É por isso que existem linhas de produção especialmente desenvolvidas que realizam um processo de produção otimizado. Essas linhas são descritas em bloco ou em partes, por exemplo, nos documentos EP 2 103 370 B1, EP 0 275 369 B1, US 3.646.840 ou US 3.878.743.

[0004] Do ponto de vista da fabricação, as latas são divididas em latas de uma peça (monobloco) ou latas de várias partes.

[0005] Por meio das latas monobloco, os espaços em branco de entrada são primeiro moldados para formar um corpo oco cilíndrico. Como regra geral, é utilizada a extrusão inversa ou a tecnologia D&I (Esticado e Alisado) são usadas. Esses procedimentos são descritos, por exemplo, em EP 1 531 952 B1, EP 1 731 239 B1 ou 1 461 232 B1. Como material de entrada, um tarugo de alumínio é usado para a extrusão inversa a partir do qual um corpo oco é formado por um curso do aríete de prensa. O diâmetro do tarugo é aproximadamente o mesmo que o diâmetro da lata formada.

[0006] Na tecnologia D&I (Esticado e Alisado), existem discos gravados a partir de uma folha laminada de alumínio ou aço que é moldada na forma de copo (máquina de fabricação de copos) e reduzida ainda mais pelas operações de esticamento e alisamento para o diâmetro e espessura desejados de parede de lata (máquina Moldadora). Em seguida, é necessário criar um ressalto da lata e frisar a borda da lata, mas isto é um problema nas latas de aço porque o aço é mais resistente à moldagem do que o alumínio.

[0007] São usadas máquinas de gargalamento para moldar o ressalto das latas. A solução técnica mais comum de máquina de gargalamento que é mostrada na Fig. 10 compreende a placa giratória 48 que executa movimento intermitente ou gradual rotacional e está equipada com uma pluralidade de estações de fixação 3 dispostas ao longo de sua circunferência. O objetivo das estações de fixação 3 é segurar temporariamente a lata 2, normalmente por meio de anéis pneumaticamente expansíveis. A máquina compreende ainda a placa de ferramenta oposta 4 que é capaz de realizar movimento alternado e carrega as ferramentas de moldagem 47 dispostas em posições fixas ao longo de sua circunferência. As ferramentas individuais servem para dar forma a borda superior do corpo oco da lata de forma progressiva, até que a última assume sua forma final, incluindo uma borda.

[0008] O documento US2011/0011896 A1 divulga um método de frisagem de um tubo de aço. É proposto um gargalamento gradual, como é o caso das latas de alumínio, ou introduzir aquecimento adicional usando vibrações ultrassônicas para uma melhor capacidade de formabilidade.

[0009] Esses procedimentos podem funcionar quando se trata de um ressalto de forma favorável (por exemplo, um ressalto curvado) que possui maior resistência à carga axial e, portanto, uma maior resistência à deformação durante a formação de um ressalto e frisagem em máquinas de gargalamento gradual - veja a Fig. 10. No entanto, se for necessário produzir latas ocas com um ressalto com ângulo relativamente agudo em relação ao plano perpendicular ao eixo da lata, deverá haver redução da resistência à carga axial. A força das ferramentas de moldagem excede a resistência axial da lata e, devido a isso, à deformação do ressalto, especialmente durante o processo de frisagem. A deformação durante a operação de frisagem também pode ocorrer devido à parede fina do ressalto da lata ou ao usar um material com maior resistência à deformação (ligas de alumínio, aço).

[0010] O objetivo da presente invenção é proporcionar um dispositivo para frisar o gargalo de latas com uma resistência axial reduzida devido a uma forma de ressalto desfavorável ou devido às paredes finas das latas e de latas feitas de um material com maior resistência à deformação (liga de alumínio, aço).

Sumário da Invenção

[0011] As deficiências mencionadas acima são eliminadas pela ferramenta para a frisagem de gargalos de lata de acordo com a invenção, que é caracterizada pelo fato de que compreende um dispositivo de controle de expansão para controlar a propagação de um mandril na qual está com uma extremidade por meio de uma embreagem de mandril que está dentro do dispositivo de controle de expansão, e que possui meios de interconexão dispostos na outra extremidade com um mecanismo de batente em que, na embreagem de mandril, um suporte é fixado com a sua única extremidade e, na sua outra extremidade, o mandril está disposto, o mandril na posição não ativa é inserível na lata e os segmentos do mandril estão se espalham na direção do dispositivo.

Breve descrição dos desenhos

[0012] A invenção será ainda mais descrita usando desenhos, onde a Fig. 1 é uma visão de uma lata antes da frisagem; a Fig. 2 é uma vista de uma lata após a frisagem; a Fig. 3 representa uma ferramenta em uma posição inicial dentro da lata, a Fig. 4 é um detalhe de um mandril da ferramenta, a Fig. 5 representa uma ferramenta na fase inicial da frisagem, Fig. 6 representa uma ferramenta na fase final da frisagem da lata, a Fig. 7 é uma vista em perspectiva de partes do mecanismo de parada, a Fig. 8 é uma modalidade alternativa de um mandril, a Fig. 9 é uma ilustração sistemática das principais partes da ferramenta de acordo com a invenção e a Fig. 10 é uma ilustração esquemática de uma máquina de gargalamento.

Modalidades Preferenciais da Invenção

[0013] Conforme ilustrado na Fig. 1, em uma vista em corte transversal esquemático da lata 2 antes da frisagem de um gargalo 37, é provido com uma base 35 para fixação da tampa de plástico e com um ressalto 36 com um ângulo relativamente agudo ao plano que é perpendicular ao eixo da lata 2. E este ângulo agudo α no intervalo de 10 a 50° em relação ao plano, que é perpendicular ao eixo longitudinal da lata 2, como mostrado na Fig. 2, está em combinação com a espessura da parede e o material da lata 2 é a razão do encurvamento da lata 2 causada pela pressão das ferramentas a partir de cima.

[0014] As partes principais da ferramenta 1 para frisagem do gargalo de lata 37 são o dispositivo de controle de expansão 46, o mandril 6 e o mecanismo de batente 45, que podem ser vistos na Fig. 9. O dispositivo de controle de expansão 46 é criado como um corpo externo 20 (veja a Fig. 3) em que são dispostas partes para controlar os segmentos 12 do mandril 6 e um mecanismo de batente de cooperação 45 por meio do qual as referidas partes para controlar os segmentos 12 do mandril 6 estão ativas. O dispositivo de controle de expansão (46) e o mecanismo de batente (45) estão conectados por meios de interconexão criados como uma haste 9.

[0015] Com referência à Fig. 3, a ferramenta 1 de acordo com a invenção é inserida através do gargalo na lata 2. Esta é a posição inicial dentro da lata 2 e a Fig. 4 é um detalhe do mecanismo de mandril 6.

[0016] Em geral, pode-se notar para uma melhor orientação que a lata 2 é fixada em um centro de fixação 3. A ferramenta 1 é fixada através do corpo externo 20 na placa de ferramenta 4 por meio das porcas 5. A placa de ferramenta 4 executa um movimento alternativo linear na direção da seta dupla.

[0017] No lado oposto ao do centro de fixação 3 na direção do corpo externo, está disposta uma estrutura 29 do mecanismo de batente 45. Na haste 9 é fornecido um batente móvel 7 que coopera com o batente fixo 8. A posição do batente fixo 8 é ajustável por meio de um mecanismo de articulação 28 que está montado sobre a estrutura 29 usando parafusos 30. Isso é bem visto na Fig. 7.

[0018] O corpo externo 20 tem duas cavidades, isto é, uma cavidade traseira 40 e uma cavidade frontal 44. A cavidade traseira 40 é terminada por um rolamento 19 e uma haste 9 passa através, em torno do qual é proporcionada uma mola principal 18. Na cavidade frontal 44 estão dispostos elementos mecânicos que controlam o movimento dos segmentos 12 do mandril 6.

[0019] Na cavidade frontal 44 do corpo externo 20 estende-se a extremidade da haste 9 em que é fixada uma embreagem de mandril 11. Nesta embreagem de mandril 11, um suporte 10 por uma de suas extremidades é fixado, e nos outros segmentos de extremidade 12 do mandril Os segmentos 12 são proporcionados no lado interno com uma ranhura transversal 43 que encerra em uma posição fechada um colar 41 proporcionado no suporte 10. No suporte 10 é proporcionado um mandril de extensão 15 de forma deslizante que desliza os segmentos 12 do mandril 6 e que está firmemente disposto em um cilindro interno 16 e o cilindro interior 16 está disposto de forma móvel dentro do cilindro guia 24. Isso é disposto rigidamente na cavidade do corpo externo 20 e entre o cilindro guia 24 e o cilindro interno 16 existe um rolo ou um rolamento liso 31. O cilindro interno 16 tem uma cavidade frontal orientada para os segmentos 12 do mandril 6 e a cavidade traseira voltada para a haste 9. Na cavidade frontal do cilindro interno 16 é montada um flange de frisagem 25 com um perfil de frisagem 38 provido na sua borda interna. O perfil de frisagem 38 então frisa o gargalo 37.

[0020] Uma mola principal 18 encosta com a sua extremidade a base na cavidade traseira 40 do cilindro interno 16 e com a outra extremidade o mancal 19 que termina a cavidade traseira 40. Em torno da mola principal 18, está disposta uma mola dianteira 22 na cavidade frontal 20 da base da embreagem 11, montada de um lado na base da embreagem 11 e do outro lado no espaçador 23 sobre a parede da cavidade frontal 44 do corpo externo 20.

[0021] A Fig. 3, portanto, ilustra a condição quando os segmentos 12 do mandril 6 da ferramenta 1 já estão dentro da lata 2, mas ainda estão na posição fechada.

[0022] No movimento para frente subsequente da ferramenta 1 mostrado na Fig. 5, o batente móvel 7, que está disposto na haste 9 entra em contato com o batente fixo 8 que está disposto no mecanismo 28 que está fixado sobre a estrutura 29 por meio dos parafusos 30. Assim, as partes da ferramenta 1, tal como a haste 9, o suporte 10 dos segmentos 12 do mandril 6 e a embreagem do mandril 11 param de realizar o movimento para frente. A embreagem do mandril 11 está firmemente disposta sobre a haste 9 e na embreagem de mandril 11, o suporte 10 dos segmentos 12 está então firmemente disposto. Com o movimento para frente adicional da placa de ferramenta 4 e, deste modo, da ferramenta 1, os segmentos 12 do mandril 6 são espalhados, enquanto que o movimento para frente é forçado pela superfície dianteira do mandril de expansão 15, enquanto que a mola principal 18 é simultaneamente comprimida. Esta mola principal 18 está disposta em uma extremidade na base da embreagem 39 da embreagem do mandril 11 e a outra extremidade encosta na face frontal do rolamento 19 pelo qual é comprimida e que está unida ao corpo externo 20 da ferramenta 1 por uma porca de manga 21. O corpo externo 20 é uma parte relativamente longa que se estende sobre os dois lados da placa de ferramenta 4 e, no seu lado frontal, está disposta a ferramenta de moldagem, que é um flange de frisagem 25 com um perfil de frisagem 38.

[0023] Os segmentos 12 do mandril 6 são providos no lado interno com uma ranhura transversal 43 que encaixa na posição de repouso no colar 41 sobre o suporte 10. Isso é visto claramente na Fig. 4. Os segmentos (12) do mandril (6) se espalham na direção do dispositivo (46).

[0024] Os segmentos 12 do mandril 6 são ligados ao suporte 10 dos segmentos 12 do mandril por meio de pinos 13 que são bloqueados por parafusos 14. O ângulo de abertura dos segmentos 12 do mandril 6 é determinado pela geometria do mandril de expansão 15 que é enroscado no cilindro interno 16. Este cilindro interno 16 está disposto de forma móvel no cilindro guia 24, o qual é, pelo contrário, disposto firmemente na face frontal do corpo externo 20. A posição final da abertura dos segmentos 12 do mandril 6 é determinada pelo contato frontal do mandril de expansão 15 e pelo colar 41 do suporte 10. O suporte 10 dos segmentos 12 do mandril 6 está disposto no mandril de expansão 15 por meio da bucha deslizante 17.

[0025] Após o contato do mandril de expansão 15 com o colar 41 do suporte 10 dos segmentos 12 do mandril 6, evita-se o movimento para frente do mandril de expansão 15 e do cilindro interno 16. Devido a isso, uma mola dianteira 22, que é colocada por um lado na base da embreagem 11 e pelo outro lado em um espaçador 23, é comprimida. Ao mesmo tempo, existe um movimento axial mútuo entre o cilindro interno 16, o rolo ou o rolamento liso 31 e o cilindro guia 24 que está disposto no corpo externo 20 da ferramenta 1. Ao mesmo tempo, a flange de frisagem 25, que está montada no corpo externo 20 da ferramenta 1 e delimitada pelo cilindro guia 24 a partir do lado interno e por um anel espaçador 26 com a porca de bloqueio 27 a partir do lado externo, está em movimento ao longo da superfície cilíndrica do mandril de expansão 15 por meio do rolamento 34, devido a isso, vem ao contato do perfil de frisagem 38 com o gargalo 37 da lata 2 e subsequentemente à frisagem da lata 2. Este é o estado já mostrado na Fig. 6.

[0026] Isso permite a frisagem da lata 2 sem causar deformações, pois é suportada por dentro pelo mandril de expansão 6 da ferramenta 1.

[0027] A posição axial dos segmentos 12 do mandril 6 é ajustável em relação ao ressalto 36 da lata 2 pelo mecanismo de articulação 28 que está ligado à estrutura 29 do batente 8 por meio dos parafusos 30.

[0028] Durante o movimento alternativo, a flange de frisagem 25 com o perfil de frisagem 38 é afastada do gargalo 37 da lata 2 e depois os segmentos 12 do mandril 6 são devolvidos na sua posição inicial. Os segmentos 12 do mandril 6 são devolvidos à posição inicial por meio de uma mola Belleville 32 cuja pré-carga pode ser controlada ajustando as porcas 33. Posteriormente, o contato entre o batente móvel 7 e o batente fixo 8 é interrompido. Em seguida, é realizado o movimento alternativo axial da haste 9, do suporte 10 dos segmentos 12 do mandril 6 e da embreagem 11 em conjunto com todo conjunto da ferramenta 1, devido a isso, o pino de expansão 6 é puxado para fora do interior da lata 2.

[0029] Assim, o resultado do trabalho com a ferramenta acima descrita é uma lata de uma peça 2 de chapa de aço com o gargalo frisado 37 provido pela base 35 para fixação da tampa de plástico e a lata 2 é provida com o ressalto reto 36 formado a um ângulo de 10 a 50° em relação ao plano perpendicular ao eixo longitudinal da lata 2.

Claims (2)

1. Ferramenta para frisar o gargalo da lata adequada para ser fixada em uma placa de ferramenta, caracterizada por compreender um dispositivo de controle de expansão (46) para controlar o espalhamento de um mandril (6) e dentro deste dispositivo (46) está disposto com uma extremidade por meio de uma embreagem de mandril (11), que está dentro do dispositivo de controle de expansão (46), meios de interconexão, criados como uma haste (9) dispostos proporcionados na outra extremidade com um mecanismo de batente (45), compreendendo uma estrutura (29), sendo proporcionado um batente móvel (7) sobre a haste (9), o batente móvel (7) coopera com uma posição de parada fixa (8) ajustável por meio de um mecanismo de articulação (28) que está ligado à estrutura (29) por meio de parafusos (30), em que, na embreagem de mandril (11), um suporte (10) é fixado com a sua extremidade, e na sua outra extremidade está disposta o mandril (6), o mandril (6) na posição não ativa é inserível na lata (2), e os segmentos (12) do mandril (6) estão se espalhando na direção do dispositivo (46), o dispositivo de controle de expansão (46) é criado como um corpo externo (20) fixo sobre a placa de ferramenta (4) que atua em um movimento alternativo em linha reta com um cilindro (16), o corpo externo (20) tendo duas cavidades, a cavidade traseira (40) e a cavidade frontal (44) e o cilindro interno (16) está montado de forma móvel em um cilindro guia (24), firmemente disposto na cavidade do corpo externo (20), o cilindro interno (16) tem uma cavidade frontal orientada para os segmentos (12) do mandril (6) nessa cavidade frontal do cilindro interior (16) é montada uma flange de frisagem (25) com um perfil de frisagem (38) fornecido no sua borda interior, é montado os segmentos (12) do mandril (6) serem proporcionados no lado interno com uma ranhura transversal (43) que circunda na posição de repouso um colar (41) proporcionado sobre o suporte (10), enquanto que no suporte (10) na cavidade frontal (44) do corpo externo (20) um mandril de expansão (15) está disposto, sendo que o mandril de expansão (15) está disposto no cilindro interno (16) entre o cilindro guia (24) e o cilindro interno (16) um rolo ou rolamento liso (31) está disposto, sendo que na cavidade traseira (40) está disposta uma mola principal (18), a mola principal (18) encosta com a sua extremidade a base do cilindro interno (16) e com a sua segunda extremidade a mola principal (18) toca um rolamento (19) que termina a cavidade traseira (40), enquanto que em torno da mola principal (18) está disposta uma mola dianteira (22) na cavidade frontal (44) do corpo externo (20), a mola frontal está disposta de um lado na base da embreagem (11) e do outro lado no espaçador (23) sobre a parede frontal da cavidade (44) do corpo externo (20) .

2. Ferramenta, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o mandril (6) é fornecido como um mandril extensível.

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