BRPI0613898A2 - tampa para um corpo de lata, e, método para formar uma costura dupla juntando um corpo de lata a uma tampa de lata - Google Patents
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Abstract
TAMPA PARA UM CORPO DE LATA, E, MéTODO PARA FORMAR UMA COSTURA DUPLA JUNTANDO UM CORPO DE LATA A UMA TAMPA DE LATA. Durante anos houve numerosas tentativas de aferfeiçoar a tampa de lata frequentemente encontrada em tampas de lata de bebida de alumínio. Os objetivos têm sido tradicionalmemte reduzir os custos e aperfeiçoar o desempenho. Esses objetivos têm sido alcançados através de uma variedade de meios, como criar diferentes formações dentro da tampa de lata para reduzir a quantidade de metal usado enquanto mantendo os níveis de desempenho. Aqui, são utilizados porções de batente entre o escareador anular e o painel central da tampa de lata que causam uma curvatura do painel central ou simplesmente para prover uma parede interna angulada. Essas formações, desse modo, reduzem a quantidade de metal usado enquanto mantendo a qualidade e produzindo o desempenho desejado.
Description
"TAMPA PARA UM CORPO DE LATA, E, MÉTODO PARA FORMAR UMA COSTURA DUPLA JUNTANDO UM CORPO DE LATA A UMA TAMPA DE LATA"
REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO CORRELATO
Este pedido é uma parte em continuação do pedido de patente
US 10/752.928, intitulado "CAN LID CLOSURE AND METHOD OF JOINING A CAN LID CLOSURE TO A CAN BODY", depositado em 7 de janeiro de 2004, que é uma continuação do pedido de patente US 10/153.364, agora patente US 6.702.142, intitulado "CAN LID CLOSURE AND METHOD OF JOINING A CAN LID CLOSURE TO A CAN BODY", depositado em 22 de maio de 2002, que era uma continuação do pedido de patente US 09/456.345, agora patente US 6.499.622, intitulado "CAN LID CLOSURE AND METHOD OF JOINING A CAN LID CLOSURE TO A CAN BODY", depositado em 8 de dezembro de 1999 pelo inventor Christopher G. Neiner, onde cada pedido correlato é incorporado aqui pela referência para todos os fins. CAMPO TÉCNICO
A presente invenção refere-se geralmente a recipientes, particularmente a latas de bebida metálicas e, mais particularmente, a fechos de extremidade de lata de bebida metálica adaptados para interconexão a latas de bebida metálicas. FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
Latas de alumínio são usadas primariamente como recipientes para vendas no varejo de bebidas, tipicamente em porções individuais. As vendas anuais dessas latas estão em bilhões e, conseqüentemente, com o passar dos anos, seu projeto foi refinado para reduzir os custos e aperfeiçoar o desempenho. Tipicamente, a lata é formada a partir de um pedaço único de metal, que é estirado e passado a ferro, e tem uma extremidade aberta. A lata é cheia com uma bebida por meio da extremidade aberta, e uma tampa de lata é, então, posicionada sobre a extremidade aberta e vedada à lata para conter a bebida na mesma e impedir a contaminação da bebida. Em alguns arranjos, a lata tem duas extremidades abertas às quais tampas de lata são vedadas.
As reduções de custo na produção de lata podem ser realizadas na economia de materiais, redução de sobras e taxas de produção aperfeiçoadas. Aperfeiçoamentos de desempenho podem ser funcionais na 1 natureza, tais como melhor vedação e capacidade de pressão final mais alta.
Esses aperfeiçoamentos podem permitir o uso de metal laminado mais fino, que conduz diretamente a reduções de custo de material. Os aperfeiçoamentos φ 10 de desempenho também podem ser ergonômicos na natureza, como a extremidade de lata configurada para permitir acesso à aba de puxar mais fácil ou melhores características de derramamento.
Latas de bebida e extremidades, que são tipicamente feitas de metal laminado relativamente fino, devem ser capazes de suportar pressões internas aproximando-se de 0,689479 MPa (com 0,6205311 MPa sendo uma exigência reconhecida pela indústria) sem falha de lata, como vazamento ou abaulamento. Adicionalmente, esses componentes devem ir ao encontro de outras especificações e exigências. Por exemplo, a superfície superior das ^ tampas de lata deve ser configurada para aninhar com a superfície inferior dos
fundos de lata, de modo que a latas possam ser facilmente empilhadas umas no topo das outras. Também é desejável ter as próprias tampas de lata aninhadas umas com as outras em um arranjo empilhado para fins de manuseio e transporte antes de anexar a tampa de lata ao corpo de lata. A capacidade de satisfazer essas exigências funcionais com o uso de cada vez menos material continua a ser uma meta para os fabricantes de lata.
Tem havido várias tampas de lata de bebida desenvolvidas tendo várias configurações geométricas exclusivas em um esforço para reduzir os custos de material enquanto ainda produzindo tampas de lata que vão ao encontro das várias exigências de indústria. Por exemplo, a patente US 6.065.634 descreve um projeto de tampa de lata para uso reduzido de metal tendo uma porção de ondulação periférica, um talão de reforço anular externamente côncavo, uma parede de mandril frustocônica inclinada a um ângulo entre 40° e 60° com relação a um eixo perpendicular ao painel central conectando a ondulação periférica e o talão de reforço, e um painel central conectado à porção interior do talão de reforço anular. Verificou-se que a tampa de lata da patente US 6.065.634 é suscetível ao aumento de deformação de metal durante a costura e à falha resultante a pressões mais baixas.
Outras patentes revelam tampas de lata tendo modificações da parede de mandril e/ou escareador anular que são projetadas para aperfeiçoar a resistência das tampas de lata enquanto economizando nos custos de material. Exemplos destas incluem as patentes US 6.499.622, 6.561.004, e 6.702.142, de Neiner, que são incorporadas aqui em sua inteireza pela referência. Um outro pedido pendente que tenta fazer aperfeiçoamentos adicionais à tampa de lata por meio do aperfeiçoamento da região de escareador é o pedido de patente US 20030173367, de Nguyen, et al.
Tem havido também uma variedade de outras aplicações que têm empregado estruturas entre o escareador anular e o painel central. Exemplos desses projetos incluem as patentes US 5.149.235S, 4.832.223, 4.796.772, 4.991.735, e 4.577.774, a patente re-emitida RE33.217, o pedido de patente européia EPO103074, a patente alemã DE29906170, e o pedido de patente japonesa 2002-178072.
Um exemplo de uma configuração de tampa de lata de técnica anterior que emprega uma estrutura entra o escareador anular e o painel central é ilustrado na Figura 1. Com referência à Figura 1 dos desenhos, o número de referência 100 indica geralmente uma tampa de lata tendo uma porção de batente entre o escareador anular e o painel central. A tampa de lata 100 compreende uma porção de ondulação periférica 108, uma parede de mandril 114, um escareador anular 112, um painel central 110, uma primeira porção de batente 116, uma porção de transição 118, uma segunda porção de batente 120, e uma terceira porção de batente 122. Também deve ser notado que o termo "concavidade negativa" é relativo à concavidade na direção "descendente" em direção ao fundo da tampa de lata, e "concavidade positiva" é relativo à concavidade na direção "ascendente".
A tampa de lata 100 é geralmente circular na forma tendo o painel central 110, também com uma forma geralmente circular, no centro. Ao longo da borda circunferencial externa da tampa de lata 100 fica a porção da ondulação periférica 108, que é empregada para formar uma costura dupla com um corpo de lata (não mostrado). Imediatamente adjacente à porção de ondulação periférica 108 fica a parede de mandril 114 que se estende radialmente para dentro em direção ao centro da tampa de lata 100 e transiciona descendentemente para uma profundidade mais baixa do que a porção de ondulação periférica 108. O escareador anular 112 é, então, formado adjacente à parede de mandril 114 tendo um raio de curvatura rai com concavidade positiva, onde a profundidade mais baixa da tampa de lata 100 fica localizada no ápice do escareador anular 112.
Quando o escareador anular 112 transiciona a partir do ápice para cima, bem como radialmente para dentro, uma porção de transição 118 é empregada. A primeira porção de batente 116 com um raio de curvatura Ta2 com uma concavidade negativa é formada entre o escareador anular 112 e a porção de batente 118. A segunda porção de batente 120, tendo um raio de curvatura Ta3 e concavidade positiva, e a terceira porção de batente 122, tendo um raio de curvatura ra4 e concavidade negativa, são utilizados para a transição suave entre a profundidade da porção de batente 118 e o painel central 110.
Um outro exemplo de uma configuração de tampa de lata de técnica anterior que emprega uma estrutura entre o escareador anular e o painel central é ilustrada na Figura 2. Com referência à Figura 2 dos desenhos, o número de referência 200 indica geralmente uma tampa de lata tendo uma porção de transição e um talão elevado entre o escareador anular e o painel de controle. A tampa de lata 200 compreende uma porção periférica 108, uma parede de mandril 114, um escareador anular 112, um painel central 110, uma primeira porção de batente 216, uma porção de transição 214, uma segunda porção de batente 220, um talão elevado 222, e uma terceira porção de batente 224.
A tampa de lata 200 é geralmente circular na forma tendo o painel central 110, também com uma forma geralmente circular, no centro. Ao longo da borda circunferencial externa da tampa de lata 200 fica a porção de ondulação periférica 108, que é empregada para formar uma costura dupla com um corpo de lata (não mostrado). Imediatamente adjacente à porção de ondulação periférica 108 fica a parede de mandril 114 que se estende radialmente para dentro em direção ao centro da tampa de lata 200 e transições para uma profundidade mais baixa do que a porção de ondulação periférica 108. O escareador anular 112 é, então, formado adjacente à parede de mandril 114 tendo um fundo relativamente plano paralelo ao painel central 110, onde a profundidade mais baixa da tampa de lata 200 fica localizada na porção de fundo do escareador anular 112. Quando o escareador 112 transiciona a partir do ápice para
cima, bem como radialmente para dentro, uma porção de transição 214 é empregada. A primeira porção de batente 216 com um raio de curvatura rb3 com uma concavidade negativa é formada entre o escareador anular 112 e a porção de transição 214. A porção de transição 214 fica a uma profundidade que é aproximadamente igual ao painel central 110. A segunda porção de batente 220, tendo um raio de curvatura e concavidade positiva, fica localizada entre a porção de transição 214 e o talão elevado 222, que tem um raio de curvatura r^ com concavidade negativa e uma altura mais alta do que o painel central 110. A terceira porção de batente 224, tendo um raio de curvatura Tm e concavidade positiva, é utilizada para a transição suave a partir do talão elevado 222 para o painel central 110.
Ainda um outro exemplo de uma configuração de tampa de lata de técnica anterior que emprega uma estrutura entra o escareador anular e o painel central é ilustrado na Figura 3. Com referência à Figura 3 dos desenhos, o número de referência 300 indica geralmente uma tampa de lata tendo uma porção de batente com um chanfro entre o escareador anular e o painel central. A tampa de lata 300 compreende uma porção de ondulação periférica 108, uma parede de mandril 114, um escareador anular 112, um φ 10 painel central IlOe uma porção de batente 316.
A tampa de lata 300 é geralmente circular na forma tendo o painel central 110, também com uma forma geralmente circular, no centro. Ao longo da borda circunferencial externa da tampa de lata 300 fica a porção de ondulação periférica 108, que é empregada para formar uma costura dupla com um corpo de lata (não mostrado). Imediatamente adjacente à porção de ondulação periférica 108 fica a parede de mandril 114 que se estende radialmente para dentro em direção ao centro da tampa de lata 300 e transiciona para uma profundidade mais baixa do que a porção de ondulação periférica 108. O escareador anular 112 é, então, formado adjacente à parede ^ 20 de mandril 114 tendo um raio de curvatura rci com concavidade positiva em relação ao topo da tampa de lata 100, onde a profundidade mais baixa da tampa de lata 300 fica localizada no ápice do escareador anular 112.
Quando o escareador anular 112 transiciona a partir do ápice para cima, bem como radialmente para dentro, a porção de batente 316 com um raio de curvatura rc2 com uma concavidade negativa é formada entre o escareador anular 112 e o painel central 110. Adicionalmente, sobre a superfície externa da porção de batente 316, uma borda chanfrada 318 é utilizada.
Um último exemplo de uma configuração de tampa de lata de técnica anterior que emprega uma estrutura entre o escareador anular e o painel central é ilustrado na Figura 4. Com referência à Figura 4 dos desenhos, o número de referência 400 indica geralmente uma tampa de lata tendo um talão elevado entre o escareador anular e o painel central. A tampa de lata 400 compreende uma porção de ondulação periférica 108, uma parede de mandril 114, um escareador anular 112, um painel central 110, um talão elevado 416 e uma porção de batente 418.
A tampa de lata 400 é geralmente circular na forma tendo o painel central 110, também com uma forma geralmente circular, no centro. Ao longo da borda circunferencial externa da tampa de lata 400 fica a porção de ondulação periférica 108, que é empregada para formar uma costura dupla com um corpo de lata (não mostrado). Imediatamente adjacente à porção de ondulação periférica 108 fica a parede de mandril 114 que se estende radialmente para dentro em direção ao centro da tampa de lata 400 e transiciona para uma profundidade mais baixa do que a porção de ondulação periférica 108. O escareador anular 112 é, então, formado adjacente à parede de mandril 114 tendo um raio de curvatura rdl com concavidade positiva em relação ao topo da tampa de lata 400, onde a profundidade mais baixa da tampa de lata 400 fica localizada no ápice do escareador anular 112.
Quando o escareador anular 112 transiciona a partir do ápice para cima, bem como radialmente para dentro, o talão elevado 416 é empregado. O talão elevado 416 tem um raio de curvatura rd2 com uma concavidade negativa onde o ápice do talão elevado 416 fica em uma altura maior do que o painel central 110. A porção de transição 418, tendo um raio de curvatura rd3 e concavidade positiva, acopla o talão elevado 416 ao painel central 110.
Cada um desses projetos variados coloca um subconjunto de problemas, como dificuldade na fabricação, incapacidade de suportar pressões internas, custo, e assim por diante. Portanto, há uma necessidade de um método e/ou aparelho que pelo menos trate alguns dos problemas associados às tampas de lata convencionais ou de técnica anterior e que proveja tampas de lata melhores que possam economizar custos de material enquanto ainda suportando pressões internas.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO
A presente invenção provê uma tampa para um corpo de lata. Especificamente a tampa compreende um painel central tendo um eixo central que é perpendicular a um diâmetro de um aro externo da tampa, onde o painel tem uma altura que varia como uma função da distância radial em relação ao eixo central. Estendendo-se radialmente para fora a partir do painel central fica uma primeira porção de batente tendo concavidade negativa e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm. Uma segunda porção de batente, então, se estende radialmente para fora a partir da primeira porção de batente tendo uma concavidade positiva e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm. A partir daí, uma parede interna angulada se estende radialmente para fora a partir da segunda porção de batente tendo um ângulo a partir de uma linha se estendendo através de cada extremidade da parede interna angulada em relação ao eixo central de menos de cerca de 50°. Adicionalmente, uma porção de escareador anular se estende radialmente para fora a partir do painel central e uma parede de mandril se estende a partir do escareador anular. Finalmente, uma porção de ondulação periférica se estende radialmente para fora a partir da parede de mandril.
Em um outro modo de realização da presente invenção, a parede de mandril compreende adicionalmente uma quantidade de características. Em particular, uma porção arqueada se estende radialmente para fora a partir do escareador anular e é distinguida por um raio de menos de cerca de 1,27 cm com um ponto central abaixo da superfície da tampa, onde a linha passando através das extremidades da porção arqueada fica a um ângulo com relação ao eixo central do painel central de cerca de 20° a cerca de 80°. Adicionalmente, uma terceira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da porção arqueada e distinguida por um raio de pelo menos 0,0254 cm, com um ponto central acima da superfície da tampa é formada. Uma primeira porção de transição também se estende radialmente para fora a partir da porção de batente e é geralmente frustocônica e inclinada a um ângulo com relação ao eixo central de pelo menos cerca de 15° e a menos de cerca de 25°. Uma segunda porção de transição se estende radialmente para fora a partir da porção de transição e é distinguida por um raio de pelo menos 0,05080 cm com um ponto central abaixo da superfície da φ 10 tampa.
Em ainda um outro modo de realização da presente invenção,
uma linha passando através das extremidades da parede interna angulada fica em uma ângulo com relação ao eixo central do painel central de cerca de 25° a cerca de 35° e é de cerca de 30° em um outro modo de realização.
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Em um outro modo de realização da presente invenção, a porção de batente tem um raio de curvatura que é de cerca de 0,0254 cm.
Em um outro modo de realização da presente invenção, a
segunda porção de batente tem um raio de curvatura que é de cerca de 0,0254 cm.
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Em ainda um outro modo de realização da presente invenção, o painel central é substancialmente em forma de domo ou arqueado.
Em um outro modo de realização, o diâmetro do painel central
é de cerca de 3,5559 cm a cerca de 5,08 cm e há um escareador anular alto de cerca de 0,0762 cm a cerca de 0,2921 cm.
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A presente invenção também provê um método para formar
uma costura dupla juntando um corpo de lata a uma tampa de lata, a tampa de lata tendo um painel central tendo um eixo central que é perpendicular a um diâmetro de um aro externo da tampa, onde o painel central tem uma altura variável em relação a uma distância radial em relação ao eixo central, uma primeira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir do painel central, uma segunda porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da primeira porção de batente, uma parede interna angulada se estende radialmente para fora a partir da segunda porção de batente tendo um ângulo a partir de uma linha se estendendo através de cada extremidade da parede interna angulada em relação ao eixo central de menos de cerca de 50°, uma porção de escareador anular se estendendo radialmente para fora a partir do painel central, uma parede de mandril tendo uma porção de batente arqueada e uma porção de transição, onde a parede de mandril se estende radialmente para fora a partir do escareador anular, uma porção de ondulação periférica se estendendo radialmente para fora a partir do escareador, e o mencionado corpo de lata tendo um flange de corpo de lata. O método inclui ou compreende suportar o corpo de lata sobre uma base plana e posicionar a tampa de lata sobre o corpo de lata com a porção de transição repousando sobre o flange de corpo de lata. Uma vez posicionado, é provido um mandril para encaixar a tampa de lata com o mandril de modo a contatar o escareador anular enquanto deixando a mencionada porção de batente arqueada não deformada. A montagem de lata e tampa é, então, girada usando o mandril para rolar a ondulação periférica e o flange de corpo de lata juntos para formar uma costura periférica intermediária e para comprimir a mencionada costura periférica intermediária contra o mandril para formar uma costura dupla.
Em modo de realização alternativo da presente invenção, uma outra tampa para um corpo de lata é provida. Com essa tampa, há um painel central tendo um eixo central que é perpendicular a um diâmetro de um aro externo da mencionada tampa. Estendendo-se radialmente para fora a partir da mencionada porção de painel central fica uma parede interna angulada tendo um ângulo a partir de uma linha se estendendo através de cada extremidade da mencionada parede interna angulada em relação ao mencionado eixo central de menos de cerca de 50°. Então, estendendo-se radialmente para fora a partir da mencionada parede interna angulada fica uma porção de escareador anular. Também é formada uma parede de mandril, que se estende radialmente para fora a partir do mencionado escareador anular. Estendendo-se radialmente para fora a partir da mesma fica uma porção de ondulação periférica.
Alguns outros modos de realização adicionais da presente invenção também são providos, ou seja, porções de batente em cada extremidade e uma primeira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado painel central tendo concavidade negativa e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm com uma segunda porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada parede interna angulada tendo uma concavidade negativa e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm.
O texto anterior sublinhou de modo bastante amplo as características e vantagens técnicas da presente invenção, a fim de que a descrição detalhada da invenção a seguir possa ser mais bem entendida. Serão descritas aqui características e vantagens adicionais da invenção que formam o objeto das reivindicações da invenção. Deve ser apreciado por aqueles experientes na técnica que a concepção e os modos de realização específicos revelados podem ser prontamente utilizados como uma base para modificar ou projetar outras estruturas para realizar os mesmos propósitos da presente invenção. Também deve ser percebido por aqueles experientes na técnica que essas construções equivalentes não se afastam do espírito e escopo da invenção como apresentada nas reivindicações anexas. DESCRIÇÃO RESUMIDA DOS DESENHOS
Os desenhos anexos são incorporados na, e formam parte da especificação para assistir na explicação da presente invenção. Os desenhos são pretendidos para fins ilustrativos somente e não são pretendidos como representações exatas dos modos de realização da presente invenção. Os desenhos ilustram adicionalmente os exemplos preferidos de como a invenção pode ser feita e usada e não devem ser construídos como limitação da invenção somente àqueles exemplos ilustrados e descritos. As várias vantagens e características da presente invenção ficarão visíveis a partir de uma consideração dos desenhos nos quais:
a Figura 1 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata convencional ou de técnica anterior tendo uma porção de batente entre o escareador anular e o painel central;
a Figura 2 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata convencional ou de técnica anterior tendo uma porção de batente e um talão elevado entre o escareador anular e o painel central;
a Figura 3 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata convencional ou de técnica anterior tendo uma borda chanfrada na porção de batente entre o escareador anular e o painel central;
a Figura 4 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata convencional ou de técnica anterior tendo um talão elevado entre o escareador anular e o painel central;
as Figuras 5A e 5B ilustram vistas em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata construída de acordo com a invenção;
a Figura 6 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de uma porção de uma tampa de lata de acordo com a Figura 5 sobre um corpo de lata antes da formação de uma costura dupla;
a Figura 7 ilustra uma vista em seção transversal elevacional da maneira de empilhar tampas de lata da Figura 5 antes de costurar construída de acordo com a invenção; a Figura 8 ilustra uma vista em seção transversal elevacional da maneira de empilhar latas cheias de acordo com a Figura 5 da presente invenção; e
a Figura 9 ilustra uma vista em seção transversal elevacional do mandril usado para costurar a tampa de lata da Figura 5 ao corpo de lata;
a Figura 10 ilustra uma vista em seção transversal elevacional de um segundo modo de realização da tampa de lata da Figura 5. DESCRIÇÃO DETALHADA
A presente invenção é descrita no texto a seguir pela referência aos desenhos dos exemplos de como a invenção pode ser feita e usada. Os desenhos são somente para fins ilustrativos e não são necessariamente representações em escala exata dos modos de realização da presente invenção. Nesses desenhos, os mesmos caracteres de referência são usados através de todas as vistas para indicar partes iguais ou correspondentes. Os modos de realização mostrados e descritos aqui são exemplos. Muitos detalhes são bem conhecidos na técnica, e, como tais, não são mostrados ou descritos. Não é reivindicado que todos os detalhes, partes, elementos, ou etapas descritos e mostrados tenham sido inventados aqui. Mesmo se numerosas características e vantagens da presente invenção tenham sido descritas nos desenhos e no texto anexos, a descrição é ilustrativa somente, e mudanças podem ser feitas, especialmente em matéria de arranjo, forma e tamanho das partes, dentro dos princípios da invenção pela extensão completa indicada pelo sentido geral amplo dos termos usados nas reivindicações. As dimensões providas na descrição das tampas são dimensões de ferramenta e as dimensões verdadeiras das tampas de lata fabricadas de acordo com a presente invenção podem ser ligeiramente diferentes das dimensões de ferramenta. As palavras "se estender radialmente para fora", "se estender radialmente para dentro", "se estender radialmente para baixo", e "se estender radialmente para cima" como usadas neste documento significam que uma parte ou porção se estende na direção indicada a partir de uma outra parte referida. Não significa necessariamente, entretanto, que as partes sejam reunidas ou conectadas uma à outra; poderia haver outras partes ou porções entre as duas porções descritas que não sejam mostradas ou descritas. Quando as palavras "reunidas" ou "conectadas" são usadas neste documento, elas têm significados normais. A palavra "para cima", como usada neste documento, é usada em referência a uma tampa de lata como ela apareceria quando colocada sobre uma superfície plana com a aba sobre a face que se afasta do topo da superfície plana, como uma tampa de lata apareceria quando se olhando para baixo por cima do topo de uma lata de bebida. Além disso, o termo "concavidade negativa" é relativo à concavidade na direção "descendente" do fundo da tampa de lata, e "concavidade positiva" é relativa à concavidade na direção "ascendente".
As Figuras 5A e 5B são uma vista em seção transversal de uma porção de uma tampa de lata 510, ilustrativa do modo de realização correntemente preferido da presente invenção. A tampa de lata 510 compreende um painel central 512, uma porção de batente 552, uma porção de batente 516, uma parede interna angulada 518, um escareador anular 522, uma porção arqueada ou parede de mandril arqueada 532, uma porção de batente 534, uma porção de transição 536, uma porção de batente 537, e uma porção de ondulação periférica 538. Adicionalmente, o escareador anular 522 compreende uma parede exterior 528, uma porção de fundo curvada 524 e uma parede interior 520.
A tampa de lata 510 é feita, de preferência, a partir de metal laminado, embora outros materiais também possam ser usados. Tipicamente, é usada uma liga de alumínio, como a liga de alumínio 5182. O metal laminado tipicamente tem uma espessura de cerca de 0,007 a cerca de 0,01778 cm e cerca de 0,0254 cm. o metal laminado pode ser revestido com um revestimento (não mostrado) sobre pelo menos um lado. Esse revestimento é usualmente provido sobre aquele lado do metal laminado que formará o interior da lata. Aqueles experientes na técnica estarão bem familiarizados com os métodos de formar tampas de lata descritos aqui.
A tampa de lata 510 tem um painel central 512. O painel central 512 é geralmente circular na forma, mas pode ser intencionalmente não circular. O painel central 512 pode ter um diâmetro dj de cerca de 3,302 cm a cerca de 5,08 cm. Embora o painel central 512 seja mostrado como sendo geralmente em forma de pico ou em forma de domo, ele também pode ter igualmente uma configuração geralmente plana, e não está necessariamente limitado à configuração em forma de pico ou em forma de domo mostrada. O painel central 512 tem um eixo central 514 que é perpendicular a um diâmetro d2 do aro externo, ou da porção de ondulação periférica 538, da tampa de lata 510. O diâmetro d2 é de cerca de 5,715 cm a 6,35 cm, com um diâmetro preferido de 5,9436 cm. O diâmetro di do painel central 512 é, de preferência, menor do que 80% do diâmetro d2 do aro externo.
Ao redor do diâmetro externo dj do painel central 512 fica um batente 552 tendo um raio de curvatura com uma concavidade negativa que permite a transição para uma profundidade mais baixa, que é de cerca de 0,01524 cm a cerca de 0,0381 cm. A porção de batente 516, então, fica adjacente à porção 552, tendo um raio de curvatura r2j com uma concavidade positiva que permite a transição para uma profundidade mais baixa, que é de cerca de 0,0254 cm a cerca de 0,0381 cm.
Descendo a partir do fundo das porções de batente 516 e 522 fica uma parede interna angulada 518. Especificamente, uma extremidade da porção de batente 516 é anexada a uma porção de batente 556 da parede interna angulada 518, tendo um raio de curvatura r3 com concavidade negativa, e a parede interior 520 do escareador anular 522 é anexada a uma porção de batente 554 da parede interna angulada 518, tendo um raio de curvatura r4 com concavidade negativa. A parede interior angulada 518 é, de preferência, uma parede interior angulada reta ou plana 518; entretanto, é possível ter a parede arqueada com uma concavidade negativa ou positiva. Em qualquer caso, entretanto, uma linha reta pode se desenhar entre a porção de batente 556 e a porção de batente 554 que forma um ângulo agudo a} com relação ao eixo central 514 do painel central 512 de cerca de 15° a cerca de 50°.
Especificamente, em uma configuração, a porção de batente 554 se estende radialmente para dentro a partir da parede interior 520 em direção ao restante da parede interna angulada 518, onde o raio de curvatura r3 é de cerca de 0,01524 a cerca de 0,0762 cm. Adicionalmente, a porção de batente 554 se estende radialmente para dentro a partir da parede interna angulada 518, onde o raio de curvatura r4 é de cerca de 0,01524 a cerca de 0,0762 cm. Desse modo, a parede interna angulada 518 pode ser formada de uma superfície que inclui um par de junturas curvadas ou porções de batente com o restante da parede interior angulada 518 se estendendo linearmente e tangencialmente entre as mesmas; entretanto, também é possível em uma configuração alternativa ter uma parede interna angulada completamente arqueada 518 formando uma curva uniforme ou uma curva substancialmente uniforme.
O escareador anular 522 é formado a partir da parede interior
520 e de uma parede exterior 528, que são separadamente espaçadas e se estendem radialmente para fora a partir de uma porção de fundo curvada 524. A parede interna 520 e a parede externa 528 são geralmente planas e podem ser uma paralela à outra e ao eixo central 514, mas qualquer uma das duas, ou ambas podem divergir por um ângulo de cerca de tanto quanto 15°. A porção de fundo 524 tem, de preferência, um raio de curvatura r4 com concavidade positiva. O raio de curvatura r4 é de cerca de 0,02286 cm a cerca de 0,0762 cm. O painel central 512 tem uma profundidade hi de cerca de 0,127 cm a cerca de 0,0381 cm. A porção de fundo 524 do escareador anular 522 também pode ser formada com diferentes raios interno e externo se estendendo radialmente para fora a partir de uma porção plana.
Essa configuração particular que inclui a formação da parede interna angulada 518, a porção de batente 516 e a porção de batente 522 permite o arqueamento ou formação em domo mais fácil do painel central 512. Como pode ser visto na Figura 1, tampas de lata convencionais ou de técnica anterior tipicamente utilizam um painel central, como o painel central 110 da Figura 1, que emprega uma profundidade uniforme h, do painel central 512. Com o painel central 518 mostrado de acordo com a presente invenção, a profundidade h2 é variável como uma função da distância radial a partir do eixo central 514, tendo uma forma côncava geralmente negativa. Essa configuração permite a redução na quantidade do metal usado na tampa sem ter alguns problemas existentes. Especificamente, o uso de um painel central negativamente côncavo 512 aumenta o volume interno de uma lata, o que, por sua vez, reduz a pressão interna, assim a tensão pode ser diminuída de modo a reduzir a probabilidade de falha prematura ou inesperada das costuras dentro da tampa de lata 510. Adicionalmente, também é possível, mas não preferível, que o painel central 514 tenha uma forma côncava positiva.
Em adição às estruturas particulares empregadas entre o escareador anular 522 e o painel central 512, a parede externa 528 contém uma segunda porção de contato de mandril 550 que é um dos dois pontos nos quais o mandril 544 entra em contato com o interior da tampa de lata 510 durante a operação de costura, o outro ponto sendo a porção de transição 536. Uma porção arqueada 532 se estende radialmente para fora e para cima a partir da parede externa 528. a porção arqueada 532 é mostrada como tendo um raio de curvatura r5 com concavidade negativa que é de cerca de 0,254 cm a cerca de 0,762 cm. O parâmetro de projeto preferido para o raio de curvatura r5 é de 0,04699 cm. A porção arqueada 532 é configurada de modo que uma linha passando através da extremidade mais interna da porção arqueada 532, perto do término da juntura curvada 530, e da extremidade mais externa da porção arqueada 532, perto do início da porção de batente 534, forma um ângulo agudo com relação ao eixo central 514 do painel central 512. Esse ângulo agudo é de cerca de 20° a cerca de 80°. O projeto de tampa preferido usa um ângulo de cerca de 50°.
A porção de batente 534 se estende radialmente para fora a partir da porção arqueada 532. A porção de batente 534, de preferência, é curvada com um raio de curvatura r6 com concavidade positiva de cerca de 0,0508 cm a cerca de 0,1524 cm. O parâmetro de projeto de tampa corrente para o raio de curvatura r6 é de 0,11328400000000001 cm.
A primeira porção de transição 536 se estende radialmente para cima e ligeiramente para fora a partir da porção de batente 534. A primeira porção de transição 536 forma um ângulo a2 com relação ao eixo central 514 do painel central 512. Esse ângulo é de cerca de 15° a cerca de 25°. Como mostrado na Figura 6, o ângulo a2 é pretendido para ser maior do que o ângulo a3, que é medido em relação ao eixo central 514. O ângulo a3 é, de preferência, de pelo menos cerca de 2o para ajudar na remoção da lata a partir do mandril 544 depois da operação de costura e, de preferência, menor do que 8o. O parâmetro de projeto corrente para o ângulo a3 é de cerca de 4o.
A Figura 6 mostra a tampa de lata 510 repousando sobre o corpo de lata 540 e, particularmente, repousando sobre o flange 542 do corpo de lata 540. O raio r6 do flange de lata 542 é ligeiramente menor do que o raio (não mostrado) da porção de batente 537. Porque o raio de flange r6 e o segundo raio de porção de transição são muito semelhantes, a tampa se centraliza facilmente sobre a lata para a costura. O corpo de lata tem um diâmetro de pescoço interno d3 de cerca de 5,20954 a cerca de 5,2451 cm, com um diâmetro alvo de cerca de 5,22732 cm.
O propósito funcional do mandril 544 em conjunto com a tampa de lata 510 é criar uma costura dupla entre o flange de lata 542 e a ondulação periférica 538. Isso é conseguido através da rotação do mandril 544 de modo que a ondulação periférica 538 possa ser rolada sob o flange de lata 542 e comprimida contra o corpo de lata 540. Desse modo, uma costura dupla 554b, como mostrado na Figura 8, pode ser formada.
A Figura 7 mostra a maneira na qual uma pluralidade de tampas de lata 510a e 510b se empilham para manuseio, embalagem, e suprimento de uma máquina de costura. O lado de baixo da ondulação periférica 538a se suporta contra a porção superior da ondulação periférica 538b da tampa de lata adjacente 510b. A tampa de lata 510a é suportada e separada da tampa de lata 510b por uma altura h3 suficiente para acomodar a espessura de uma aba de puxar (não mostrada). Dessa maneira, as tampas de lata 510 são compactamente e eficientemente manuseadas e são mais prontamente posicionadas para suprimento de cartucho em uma operação de costura mecanizada.
A Figura 8 mostra a maneira de empilhar a lata cheia 564a, fechada e vedada de acordo com a presente invenção sobre uma lata cheia 564b igual. O talão de pedestal 566a repousa sobre uma costura dupla 554b.
A Figura 9 mostra aquelas porções do mandril 544 mostradas na Figura 6, e descritas acima, e também provê uma vista mais detalhada da porção frustocônica superior 546, da porção curvada inferior 580, e da porção de transição 582. Especificamente, a porção frustocônica superior 546 e a porção curvada inferior 580 provêem porções de contato para a porção de transição 563 e a porção de batente 534 enquanto a ondulação periférica é rolada sob o flange de lata 542 e comprimida contra o corpo de lata 540. Adicionalmente, a porção de transição 582 é projetada de modo que ela não devesse contatar a parede de mandril 532 durante a operação de costura.
Adicionalmente, há outras configurações que podem incluir uma parede interna angulada, tal como a parede interna angulada 518. Com referência à Figura 10 dos desenhos, um segundo modo de realização da presente invenção de uma tampa de lata 510 empregando uma parede interna angulada 518 é ilustrado. Esse modo de realização particular difere daquele da Figura 5 pelo fato de que não há estruturas múltiplas interpostas entre uma parede interna angulada 518 e o painel central 512.
Como com a Figura 5, o painel central 512 é geralmente circular na forma mas pode ser intencionalmente não circular. O painel central 512 pode ter um diâmetro di de cerca de 3,302 a cerca de 5,08 cm. Adicionalmente, o eixo central 514, que fica localizado substancialmente no centro da tampa de lata 510, é perpendicular ao diâmetro di do aro externo da tampa de lata 510. Entretanto, em contraste com a Figura 5, o painel central 512 é mostrado como tendo forma substancialmente plana com uma profundidade Ii1 relativamente uniforme; entretanto, é possível ter uma forma
em domo ou arqueada.
Ao redor do diâmetro externo d! do painel central 512 fica a porção de batente 556 tendo um raio de curvatura r4, com uma concavidade negativa que permite a transição para uma profundidade mais baixa, que é de cerca de 0,01524 a cerca de 0,0381 cm. A porção de batente 556, então, é adjacente à parede interna angulada 518. Descendo a partir do fundo da porção de batente 556 fica a parede interna angulada 518. A parede interior angulada 518 é, de preferência, reta ou plana; entretanto, é possível ter uma parede arqueada com uma concavidade negativa ou positiva. Na extremidade de uma parede interna angulada 518 fica a porção de batente 554. A porção de batente 554 fica localizada entre a parede interna angulada 518 e o escareador 522, tendo um raio de curvatura r4 com concavidade negativa que é de cerca de 0,01524 a cerca de 0,0381 cm. Uma lata de linha reta pode, desse modo, ser estirada entre a porção de batente 556 e a porção de batente 554 que forma um ângulo agudo aj com relação ao eixo central 514 do painel central 512 de cerca de 15° a cerca de 50°. Com essa configuração, há uma variedade de vantagens sobre as tampas de lata convencionais. Especificamente, essa configuração particular, desse modo, permitiria uma redução substancial na quantidade de metal usado na produção da tampa de lata 510 resultando em um custo mais baixo de produção. Adicionalmente, o uso da parede interna angulada 518 ajudaria a diminuir a tensão dentro do painel central 512, o que aumenta a integridade estrutural da tampa de lata 510 e reduz o potencial de falha.
A descrição restritiva e os desenhos dos exemplos específicos acima não apontam o que seria uma violação desta patente, mas provêem pelo menos uma explicação de como usar e fazer a invenção. Os limites da invenção e as fronteiras da proteção de patente são medidos pelas, e definidos
nas reivindicações a seguir.
Tendo descrito, desse modo, a presente invenção pela referência a determinados de seus modos de realização preferidos, é notado que os modos de realização revelados são ilustrativos ao invés de limitadores na natureza e que uma ampla faixa de variações, modificações, mudanças, e substituições são contempladas na revelação do texto anterior e, em alguns exemplos, algumas características da presente invenção podem ser empregadas sem um uso correspondente das outras características. Muitas dessas variações e modificações podem ser consideradas óbvias e desejáveis por aqueles experientes na técnica com base em uma revisão da descrição do texto anterior dos modos de realização preferidos. Conseqüentemente, é apropriado que as reivindicações anexas sejam construídas amplamente e em uma maneira consistente com o escopo da invenção.
Claims (11)
1. Tampa para um corpo de lata, caracterizada pelo fato de compreender: um painel central tendo um eixo central que é perpendicular a um diâmetro de um aro externo da mencionada tampa, onde o mencionado painel central tem uma altura que varia como uma função da distância radial em relação ao mencionado eixo central; uma primeira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado painel central tendo concavidade negativa e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm; uma segunda porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da primeira porção de batente tendo uma concavidade positiva e tendo um raio de curvatura menor do que cerca de 0,0381 cm; uma parede interna angulada se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada segunda porção de batente tendo um ângulo a partir de uma linha se estendendo através de cada extremidade da mencionada parede interna angulada em relação ao mencionado eixo central de menos de cerca de 50°; uma porção de escareador anular se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada parede interna angulada; uma parede de mandril se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado escareador anular; e uma porção de ondulação periférica se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada parede de mandril.
2. Tampa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mencionada parede de mandril compreende adicionalmente: uma porção arqueada se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado escareador anular e distinguida por um raio de menos de cerca de 1,27 cm com um ponto central abaixo da superfície da tampa, onde a linha passando através das extremidades da mencionada porção arqueada fica a um ângulo com relação ao eixo central do painel central de cerca de 20° a cerca de 80°; uma terceira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada porção arqueada e distinguida por um raio de pelo menos 0,0254 cm, com um ponto central acima da superfície da tampa; uma primeira porção de transição se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada porção de batente e sendo geralmente frustocônica e inclinada a um ângulo com relação ao mencionado eixo central de pelo menos cerca de 15° e a menos de cerca de 25°; e uma segunda porção de transição se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada porção de transição e distinguida por um raio de pelo menos 0,05080 cm com um ponto central abaixo da superfície da tampa.
3. Tampa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mencionada parede interna angulada compreende adicionalmente uma porção de batente em cada extremidade.
4. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mencionada linha passando através das extremidades da mencionada parede interna angulada fica em uma ângulo com relação ao mencionado eixo central do painel central de cerca de 25° a cerca de 35°.
5. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a linha passando através das extremidades da mencionada parede interna angulada fica em um ângulo com relação ao mencionado eixo central do painel central de cerca de 30°.
6. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mencionada porção de batente tem um raio de curvatura que é de cerca de 0,0254 cm.
7. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a mencionada segunda porção de batente tem um raio de curvatura que é de cerca de 0,0254 cm.
8. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o mencionado painel central é substancialmente em forma de domo ou arqueado.
9. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diâmetro do mencionado painel central é de cerca de 3,5559 cm a cerca de 5,08 cm.
10. Tampa de lata de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o escareador anular tem uma altura de cerca de 0,0762 cm a cerca de 0,2921 cm.
11. Método para formar uma costura dupla juntando um corpo de lata a uma tampa de lata, a mencionada tampa de lata tendo um painel central tendo um eixo central que é perpendicular a um diâmetro de um aro externo da mencionada tampa, onde o mencionado painel central tem uma altura variável em relação a uma distância radial em relação ao mencionado eixo central, uma primeira porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado painel central, uma segunda porção de batente se estendendo radialmente para fora a partir da mencionada primeira porção de batente, uma parede interna angulada se estende radialmente para fora a partir da mencionada segunda porção de batente tendo um ângulo a partir de uma linha se estendendo através de cada extremidade da mencionada parede interna angulada em relação ao mencionado eixo central de menos de cerca de 50°, uma porção de escareador anular se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado painel central, uma parede de mandril tendo uma porção de batente arqueada e uma porção de transição, onde a mencionada parede de mandril se estende radialmente para fora a partir do mencionado escareador anular, uma porção de ondulação periférica se estendendo radialmente para fora a partir do mencionado escareador, e o mencionado corpo de lata tendo um flange de corpo de lata, caracterizado pelo fato de compreender as etapas de: suportar o mencionado corpo de lata sobre uma base plana; posicionar a mencionada tampa de lata sobre o mencionado corpo de lata com a mencionada porção de transição repousando sobre o mencionado flange de corpo de lata; prover um mandril; encaixar a mencionada tampa de lata com o mencionado mandril de modo a contatar o mencionado escareador anular enquanto deixando a mencionada porção de batente arqueada não deformada; girar a mencionada montagem de lata e tampa usando o mencionado mandril; rolar a mencionada ondulação periférica e o flange de corpo de latajuntos para formar uma costura periférica intermediária; e comprimir a mencionada costura periférica intermediária contra o mencionado mandril para formar uma costura dupla.
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