BRPI0907190B1 - aparelho e método para fabricar recipientes de metal - Google Patents

Abstract

aparelho e método para fabricar recipientes de metal um aparelho e método para transferir ar comprimido entre elementos de máquina que usa um distribuidor rotativo (110) na qual um restritor de orifício (140) é provido entre o suprimento de ar (115), entre cada pistão (125) e sapata (130). os restritores de orifício (140) medem a vazão volumétrica durante latas de carregamento e/ou descarregamento do aparelho, assim otimizado o consumo de ar comprimido.

Description

[1] Esta invenção se refere à fabricação de latas metálicas e em particular a um método e aparelho para transferir ar comprimido e/ou vácuo entre elementos da máquina.

Fundamentos da Técnica [2] Geralmente é necessário realizar uma fabricação de latas em uma série de estágios de processos separados que geralmente exigem um ferramental diferente. Embora isso tenha sido alcançado uma vez em um sistema transportador em linha, é agora uma prática comum para usar uma série de torres circulares rotativas.

[3] A patente americana US 5282375 (REYNOLDS METAL COMPANY) descreve um sistema de manuseio para estrangular a extremidade aberta de um corpo de recipiente de metal ou lata. Os corpos de lata são apoiados na periferia de uma torre circular por meio de uma pressão negativa, também referenciada como “vácuo de sucção” ou simplesmente vácuo. Para manter a uniformidade, esta terminologia é adotada aqui também. Um arranjo de distribuidor a vácuo supre alto volume de vácuo de sucção baixa a um número pequeno de locais na vizinhança do local de alimentação rapidamente para localizar corpos de recipientes em blocos de base. Um suprimento de baixo volume de vácuo de sucção alta para os fusos a jusante assegura sucção de fixação adequada para manter recipientes nos blocos de base durante o estrangulamento.

[4] Distribuidores rotativos em várias formas têm sido usados por muitos anos para o suprimento de ar comprimido para ferramental. Geralmente, galerias de ar comunicam-se seletivamente com suprimento através de orifícios equidistante em um disco rotativo e fendas em uma sapata fixa. O distribuidor de ar de EP 1308225 B (DELAWARE CAPITAL FORMATION) usa tanto o ar reciclado de baixa pressão como o de alta

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 8/24 / 8 pressão. O ar de alta e/ou de baixa pressão é sangrado de um recipiente de forma a poder ser reutilizado. Este processo de sangria para processo de retrossangria é considerado para recuperar cerca de 50% do volume. Entretanto, o processo de sangria para processo de retrossangria depende da efetividade da vedação entre o distribuidor e o rotor. A contrapressão nos pistões os quais são usados para alcançar esta vedação é limitada a orifícios que estão em um circuito de vazão nula, isto é, uma lata vedada no recorte. Isso ocorre sobre um arco muito pequeno. Existem molas adjacentes às câmaras dos pistões as quais pressionam o distribuidor contra o rotor se não há latas presentes. Quando não há latas presentes, não há circuito de vazão nula e as molas são bastante ineficientes em si.

[5] EP 1828035 A (CROWN PACKAGING TECHNOLOGY, INC) descreve um mecanismo de transferência para uma estação de estrangulamento de matriz de multiestágios. O dispositivo de transferência usa torres convencionais tendo 3 zonas, cada uma realizando um estágio de estrangulamento de matriz de multiestágios. Depois de completar cada estágio, uma roda de transferência remove a lata do receptáculo para aquele estágio e a transfere para o receptáculo do próximo estágio. Alternativamente, a lata pode ser transferida para uma torre separada se estágios de processos adicionais forem exigidos. Esta aplicação usa receptáculos para apoiar latas em torno da periferia de uma torre, mas é também sugerido que este suporte possa ser alcançado por blocos de sucção.

[6] Carregar e descarregar a lata para dentro do ferramental usando sucção, vácuo e/ou ar comprimido, leva, invariavelmente a vazamentos de ar na atmosfera, por exemplo, em torno das bordas da lata e durante o movimento da lata.

[7] Como notado acima com referência à EP 1308225 B (DELAWARE CAPITAL FORMATION) vedações podem ser alcançadas apenas sobre um pequeno arco do distribuidor. Além do mais, esta referência

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 9/24 / 8 usa dois cabeçotes de pressão as quais exigem dois sistemas de distribuição. Esta duplicação de hardware consequentemente tem necessidades especiais de manutenção.

[8] Esta invenção tem o objetivo e prover um método e um aparelho que superem os problemas da técnica anterior e os quais usam/gastam menos ar comprimido, mesmo em uma situação em que nenhuma lata está presente.

Descrição da Invenção [9] De acordo com a presente invenção, é provido um aparelho para fabricar recipientes de metal, incluindo um distribuidor rotativo para transferir ar de acordo com as etapas no processo de fabricação, o distribuidor incluindo uma conexão com um ou mais suprimentos de ar; e uma saída de ar; caracterizado pelo fato de que o distribuidor é um distribuidor rotativo que inclui um ou mais restritores de orifícios fixos.

[10] Os um ou mais suprimentos de ar são, geralmente transferidos para posições em torno do distribuidor rotativo. Convencionalmente, o distribuidor rotativo inclui uma vedação entre elementos de máquina rotativos e fixos. O distribuidor pode incluir adicionalmente um conjunto de posições, sapata e disco nos quais a vedação está na interface entre a sapata e o disco. A sapata é geralmente “fixa” (não rotativa) em que o disco é restringido através de conexão mecânica para girar com a árvore principal, sobre o eixo geométrico da árvore principal, de forma a selecionar o suprimento de ar comprimido desejado a ser transferido para o ferramental.

[11] Na presente invenção, o, ou cada restritor é posicionado geralmente entre um pistão e a sapata. Existe, portanto, uma queda de pressão obtida através do restritor de orifício, que, portanto controla a vazão volumétrica para o ferramental. Esta queda de pressão força o pistão para fora e em troca força a sapata contra o disco, dando uma vedação melhor e mais positiva do que os distribuidores rotativos da técnica anterior.

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 10/24 / 8 [12] Através de uma seleção cuidadosa dos restritores de orifícios em torno do distribuidor rotativo, o distribuidor rotativo poderia operar com um único suprimento de ar comprimido e evitar a necessidade de múltiplos cabeçotes de pressão.

[13] De acordo com um aspecto adicional da presente invenção, é provido um método de fabricação de recipientes de metal, o método incluindo: controle de transferência de ar comprimido entre elementos de máquina; e transferência de ar por temporização de acordo com eventos no processo de fabricação; caracterizado por: temporizar os eventos na fabricação dos recipientes que exigem ar comprimido; controlar a vazão volumétrica de ar durante carga e/ou descarga de um recipiente a partir de uma máquina do processo; e criando uma força em uma interface entre elementos de máquina para criar uma vedação.

[14] O método pode usar um único suprimento de ar, ou mais de um suprimento, todos tendo a mesma pressão.

[15] O método inclui geralmente transferir o ar dos elementos estáticos da máquina através de elementos rotativos da máquina. O método também pode incluir controle de “vácuo” entre elementos da máquina. O vácuo não é exigido para todos os processos de conformação, mas é particularmente útil para reformar base ou fundo, por exemplo.

Breve Descrição das Figuras nos Desenhos [16] Figura 1 é uma vista lateral esquemática da máquina da técnica anterior;

Figura 2 é uma vista esquemática de extremidade do distribuidor rotativo da técnica anterior da figura 1;

Figura 3 é uma vista esquemática de um processo para lata típica;

Figura 4 é uma vista lateral de suprimento de ar para uma lata, durante um processo conhecido;

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Figura 5 é uma vista lateral esquemática de um distribuidor rotativo da invenção;

Figura 6 é uma vista em perspectiva explodida do distribuidor rotativo da Figura 5;

Figura 7 é uma vista em perspectiva explodida do distribuidor rotativo da Figura 5; e

Figura 8 é uma vista parcial do distribuidor rotativo da Figura 5, cortada para fora para mostrar um restritor de orifício em sua posição de operação.

Maneiras de Realizar a Invenção [17] Figura 1 é uma vista lateral esquemática de uma parte de uma máquina típica de produzir lata, mostrando uma conjunto de árvore principal rotativo 1 e uma armação de máquina estática 5. Um corpo de lata 8 com base integral, tal como as usadas como latas de bebidas, é mostrada em sua posição de processamento. Do lado esquerdo da Figura 1 está montada um distribuidor rotativo 10. O distribuidor rotativo (aqui também referenciada como válvula rotativa) é o dispositivo de transferência de ar comprimido e de vácuo dos elementos estáticos de máquina, através das galerias 12 dos elementos de máquina rotativos, e de temporizar os eventos de ar/vácuo para o processo de fabricação de lata.

[18] A vista de extremidade do distribuidor rotativo 10 mostrada na Figura 2 mostra dois suprimentos de ar comprimido 15, também conhecidos como cabeçotes de pressão, geralmente uma de pressão “baixa” de 5 a 15 psi e outra de pressão mais alta de 20 a 50 psi. O distribuidor rotativo recebe ar na pressão desejada, alta ou baixa, através de orifícios 18 a partir de linhas relevantes de suprimento de ar comprimido.

[19] A Figura 3 é uma vista esquemática mostrando como as latas são transportadas através de uma máquina a partir de uma torre de processo 30 para a próxima, usando torres de transferência 35. Receptáculos para latas

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 12/24 / 8 são mostrados como pequenos círculos 40, com as torres sendo identificadas por grandes círculos. A torre de processamento central 30 tem um primeiro setor 31 para carregar cada lata para dentro do ferramental, um segundo setor de processo 32 e um setor final 33 para descarregar a lata do ferramental. A rotação desta torre central é mostrada como sendo no sentido horário. Segue, daí que a rotação da torre adjacente é no sentido anti-horário.

[20] Durante as fases de carga/descarga 31 e 33, o ar é soprado para dentro da lata, e desperdiçadamente para a atmosfera como esquematicamente mostrado pelas setas na Figura 4. Devido a velocidades altas de produção, não há tempo de processo disponível bastante para que se possa desligar o suprimento de ar durante a carga, As latas se movem axialmente em direção ou para fora da galeria de ar comprimido 20, durante a carga ou a descarga, respectivamente (ver setas à direita da Figura 4)e em máquinas de produção de alta velocidade isso significa que o ar comprimido 24 que é soprado em direção ao corpo da lata também escape para a atmosfera 24'. Esta perda de ar comprimido é particularmente significativa quando a lata não está presente. Durante o processamento da lata, a lata é pressurizada e há uma vedação entre o ferramental e a lata, de forma que este vazamento de ar seja minimizado.

[21] Figuras 5 a 8 são vistas do distribuidor rotativo 110 da invenção, a qual é usada para selecionar eventos de ar/vácuo, exigidos para a fabricação de corpos de lata que têm uma base integral. Exemplos de quando o ar/vácuo exige controle são processados para “conformar” o corpo da lata. A conformação da extremidade de fenda do corpo da lata poderia incluir estrangulamento ou redução no diâmetro do corpo da lata o que é uma técnica padrão para capacitar uma extremidade de lata menor de material mais espesso, e, portanto, mais caro do que aquele do corpo de lata, a ser unido ao corpo de lata por uma costura dupla. O processamento força os envolvidos neste estrangulamento a necessidade de ser resistente a uma alta pressão de ar comprimido a qual é usada para enrijecer a lata. Ar comprimido de baixa

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 13/24 / 8 pressão é usado também para mover a lata do ferramental para a posição de coleta por uma torre de transferência.

[22] Outra técnica de conformação é reformar a base ou o fundo de um corpo de lata para melhorar sua força, tal como para aumentar a pressão na qual o domo central na base deve ser revertido. Ar comprimido é usado também para enrijecer a lata enquanto a prende contra um apoio. O vácuo é exigido para mover a lata do ferramental para a posição de coleta por uma torre de transferência.

[23] O ar é suprido a partir de uma entrada de ar 115 para uma região 128 entre o pistão 125 e a sapata 130. A característica nova da válvula de rotação da invenção é a adição de restritores de orifício 140, os quais estão em uma placa traseira fixa 132 sobre a qual é montada a sapata 130 e se estende dentro da região 128. Ao incorporar estes restritores de orifício, verificou-se que o fluxo de ar pode ser controlado. A fim de reduzir a perda de ar pressurizado para o meio ambiente durante a carga ou descarga de uma lata em um processo de torre, a vazão volumétrica de ar da saída 120 pode ser medida pelo restritor do orifício e pela posição rotacional do distribuidor rotativo. Nas máquinas conhecidas, o processo de reciclagem complexa ou de sangria para processo de retrossangria têm sido necessários para compensar pelo que de outra maneira teria envolvido uma perda excessiva de ar comprimido.

[24] No exemplo das Figuras 5 a 8 a válvula rotativa 110 tem entradas de suprimento de ar comprimido 115, com pressões alta e baixa, respectivamente, as quais são usadas para prover fluxo volumétrico de ar controlado120 para o ferramental, e um suprimento de vácuo. A queda de pressão através do restritor do orifício fixo 140 dá uma pressão mais alta na região 128 do que simplesmente ar fluindo em 120. Consequentemente, existe um ganho nítido na força do pistão 125 que atua na sapata 130, pressionando a sapata contra o disco rotativo 135. Esta força pressiona a sapata contra o

Petição 870190076902, de 09/08/2019, pág. 14/24 / 8 disco sem a necessidade de ter uma lata vedada no ferramental para criar uma extremidade morta no sistema. O ar sai do distribuidor 110 em saídas 120 de acordo com as exigências de suprimento de ar comprimido e posição rotacional da válvula rotativa.

[25] Na Figura 6, a placa traseira 132 e componentes montados na placa traseira são “fixos”e o disco 135 gira sobre o eixo geométrico da árvore principal. Portanto, não apenas a placa traseira, mas também a entrada de ar 115, pistões 125, sapata 130 e restritores de orifícios são “fixos”, isto é eles não giram sobre o eixo geométrico da árvore principal, embora haja claramente movimento ou pistão e sapata para pressionar contra o disco rotativo 135.

[26] Em outra configuração da invenção (não mostrada) o distribuidor rotativo é suprida com um único cabeçote de pressão de cerca de 20 a 50 psi. O diâmetro do orifício de saída depende do restritor do orifício, mas pressão alta ou baixa é selecionada por restritores individuais para cada pistão. Por exemplo, se o único cabeçote de pressão fosse de cerca de 50 psi, e o sistema exige 30 psi, o restritor do orifício é usado para dar o volume e a pressão exigidos. Essencialmente, menor o diâmetro de saída, maior a queda de pressão através do restritor e vazão volumétrica reduzida.

Claims (5)

1. Aparelho para fabricar recipientes de metal, incluindo um distribuidor rotativo (110) para transferir ar de acordo com os eventos no processo de fabricação, o distribuidor incluindo:

uma conexão para um ou mais suprimentos (115);

uma saída de ar; e caracterizado pelo fato de que o distribuidor é um distribuidor rotativo e o distribuidor rotativo inclui:

um ou mais restritores de orifício fixos (140);

uma vedação entre elementos de máquina estáticos ou rotativos; e pelo menos um pistão (125), sapata (130) e disco (135) nos quais a vedação é a interface entre a sapata e o disco e um ou mais restritores de orifício (140) é/são posicionado(s) entre o pistão (125) e a sapata (130).

2. Método para fabricar recipientes de metal, o método incluindo:

controle de transferência de ar comprimido entre elemento de máquina; e transferência de ar por temporização de acordo com os eventos no processo de fabricação; caracterizado pelo fato de que:

temporizar eventos na fabricação de recipientes que exigem ar comprimido;

controlar vazão volumétrica de ar com um ou mais restritores de orifício fixos durante carga e/ou descarga de um recipiente a partir de uma máquina de processamento; e criando uma força em uma interface entre elementos de máquina (sapata (130) e disco (135)) para criar uma vedação entre a sapata (130) e o disco (135).

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de incluir adicionalmente o uso de um único suprimento de ar, ou mais de

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2 / 2 um suprimento de ar (115), cada um na mesma pressão.

4. Método de acordo com a reivindicação 2 ou 3, caracterizado pelo fato de incluir transferência de ar dos elementos de máquina estáticos (130) através dos elementos de máquina rotativos (135).

5. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 2 a

4, caracterizado pelo fato de incluir adicionalmente o controle do “vácuo” entre elementos da máquina.