ES2129396T5 - Aparato y metodo para reforzar el fondo de un envase. - Google Patents
Aparato y metodo para reforzar el fondo de un envase.Info
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Abstract
EL APARATO (110, 180, 270, 330 O 360) BIEN REFORMA UNA PARTE CIRCUNFERENCIAL (86) DEL CUERPO DE UN CONTENEDOR (11) RADIALMENTE HACIA FUERA PARA FORMAR UN CUERPO DE CONTENEDOR (64), O REFORMA UNA PLURALIDAD DE PARTES SEPARADAS CIRCUNFERENCIALMENTE (74) DE LA PARTE DE ENTRANTE DEL FONDO (25) DEL CUERPO DE UN CONTENEDOR (11) RADIALMENTE HACIA FUERA PARA FORMAR UN CUERPO DE CONTENEDOR (62). EL APARATO (110, 180, 270, 330 O 360) INCLUYE UN CUERPO (158, 230, 288, 332, O 365) Y TIENE UN ELEMENTO DE HERRAMIENTA UNIDO A EL QUE PUEDE SER UN RODILLO (172, 246, 302 O 350) O UN ELEMENTO ESTAMPADOR (392). SE INCLUYEN MEDIOS PARA PROPORCIONAR UN MOVIMIENTO TRANSVERSAL RELATIVO ENTRE EL CUERPO DEL CONTENEDOR (11) Y EL ELEMENTO DE HERRAMIENTA (172, 246, 302, 346, O 392). SE PROPORCIONAN MEDIOS (160, 222, 296 O 332) PARA PROPORCIONAR UN MOVIMIENTO ROTATORIO RELATIVO ENTRE EL CUERPO DE CONTENEDOR (11) Y EL ELEMENTO DE HERRAMIENTA (172, 246, 302, O 346) EN TODAS LAS INCORPORACIONES EXCEPTO EL APARATO (360) ENEL QUE SE ESTAMPA LA PARTE ENTRANTE DEL FONDO (25). EL METODO INCLUYE EL PROPORCIONAR UN MOVIMIENTO TRANSVERSAL RELATIVO ENTRE EL CUERPO DEL CONTENEDOR (11) Y EL ELEMENTO DE HERRAMIENTA (172, 246, 302, 346, 392), Y EN TODAS LAS INCORPORACIONES EXCEPTO UNA (360) EN LA QUE SE ALCANZA LA REALIZACION MEDIANTE EL ESTAMPADO, SE DESCRIBE UN MOVIMIENTO ROTATORIO RELATIVO ENTRE EL CUERPO DEL CONTENEDOR (11) Y EL ELEMENTO DE HERRAMIENTA (172, 246, 302 O 346).
Description
Aparato y método para reforzar el fondo de un
envase.
La presente invención está relacionada
generalmente con cuerpos de envases metálicos del tipo que tienen
una pared lateral sin juntura y un fondo formado de una pieza con
la misma. Más particularmente, la presente invención está
relacionada con contornos de fondos que proporcionan mayor presión
de inversión de bóveda, que proporcionan mayor resistencia a las
deformaciones cuando se dejan caer, y que minimizan o impiden el
aumento de la altura de un envase en el que la bebida está sometida
a temperaturas de pasteurización y/o temperaturas extremas que
están presentes en el transporte y el almacenamiento. Además, la
presente invención está relacionada con un aparato y un método para
proporcionar estos contornos de fondos mejorados.
Han existido numerosas configuraciones de envases
de dos piezas, es decir, envases que tienen un cuerpo de envase con
una pared de fondo de una pieza en un extremo, y un extremo abierto
que está configurado para tener una tapa fijada al mismo. Los
fabricantes de envases envasan bebidas de varios tipos en estos
envases hechos de aleaciones ya sea de acero o de aluminio.
En la producción de estos cuerpos de envases, es
importante que la pared del cuerpo y la pared del fondo del envase
sean tan delgadas como sea posible para que el envase se pueda
vender a un precio competitivo. Se ha dedicado mucho trabajo al
adelgazamiento de la pared del cuerpo.
Junto con la búsqueda de estas estructuras de
paredes delgadas de cuerpos, se han investigado varias
configuraciones de la pared del fondo. Un intento temprano en la
búsqueda de suficiente resistencia de la pared del fondo fue hacer
la misma en forma de una bóveda esférica. Esta configuración
general se expone en la Patente de EE.UU. Nº 3.760.751, concedida a
Dunn y otros el 25 de Septiembre de 1973. La pared del fondo estaba
provista de una bóveda cóncava hacia dentro, o parte cóncava
inferior, que incluía una gran parte del área de la pared del fondo
del cuerpo del envase. Esta configuración abovedada proporciona
mayor robustez y resiste la deformación de la pared del fondo bajo
mayores presiones internas del envase, con pequeños cambios en la
geometría total e la pared del fondo en todo el margen depresiones
para el cual está diseñado el envase.
La técnica anterior que presenta fondos
abovedados incluye también la Patente de EE.UU. Nº 3.349.956,
concedida a P. G. Stephan el 31 de Octubre de 1967; la Patente de
EE.UU. Nº 3.693.828, concedida a Kneusel y otros el 26 de Septiembre
de 1972; la Patente de EE.UU. Nº 3.730.383, concedida a Dunn y
otros el 1 de Mayo de 1973; la Patente de EE.UU. Nº 3.904.069,
concedida a Toukmanian el 9 de Septiembre de 1975; la Patente de
EE.UU. Nº 3.942.673, concedida a Lyu y otros el 9 de Marzo de 1976;
la Patente de EE.UU. Nº 4.294.373, concedida a Miller y otros el 13
de Octubre de 1981; la Patente de EE.UU. Nº 4.834.256, concedida a
McMillin el 30 de Mayo de 1989; la Patente de EE.UU. Nº 4.685.582,
concedida a Pulciani y otros el 11 de Agosto de 1987; la Patente de
EE.UU. Nº 4.768.672, concedida a Pulciani y otros el 6 de
Septiembre de 1988; y la Patente Francesa Nº 1.514.970.
Patentes que presentan aparatos para formar
cuerpos de envases con fondos abovedados hacia dentro y/o que
presentan cuerpos de envases que tienen fondos abovedados hacia
dentro, incluyen la Patente de EE.UU. Nº 4.289.014, concedida a
Maeder y otros el 15 de Septiembre de 1981; la Patente de EE.UU. Nº
4.289.014, concedida a Gombas el 15 de Septiembre de 1981; la
Patente de EE.UU. Nº 4.341.321, concedida a Gombas el 27 de Julio
de 1982; la Patente de EE.UU. Nº 4.372.143, concedida a Elert y
otros el 8 de Febrero de 1983; la Patente de EE.UU. Nº 4.620.434,
concedida a Pulciani y otros el 4 de Noviembre de 1986; y la
Patente WO91/11275, publicada el 8 de Agosto de 1991.
La Patente Francesa Nº 1.514.970 (estado más
cercano de la técnica) presenta una botella de presión para
suministrar aerosoles. La botella está formada por una pieza
superior 1 y una pieza inferior 2. La pieza inferior 2 incluye un
fondo 4 y un reborde 5 que está conectado a la pared lateral de la
botella como se ilustra en la Figura 1. La Patente Francesa Nº
1.514.970 expone que la configuración ilustrada en la Figura 1 se
puede obtener con una mecanización apropiada. La Patente WO91/11275
presenta reformar una pared interior de un cuerpo de envase
estirado y embutido para hacer la pared interior más vertical
usando un rodillo.
También con respecto a las patentes anteriormente
mencionadas, Lyu y otros presentan un fondo abovedado hacia dentro
en el que la forma del fondo abovedado es elipsoidal.
En la Patente de EE.UU. Nº 3.349.956, Stephan
enseña el uso de una parte de apoyo anular de diámetro reducido, con
un fondo abovedado hacia dentro dispuesto en la parte intermedia de
la parte de apoyo anular de diámetro reducido. Stephan también
enseña apilar la parte de apoyo anular de diámetro reducido dentro
de la parte superior de doble juntura de otro envase.
En la Patente de EE.UU. Nº 3.693.828, Kneusel y
otros presentan un cuerpo de envase de acero que tiene una parte de
fondo que tiene forma troncocónica para proporcionar una parte de
apoyo anular de diámetro reducido, y que tiene un fondo abovedado
internamente que está dispuesto radialmente hacia dentro de la
parte de apoyo anular. Varios contornos del fondo están ajustados
para proporcionar un revestimiento mas uniforme de la superficie
interior del fondo, incluyendo un radio reducido del fondo
abovedado.
En las Patentes de EE.UU. Nos. 4.685.582 y
4.768.672, Pulciani y otros, en lugar de la parte troncocónica de
Kneusel y otros, presentan una parte de transición entre la pared
exterior de forma cilíndrica del cuerpo del envase y la parte de
apoyo anular de diámetro reducido, que incluye una parte anular
arqueada superior, que es convexa con respecto al diámetro exterior
del cuerpo del envase, y una parte anular arqueada inferior que es
cóncava con respecto al diámetro exterior del cuerpo del envase.
En la Patente de EE.UU. Nº 4.834.256, McMillin
presenta una parte de transición entre la pared exterior de forma
cilíndrica del cuerpo del envase y la parte de apoyo anular de
diámetro reducido, que está contorneada para proporcionar un
apilamiento estable para envases que tienen una parte superior de
doble juntura que es generalmente del mismo diámetro que la pared
cilíndrica exterior, así como para proporcionar un apilamiento
estable para envases que tienen partes superiores de doble juntura
que son mas pequeñas que el cuerpo cilíndrico. En este diseño, los
envases con partes superiores de diámetro reducido se apilan dentro
de la parte de apoyo anular de diámetro reducido, y los envases con
partes superiores más grandes se apilan contra esta parte de
transición especialmente contorneada.
En la Patente de EE.UU. Nº 4.732.292, concedida
el 22 de Marzo de 1988, Supik enseña hacer entrantes en el fondo de
un cuerpo de envase, que se extienden desde la parte inferior hacia
arriba. Se muestran varias configuraciones de estos entrantes. Se
dice que los entrantes aumentan la flexibilidad del fondo y, por
tanto, impiden el agrietamiento de los revestimientos interiores
cuando los envases están sometidos a las presiones internas del
fluido.
En la Patente de EE.UU. Nº 4.885.924, concedida
el 12 de Diciembre de 1989, que fue presentada en la Publicación
Internacional de la OMPI Nº WO 83/02577 del 4 de Agosto de 1983,
Claydon y otros presentan un aparato para laminar radialmente hacia
dentro la superficie exterior de la parte de apoyo anular,
reduciendo así los radios de la parte de apoyo anular. La parte de
apoyo anular se lamina hacia dentro para impedir la inversión del
fondo abovedado cuando el envase está sometido a las presiones
internas del fluido.
Varias de las patentes de la técnica anterior,
incluyendo la Patente de EE.UU. Nº 4.620.434 de Pulciani y otros,
presentan contornos que están diseñados para aumentar la presión a
la cual el fluido dentro del envase invierte la bóveda del fondo del
cuerpo del envase. Esta presión se denomina presión estática de
inversión de bóveda. En esta patente, al contorno de la parte de
transición se le da tanto énfasis que el radio del tabique
abovedado, aunque está especificado generalmente dentro de unos
márgenes, no está especificado para la realización preferida.
Sin embargo, se ha sabido que se obtienen valores
máximos de la presión estática de inversión de la bóveda aumentando
la curvatura de la bóveda hasta un valor óptimo, y que un mayor
aumento de la curvatura de la bóveda produce una disminución de la
presión estática de inversión de bóveda.
Como se mencionó anteriormente, uno de los
problemas es obtener una presión de inversión de bóveda máxima para
un grosor de metal dado. Sin embargo, otro problema es obtener una
resistencia a la deformación cuando un envase lleno se deja caer
sobre una superficie dura.
La prueba actual de la industria para la
resistencia a la caída se denomina la altura de caída acumulativa.
Como se efectúa para las pruebas presentadas aquí, se deja caer un
envase lleno sobre una placa de acero desde alturas que empiezan
desde 75 mm (tres pulgadas) y que aumentan en 75 mm (tres pulgadas)
para cada caída sucesiva. La resistencia a la altura de caída es
entonces la suma de todas las distancias desde las cuales se deja
caer el envase, incluyendo la altura en la que se invierte la
bóveda, o se invierte parcialmente. Es decir, la resistencia a la
altura de caída es la altura acumulativa a la cual el contorno del
fondo se deforma suficientemente para impedir que el envase se
sostenga firmemente vertical sobre una superficie plana.
En la Solicitud de Patente de EE.UU. 07/505.618,
que tiene entidad inventiva común, y que es del mismo cesionario de
la presente solicitud, se mostró que disminuyendo el radio de la
bóveda del cuerpo del envase, aumenta la resistencia a la altura de
caída acumulativa y disminuye la presión de inversión de la bóveda.
Además, en esta Solicitud anterior se mostró que aumentando la
altura de la pared interior aumenta la presión de inversión de
bóveda.
Sin embargo, cuando se disminuye el radio de la
bóveda para una altura de la bóveda dada, disminuye la altura de la
pared interior. Por lo tanto, para una altura de bóveda dada, un
aumento de la resistencia a la caída acumulativa, logrado por una
disminución del radio de la bóveda, da lugar a una disminución de la
altura de la pared interior junto con una disminución consiguiente
en la presión de inversión de bóveda.
Por tanto, una manera de lograr una buena
combinación de altura de caída acumulativa y presión de inversión de
bóveda es aumentar la altura de la bóveda, permitiendo así una
reducción en el radio de la bóveda a la vez que se mantiene una
altura de pared adecuada. Sin embargo, hay límites a los cuales se
puede aumentar la altura de la bóveda mientras se mantienen todavía
las especificaciones de diámetro, altura y volumen
normalizados.
Un problema adicional en el diseño y fabricación
de envases para bebidas ha sido el mantenerlos envases dentro de
especificaciones después de un proceso de pasteurización, cuando
los envases de bebidas llenos se almacenan a elevadas temperaturas
ambientales, y/o cuando se exponen a los rayos del sol.
Este aumento de altura es originado por el
desdoblamiento de la parte de apoyo anular cuando la presión interna
del fluido sobre la parte abovedada aplica una fuerza hacia abajo a
la pared circunferencial interior, y la pared circunferencial
interior aplica una fuerza hacia abajo sobre la parte de apoyo
anular.
Un aumento en la altura de un envase de bebidas
origina el atascamiento de los envases en el equipo de llenado y
transporte, e irregularidades en el apilamiento.
Anualmente se fabrican una gran cantidad de
envases, y los fabricantes de los mismos están siempre buscando
reducir la cantidad de metal utilizado en fabricar cuerpos de
envases manteniendo, sin embargo, las mismas características
operativas.
Debido a las grandes cantidades de cuerpos de
envases fabricados, una pequeña reducción del grosor del metal,
incluso de 2,5 x 10^{-3} mm (una diezmilésima de pulgada) daría
lugar a una reducción sustancial en el coste del material.
Según la presente invención, se proporcionan un
aparato y un método para reformar la parte cóncava inferior de un
cuerpo de envase para bebidas estirado y embutido. Cuando se
reforma como se enseña aquí, aumenta la presión de inversión de
bóveda del envase sin aumentar el grosor del metal, sin aumentar la
altura de una pared interior que rodea la parte abovedada, sin
aumentar la altura total de la bóveda, o sin disminuir el radio de
la
bóveda.
bóveda.
Además, en la presente invención, tanto la mayor
resistencia al desdoblamiento de la parte de apoyo anular, como la
mayor resistencia a la altura de caída acumulativa de los envases,
se consiguen sin ningún aumento del contenido metálico, y sin ningún
cambio en el tamaño o forma general del cuerpo del envase.
Un cuerpo de envase que proporciona mayor
resistencia al desdoblamiento, mayor presión de inversión de la
bóveda y mayor resistencia a la altura de caída acumulativa incluye
una pared cilíndrica exterior que está dispuesta alrededor de un
eje del envase, un fondo que está unido a la pared exterior y que
proporciona una superficie de apoyo, y una parte cóncava inferior
que está dispuesta radialmente hacia dentro de la superficie de
apoyo, que incluye un tabique central o tabique cóncavo abovedado, y
que incluye una parte circunferencial de disposición de bóveda que
dispone el tabique central a una cierta distancia posicional encima
de la superficie de apoyo.
En una realización de la presente invención, la
parte cóncava inferior del cuerpo del envase incluye una parte de
la misma que está dispuesta a una primera distancia vertical encima
de la superficie de apoyo y a una primera distancia radial del eje
del envase; y la parte cóncava inferior incluye también una parte
adyacente que está dispuesta a una mayor distancia vertical encima
de la superficie de apoyo y a una mayor distancia radial del eje
del envase que la primera parte.
Es decir, la parte cóncava inferior incluye una
parte adyacente que se extiende radialmente hacia fuera desde una
primera parte que está mas cerca de la superficie de apoyo. En esta
configuración, esta parte adyacente se extiende
circunferencialmente alrededor del cuerpo del envase, proporcionando
por ello un entrante radial anular que se arquea hacia fuera de la
parte de la concavidad inferior que está más cerca de la superficie
de apoyo.
En otra realización de la presente invención, la
parte adyacente de la parte cóncava inferior está arqueada y se
extiende durante sólo una parte de la circunferencia de la parte
cóncava inferior. Preferiblemente, una pluralidad de partes
adyacentes, y más preferiblemente cinco partes adyacentes, se
extienden radialmente hacia fuera de una pluralidad de las primeras
partes, y están interpuestas entre respectivas partes de las
primeras partes.
Es decir, una pluralidad de partes de refuerzo
están dispuestas en la pared circular interior de la parte cóncava
inferior y se extienden circunferencialmente alrededor de la parte
cóncava inferior o están circunferencialmente espaciadas.
El envase de la presente invención constituye un
envase con mejor presión estática de inversión de bóveda sin ningún
aumento de material, y sin ningún cambio en las dimensiones que
afecte a la intercambiabilidad de la maquinaria de llenado y/o
envasado.
Además, el envase de la presente invención
proporciona mayor resistencia al desdoblamiento originado por la
presión, y al cambio resultante de la altura total del envase que
acompaña a las presiones del fluido presentes durante el proceso de
pasteurización.
Además, el envase de la presente invención
proporciona mayor resistencia a la altura de caída acumulativa sin
ningún aumento de material, y sin ningún cambio en las dimensiones
que afecte a la intercambiabilidad de la maquinaria de llenado,
haciendo así posible una reducción, o eliminación, del acolchado que
ha sido proporcionado por el cartón y el empaquetado en cajas.
En una realización, el aparato de la presente
invención gira, el cuerpo del envase permanece estacionario, los
rodillos del aparato se mueven en una trayectoria planetaria cuando
gira el aparato, y los rodillos se mueven radialmente hacia fuera
hasta un contacto deformador con la parte cóncava inferior del
cuerpo del envase, en respuesta al movimiento longitudinal de una
parte del aparato.
El aparato de esta primera realización de la
presente invención se puede usar como parte de una máquina que
efectúe solamente las funciones de reforma expuestas aquí. Sin
embargo, preferiblemente, este aparato está incorporado en una
máquina que efectúe otras funciones de fabricación de botes. Más
preferiblemente, el aparato de esta primera realización está
incorporado en una máquina en la que los extremos abiertos de los
cuerpos de envases se estrechan en una primera y una segunda etapas
de embutición.
En otra realización, el aparato de la presente
invención permanece giratoriamente estacionario, el cuerpo del
envase gira, y los rodillos de aparato se mueven radialmente hacia
fuera hasta un contacto deformador con la parte cóncava inferior del
cuerpo del envase, en respuesta al movimiento longitudinal de una
parte del aparato.
Este aparato de la presente invención puede estar
incorporado en una máquina separada para reformar la parte cóncava
inferior del cuerpo del envase. Sin embargo, preferiblemente, está
incorporado en una máquina que efectúe otras funciones de
formación. Más preferiblemente, esta realización de la presente
invención está incorporada en una máquina que estrecha y rebordea
giratoriamente el extremo abierto del cuerpo del envase.
En un primer aspecto de la presente invención, se
proporciona un método como el reivindicado en la reivindicación
1.
En un segundo aspecto de la presente invención,
se proporciona un aparato como el reivindicado en la reivindicación
15.
La Figura 1 es un alzado frontal de envases para
bebidas que están empaquetados envolviéndolos en una película de
plástico contráctil;
la Figura 2 es una vista superior de los envases
de bebidas empaquetados de la Figura 1, tomada sustancialmente como
se ve desde la línea de visión 2-2 de la Figura
1;
la Figura 3 es un alzado de una sección de la
parte inferior del cuerpo del envase de uno de los envases de
bebidas de las Figuras 1 y 2, que muestra detalles que son
generalmente comunes a los diseños de la técnica anterior y a
realizaciones de la presente invención;
la Figura 4 es un alzado de una sección que
muestra, a escala ampliada, detalles del cuerpo del envase de la
Figura 3;
la Figura 5 es un perfil parcial y ligeramente
ampliado, practicado generalmente como un alzado de una sección, del
contorno exterior de un cuerpo de envase de una realización de la
presente invención, en donde una pluralidad de partes de la pared
lateral interior, de forma arqueada y espaciadas
circunferencialmente, están dispuestas radialmente hacia fuera de
otras partes de la pared lateral;
la Figura 6 es una vista inferior del cuerpo de
envase de la Figura 5, tomada sustancialmente como se ve desde la
línea de visión 6-6 de la Figura 5;
la Figura 7 es un perfil parcial y ligeramente
ampliado, practicado generalmente como un alzado de una sección, de
la parte inferior del contorno exterior de un cuerpo de envase
hecho de acuerdo con una realización de la presente invención, en
donde una parte circunferencial de la pared lateral interior está
dispuesta racialmente hacia fuera de otra parte circunferencial de
la pared lateral;
la Figura 8 es una vista inferior del cuerpo de
envase de la Figura 7, tomada sustancialmente como se ve desde la
línea de visión 8-8 de la Figura 7;
la Figura 9 es un perfil parcial y
considerablemente ampliado del contorno exterior de un cuerpo de
envase, practicado sustancialmente como se ve desde la línea de
corte 9-9 de la Figura 6, que muestra la parte
cóncava inferior del cuerpo de envase de las Figuras 5 y 6 en
partes circunferenciales del mismo que no están reformadas a la
realización de las Figuras 5 y 6, y que muestra la parte cóncava
inferior de un cuerpo de envase antes de reformarlo al cuerpo de
envase de las Figuras 7 y 8;
la Figura 10 es un perfil parcial y
considerablemente ampliado del contorno exterior del cuerpo de
envase de las Figuras 5 y 6, practicado sustancialmente como se ve
desde la línea de corte 10-10 de la Figura 6, y que
muestra el contorno de partes circunferenciales de la parte cóncava
inferior que se han reformado a la realización de las figuras 5 y
6;
la Figura 11 es un perfil parcial y
considerablemente ampliado del contorno exterior del cuerpo de
envase de las Figuras 7 y 8, practicado sustancialmente como se ve
desde la línea de corte 11-11 de la Figura 8, y que
muestra el contorno la parte cóncava inferior que se ha reformado a
la realización de las Figuras 7 y 8;
la Figura 12 es una vista superior fragmentaria
del cuerpo de envase de las Figuras 5 y 6, tomada sustancialmente
como se ve desde la línea de visión 12-12 de la
Figura 5, y que muestra el perímetro efectivamente aumentado de la
realización de las Figuras 5 y 6;
la Figura 13 es una vista superior fragmentaria
del cuerpo de envase de las Figuras 7 y 8 tomada sustancialmente
como se ve desde la línea de visión 13-13 de la
Figura 7, y que muestra el perímetro efectivamente aumentado de la
realización de las Figuras 7 y 8;
la Figura 14 es una sección de una realización de
la presente invención en la que el cuerpo del envase permanece
estacionario mientras que los rodillos se mueven, tanto racialmente
hacia fuera, como en una trayectoria planetaria, para reformarla
parte cóncava inferior como se muestra en las Figuras 7, 8 y 11; y
en la que el extremo abierto del cuerpo del envase se estrecha en
una operación de embutición que es coaxial, y al menos parcialmente
simultánea, con la reforma de la parte cóncava inferior;
la Figura 15 es una sección de la realización de
la Figura 14, practicada sustancialmente igual que en la Figura 14,
que muestra la parte cóncava inferior del cuerpo de envase
reformado, como se muestra en las Figuras 7, 8 y 11, en respuesta al
movimiento racialmente hacia fuera de los rodillos y la rotación de
los rodillos en una trayectoria planetaria;
la Figura 16 es una sección ampliada del aparato
reformador de las Figuras 14 y 15, practicada sustancialmente igual
que en la Figura 15, e incluida aquí para permitir la numeración
clara de las piezas;
la Figura 16A es una sección parcial, practicada
sustancialmente como se ve desde la línea de corte
16A-16A, y que muestra que los bloques deslizantes
están guiados por dos barras de guía;
la Figura 17 es un dibujo esquemático que muestra
el recorrido del cuerpo de envase en una máquina de estrechamiento
de la técnica anterior con la cual se puede usar el aparato
reformador de las Figuras 14-16, logrando por ello
una operación de estrechamiento del extremo abierto del cuerpo de
envase al menos parcialmente simultánea con la reforma de la parte
cóncava inferior;
la Figura 18 es una sección de una realización de
la presente invención en la que el cuerpo del envase gira mientras
que un rodillo se mueve radialmente hacia fuera para reformar la
parte cóncava inferior como se muestra en las Figuras 7, 8 y 11, y
en la que el extremo abierto del cuerpo del envase se rebordea y/o
estrecha en una operación giratoria que es coaxial con la reforma
de la parte cóncava inferior;
la Figura 19 es una sección del aparato
reformador de la Figura 18, practicada sustancialmente igual que en
la Figura 18, que muestra la parte cóncava inferior del cuerpo del
envase reformado, como se muestra en las Figuras 7, 8 y 11, en
respuesta a la rotación del cuerpo del envase y al movimiento
radialmente hacia fuera de un rodillo;
la Figura 20 es una sección parcial y ampliada de
la realización de las Figuras 18 y 19, practicada sustancialmente
igual que en la Figura 19, e incluida aquí para permitir la
numeración clara de las piezas;
la Figura 21 es un dibujo esquemático que muestra
el recorrido de un cuerpo de envase en una máquina conformadora
giratoria de la técnica anterior con la cual se puede usar la
realización de las Figuras 18-20, rebordeando y/o
estrechando, por ello, el extremo abierto del cuerpo de envase por
una operación giratoria que es al menos parcialmente simultánea con
la reforma de la parte cóncava inferior;
la Figura 22 es una sección de una realización de
la presente invención, en la que dos rodillos se mueven radialmente
hacia fuera en respuesta al movimiento longitudinal de otra parte
de la herramienta mientras los rodillos giran en una trayectoria
planetaria;
la Figura 22A es una sección parcial de la
realización de la Figura 22, practicada sustancialmente igual que
en la Figura 22, y que muestra las partes internas llevadas a
posiciones para reformarla parte cóncava inferior de un envase;
la Figura 23 es una sección de una realización de
la presente invención, en la que un cuerpo de envase y un rodillo
giran a un régimen de velocidad predeterminado, y en la que
salientes que se extienden radialmente hacia fuera del rodillo
deforman radialmente hacia fuera una pluralidad de partes de la
parte cóncava inferior, como se muestra en las Figuras 5, 6 y 10,
en respuesta al movimiento transversal del rodillo y la rotación
del cuerpo del envase y del
rodillo;
rodillo;
la Figura 24 es una vista de frente de la
realización de la Figura 23, tomada sustancialmente como se ve desde
la línea de visión 24-24, que muestra los salientes
del rodillo que se extienden hacia fuera;
la Figura 25 es una sección de una realización de
la presente invención, que muestra una media sección en la que una
pluralidad de elementos de mecanización están en las posiciones
recogidas, y que muestra otra media sección en la que los elementos
de mecanización están movidos radialmente hacia fuera, en respuesta
al movimiento longitudinal de otra parte de la herramienta, para
embutir radialmente hacia fuera una pluralidad de partes de la
parte cóncava inferior, como se muestra en las Figuras 5, 6 y
10;
la Figura 25A es una media sección de la
realización de la Figura 25, practicada sustancialmente como se
muestra en la Figura 25, e incluida aquí para permitir la
numeración clara de las piezas;
la Figura 26 es una sección de una realización de
la presente invención en la que el cuerpo del envase gira, y un
rodillo montado excéntricamente es movido transversalmente hacia
fuera en respuesta a la disposición giratoria de una parte del
dispositivo de mecanización por una leva;
la Figura 27 es una vista parcial de frente de la
realización de la Figura 26, tomada sustancialmente como se ve
desde la línea de visión 27-27, pero con el tambor
revólver sacado para mostrarla leva, el seguidor de leva y el brazo
de pivote; y
la Figura 28 es un dibujo esquemático de la
máquina reformadora de concavidad que se puede usar con las
realizaciones de las Figuras 26 y 27, tomado como se ve desde la
línea de visión 28-28 de la Figura 26, pero con el
tambor revólver mostrado por líneas de trazos.
Con referencia ahora a las Figuras
1-4, estas configuraciones son generalmente comunes
a las patentes de EE. UU. 4.685.582 y 4.768.672 de Pulciani y otros,
a un diseño fabricado por el cesionario de la presente invención y
a realizaciones de la presente invención.
Más particularmente, en la presente invención,
cuerpos de envases como los mostrados generalmente en las Figuras 3
y 4 se convierten en realizaciones de la presente invención por
estar hechos con las dimensiones expuestas aquí, y/o por reformar
las partes cóncavas inferiores de los mismos como se expone
aquí.
Con referencia ahora a las Figuras
1-4, un envase 10 para bebidas estirado y embutido
incluye un cuerpo 11 de envase y una tapa 13 de envase. El cuerpo 11
de envase incluye un fondo 15, y una pared lateral 12 generalmente
cilíndrica que está unida al fondo 15, que tiene un primer diámetro
D_{1} y que está dispuesta circunferencialmente alrededor de un
eje del envase, o eje vertical 14. El fondo 15 incluye una parte de
apoyo anular, o medio de apoyo anular 16, dispuesta
circunferencialmente alrededor del eje 14 del envase, que está
dispuesta radialmente hacia dentro de la pared lateral 12 y que
proporciona una superficie de apoyo anular 18 que coincide con una
línea de base 19.
La parte de apoyo anular 16 incluye una parte
anular convexa exterior 20 que es preferiblemente arqueada, y una
parte anular convexa interior 22, que es preferiblemente arqueada,
que está dispuesta radialmente hacia dentro de la parte anular
convexa exterior 20, y que está unida a la parte anular convexa
exterior 20. Las partes anulares convexas exterior e interior, 20 y
22, tienen radios R_{1} y R_{2} cuyos centros de curvatura son
comunes. Más particularmente, ambos radios R_{1} y R_{2} tienen
centros de curvatura en un punto 24 y en una circunferencia de
revolución 26 del punto 24. La circunferencia de revolución 26
tiene un segundo diámetro D_{2}.
El fondo 15 incluye una parte cóncava inferior
25, y la parte cóncava inferior 25 incluye una parte anular convexa
interior 22; una pared circunferencial interior, o pared cilíndrica
interior 42; una parte anular cóncava interior 44; y un tabique
central, o tabique cóncavo abovedado 38.
Una parte conectadora exterior, o medio
conectador exterior 28, incluye una parte anular convexa superior
30, que es preferiblemente arqueada, que incluye un radio R_{3} y
que está unida a la pared lateral 12. La parte conectadora exterior
28 incluye también una parte anular cóncava 32 que está dispuesta
radialmente hacia dentro de una línea 34, o una superficie
troncocónica de revolución 36, que es tangente a la parte anular
convexa exterior 20 y a la parte anular convexa superior 30. Por
tanto, el medio conectador exterior 28 une la pared lateral 12 a la
parte anular convexa exterior 20.
El tabique cóncavo abovedado 38 es
preferiblemente de forma esférica, pero puede ser de cualquier forma
curva apropiada; tiene preferiblemente un radio de curvatura
aproximado, o radio de bóveda R_{4}; está dispuesto radialmente
hacia dentro de la parte de apoyo anular 16; y se extiende hacia
arriba dentro del cuerpo 11 del envase cuando el cuerpo 11 del
envase está en una posición vertical.
El cuerpo 11 del envase incluye también una parte
conectadora interior, o medio conectador interior 40, que tiene una
pared interior 42, con una altura L_{1} que se extiende hacia
arriba con respecto al eje 14 del envase, que puede ser cilíndrica,
o que puede ser troncocónica e inclinada hacia dentro, hacia el eje
14 del envase con un ángulo \alpha_{1}. La parte conectadora
interior 40 incluye también la parte anular cóncava interior 44 que
tiene un radio de curvatura R_{5} y que une la pared interior 42 y
el tabique abovedado 38. Por tanto, la parte conectadora interior
40 une el tabique abovedado 38 a la parte de apoyo anular 16.
La parte conectadora interior 40 sitúa un
perímetro P_{0} del tabique abovedado 38 a una distancia
posicional L_{2} por encima de la línea de base 19. Como se puede
ver por inspección de la figura 4, la distancia posicional L_{2}
es aproximadamente igual a, pero algo menor que, la suma de la
altura L_{1} de la pared interior 42, el radio de curvatura
R_{5} de la parte anular cóncava interior 44, el radio R_{2} de
la parte anular convexa interior 22, y el grosor del material en la
parte anular convexa interior 22. Como se ve por inspección, y se
puede calcular por trigonometría, la distancia posicional L_{2} es
menor que la anteriormente mencionada suma en una función del
ángulo \alpha_{1} y como una función del ángulo \alpha_{3}
con el cual el perímetro P_{0} del tabique abovedado 38 está unido
a la parte anular cóncava interior 44.
Por ejemplo, si el radio R_{5} de la parte
anular cóncava interior 44 es 0,127 cm (0,050 pulgadas), si el
radio R_{2} de la parte anular convexa interior 22 es 0,102 cm
(0,040 pulgadas), y si el grosor del material en la parte anular
convexa interior 22 es alrededor de 0,030 cm (0,012 pulgadas), la
distancia posicional L_{2} es alrededor de, pero algo menor que,
0,259 cm (0,102 pulgadas) mayor que la altura L_{1} de la pared
interior 42.
Por tanto, con los radios y el grosor del metal
indicados anteriormente, cuando la altura L_{1} de la pared
interior 42 es 0,152 cm (0,060 pulgadas), la distancia posicional
L_{2} es alrededor de, pero un poco menor que, 0,041 cm (0,162
pulgadas).
La parte de apoyo anular 16 tiene un diámetro
medio aritmético D_{3} que tiene lugar en la unión de la parte
anular convexa exterior 20 y la parte anular convexa interior 22.
Por tanto, el diámetro medio D_{3} y el diámetro D_{2} de la
circunferencia 26 son el mismo diámetro. El radio R_{4} de la
bóveda está centrado en el eje 14 del envase.
La parte anular cóncava 32 incluye una pared
circunferencial exterior 46 que se extiende hacia arriba de la parte
anular convexa exterior 20 y hacia fuera alejándose del eje del
envase en un ángulo \alpha_{2}, e incluye una parte anular
cóncava inferior 48 con un radio R_{6}. Además, la parte anular
cóncava 32 puede incluir una parte inferior de la parte anular
convexa superior 30, según las magnitudes seleccionadas del ángulo
\alpha_{2}, el radio R_{3} y el radio R_{6}.
Finalmente, el cuerpo 11 del envase incluye una
altura de bóveda, o altura H_{1} de tabique, medida desde la
superficie de apoyo 18 hasta el tabique abovedado 38, y un diámetro
posterior, o diámetro menor D_{4}, de la pared interior 42. La
parte anular convexa superior 30 es tangente a la pared lateral 12 y
tiene un centro 50. El centro 50 está a una altura H_{2} por
encima de la superficie de apoyo 18. Un centro 52 de la parte
anular cóncava inferior 48 está en un diámetro D_{5}. El centro 52
está debajo de la superficie de apoyo 18. Más específicamente, la
superficie de apoyo 18 está a una distancia H_{3} por encima del
centro 52.
Con referencia ahora a las Figuras 3 y 4, en la
realización de la técnica anterior de las tres patentes de Pulciani
y otros, se usaron las siguientes dimensiones: D_{1} = 6,596 cm
(2,597 pulgadas); D_{2}, D_{3} = 5,08 cm (2,000
pulgadas);
D_{5} = 6 cm(2,365 pulgadas); R_{1}, R_{2} = 0,102 cm (0,040 pulgadas); R_{3} = 0,508 cm (0,200 pulgadas); R_{4} = 6,033 cm (2,375 pulgadas); R_{5} = 0,127 cm (0,050 pulgadas); R_{6} = 0,254 cm (0,100 pulgadas); y \alpha_{1} = menor de 5 grados.
D_{5} = 6 cm(2,365 pulgadas); R_{1}, R_{2} = 0,102 cm (0,040 pulgadas); R_{3} = 0,508 cm (0,200 pulgadas); R_{4} = 6,033 cm (2,375 pulgadas); R_{5} = 0,127 cm (0,050 pulgadas); R_{6} = 0,254 cm (0,100 pulgadas); y \alpha_{1} = menor de 5 grados.
Con referencia ahora generalmente a la Figuras
5-11, los cuerpos 11 de envases, hechos generalmente
de acuerdo con la configuración de la técnica anterior de las
Figuras 3 y 4, se pueden reformar a los cuerpos 62 de envases de las
Figuras 5, 6, 9, 10 y 12, o se pueden reformar a los cuerpos 64 de
envases de las Figuras 7, 8, 11 y 13.
Con referencia ahora a las Figuras 5, 6, 9 y 10,
el cuerpo 62 de envase incluye una pared lateral cilíndrica 12 y un
fondo 66 que tiene una parte de apoyo anular 16 con una superficie
de apoyo anular 18. La superficie de apoyo anular 18 está dispuesta
circunferencialmente alrededor del eje 14 del envase, y está
dispuesta en una circunferencia de revolución 26 donde se unen la
parte anular convexa exterior 20 y la parte anular convexa interior
22.
El fondo 66 incluye una parte cóncava inferior 68
que está dispuesta radialmente hacia dentro de la superficie de
apoyo 18 y que incluye tanto el tabique cóncavo abovedado 38 como
una parte 70 de disposición de bóveda.
Debe entenderse que el contorno mostrado en la
Figura 9, además de ser representativo de las partes
circunferenciales del cuerpo 62 de envase que no se han reformado,
también es representativo del cuerpo 11 de envase antes de
reformarlo al cuerpo 62 de envase o bien al cuerpo 64 de envase.
La parte 70 de disposición de bóveda dispone el
tabique cóncavo abovedado 38 a la distancia posicional L_{2} por
encima de la superficie de apoyo 18. La parte 70 de disposición de
la bóveda incluye la parte anular convexa interior 22, una pared
interior 71 y la parte anular cóncava interior 44.
Con referencia ahora a las Figuras 3 y 4, y más
especialmente a la Figura 4, antes de reformar al cuerpo 62 de
envase o bien al cuerpo 64 de envase, el cuerpo 11 de envase
incluye una parte 54 de disposición de bóveda. La parte 54 de
disposición de bóveda incluye la parte anular convexa interior 22,
la pared interior 42 y la parte anular cóncava interior 44.
Con referencia ahora a las Figuras 9 y 10, se
muestran perfiles fragmentarios y aumentados de los contornos de la
superficie exterior del cuerpo 62 de envase de las Figuras 5 y 6.
Es decir, no se muestran los contornos de la superficie interior
del cuerpo 62 de envase.
El perfil de la Figura 9 está practicado
sustancialmente como se presenta por la línea de corte
9-9 de la Figura 6 y muestra el contorno del fondo
66 del cuerpo 62 de envase en partes circunferenciales del mismo en
las que la parte 70 de disposición de bóveda de la parte cóncava
inferior 68 no está reformada.
Con referencia de nuevo a las Figuras 5 y 6, la
parte 70 de disposición de bóveda del cuerpo 62 de envase incluye
una pluralidad de primeras partes 72 que están dispuestas
arqueadamente alrededor de la circunferencia de la parte 70 de
disposición de bóveda a una distancia radial R_{0} del eje 14 del
envase, como se muestra en la Figura 6. La distancia radial R_{0}
es la mitad del diámetro interior D_{0} de las Figuras 9 y 10. El
diámetro interior D_{0} tiene lugar en la unión de la parte anular
convexa interior 22 y la pared interior 71. Es decir, el diámetro
interior D_{0} está definido por la parte radialmente hacia
dentro de la parte anular convexa interior 22.
La parte 70 de disposición de bóveda incluye
también una pluralidad de partes adyacentes 74 espaciadas
circunferencialmente, que están dispuestas arqueadamente alrededor
de la parte 70 de disposición de bóveda, están separadas
circunferencialmente, están dispuestas a una distancia radial
R_{R} del eje 14 del envase que es mayor que la distancia radial
R_{0}, y están dispuestas intermedias entre unas respectivas
partes de la pluralidad de primeras partes 72, como se muestra en la
Figura 6. La distancia radial R_{R} de la Figura 6 es igual a la
suma de la mitad del diámetro interior D_{0} y la distancia
radial X_{1} de la Figura 10.
En una realización preferida de las Figuras 5 y
6, las partes adyacentes 74 están en número de 5, cada una tiene un
desplazamiento radial total para un ángulo de arco \alpha_{4}
de 30 grados, y cada una tiene una longitud total L_{3} de 1,854
cm (0,730 pulgadas).
Con referencia de nuevo a la Figura 9, en partes
circunferenciales del cuerpo 62 de envase de las Figuras 5 y 6, en
donde la parte 70 de disposición de bóveda no está reformada, el
diámetro medio D_{3} de la parte de apoyo anular 16 es 5,08 cm
(2,000 pulgadas) y el diámetro interior D_{0} de la parte cóncava
inferior 68 es 4,826 cm (1,900 pulgadas), que es el diámetro mínimo
de la parte anular convexa interior 22. Un radio R_{7} del
contorno exterior de la parte anular convexa exterior 20 es 0,132
cm (0,052 pulgadas) y un radio exterior R_{8} de la parte anular
convexa interior 22 es 0,132 cm (0,052 pulgadas).
Debe observarse que los radios R_{7} y R_{8}
están en el exterior del cuerpo 62 del envase y, por tanto, son
mayores que los radios R_{1} y R_{2} de la figura 4 en el
grosor del material.
Con referencia ahora a la Figura 10, en partes
circunferenciales de las realizaciones de las figuras 5 y 6, en
donde la parte 70 de disposición de bóveda está reformada, un radio
R_{9} la parte anular convexa interior 22 está reducido, el
diámetro interior D_{0} está aumentado al diámetro interior
D_{R} en la distancia radial X_{1}, una parte arqueada 76 de la
parte 70 de disposición de bóveda está metida, o desplazada
radialmente hacia fuera, en una dimensión radial X_{2}, y el
diámetro medio aritmético D_{3} de la parte de apoyo 16 está
aumentado, en una dimensión radial X_{3}, desde el diámetro
D_{3} de la Figura 9 a un diámetro medio aritmético D_{S} de la
Figura 10. La parte arqueada 76 está centrada a una distancia Y de
la superficie de apoyo 18 e incluye un radio R_{H}.
Con referencia ahora a las Figuras 7, 8 y 11, el
cuerpo 64 de envase incluye la pared lateral cilíndrica 12 y un
fondo 78 que tiene la parte de apoyo anular 16 con la superficie de
apoyo 18. Una parte cóncava inferior 80 del fondo 78 está dispuesta
radialmente hacia dentro de la superficie de apoyo 18 e incluye
tanto el tabique cóncavo abovedado 38 como una parte 82 de
disposición de bóveda.
La parte 82 de disposición de bóveda dispone el
tabique cóncavo abovedado 38 a una distancia posicional L_{2} por
encima de la superficie de apoyo 18, como se ve en la Figura 11. La
parte 82 de disposición de bóveda incluye la parte anular convexa
interior 22, una pared interior 83, y la parte anular cóncava
interior 44, como se indicó y describió en relación con las Figuras
3 y 4.
La parte 82 de disposición de bóveda del cuerpo
64 de envase incluye una primera parte circunferencial 84 que está
dispuesta alrededor de la parte 82 de disposición de bóveda a la
distancia radial R_{R} del eje 14 del envase, como se muestra en
las Figuras 8 y 11. La distancia radial R_{R} es la mitad del
diámetro D_{0} de la Figura 11 más la distancia radial X_{1}.
El diámetro D_{0} tiene lugar en la unión de la parte anular
convexa interior 22 y la pared interior 42 de la Figura 4. Es
decir, el diámetro D_{0} está definido por la parte radialmente
hacia dentro de la parte anular convexa interior 22.
La parte 82 de disposición de bóveda incluye
también una parte adyacente circunferencial 86 que está dispuesta
alrededor de la parte 82 de disposición de bóveda, y que está
dispuesta en un radio efectivo R_{E}, desde el eje 14 del envase,
que es mayor que la distancia radial R_{R} de la primera parte
84. El radio efectivo R_{E} es igual a la suma de la mitad del
diámetro D_{0} y la dimensión radial X_{2} de la Figura 11. Es
decir, la parte adyacente 86 incluye la parte arqueada 76; y la
parte arqueada 86 está desplazada de la distancia radial R_{0} en
la dimensión radial X_{2}. Por lo tanto, es apropiado decir que la
parte adyacente 86 está dispuesta radialmente hacia fuera de la
primera parte 84.
Con referencia de nuevo a la Figura 9, antes de
reformar, el diámetro medio D_{3} de la parte de apoyo anular 16
del cuerpo 64 de envase es 5,08 cm (2,000 pulgadas); el diámetro
interior D_{0} de la parte cóncava inferior 68 es 4,826 cm (1,900
pulgadas), que es el diámetro mínimo de la parte anular convexa
interior 22; y los radios R_{7} y R_{8} de las partes anulares
convexas exterior e interior, 20 y 22, son 0,132 cm (0,052
pulgadas).
Con referencia ahora a la Figura 11, el radio
R_{9} de la parte anular convexa interior 22 está reducido; el
diámetro D_{0} está aumentado al diámetro D_{R} en la distancia
radial X_{1}; una parte arqueada 76 de la parte 82 de disposición
de bóveda está metida, o desplazada radialmente hacia fuera, en la
dimensión radial X_{2}; y el diámetro medio aritmético D_{3} de
la parte de apoyo 16 y de la superficie de apoyo 18 de la Figura 9
está aumentado al diámetro D_{S} de la Figura 11 en una distancia
radial X_{3}. La parte arqueada 76 está centrada a la distancia Y
de la superficie de apoyo 18 e incluye el radio R_{H}.
Con referencia ahora a las Figuras 4, 12 y 13, el
tabique cóncavo abovedado 38 del cuerpo 11 de envase de la Figura 4
incluye el perímetro P_{0} y un perímetro efectivo sin reformar
P_{E} que incluye la parte anular cóncava interior 44. Sin
embargo, cuando el cuerpo 11 de envase se reforma al cuerpo 62 de
envase de las Figuras 5 y 6, el tabique abovedado 38 incluye un
perímetro efectivo reformado P_{E1} que es mayor que el perímetro
P_{E}. De manera análoga, cuando el cuerpo 11 de envase de la
Figura 4 se reforma al cuerpo 64 de envase de las Figuras 7 y 8, el
tabique abovedado 38 incluye un perímetro efectivo reformado
P_{E2} que también es mayor que el perímetro efectivo sin
reformar P_{E}.
Para la prueba, los cuerpos 11 de envase hechos
según los dos grupos diferentes de dimensiones, y conformándose
generalmente a la configuración de las Figuras 3 y 4, se han
reformado a cuerpos 62 y 64 de envase.
Los cuerpos 11 de envase hechos según un grupo de
dimensiones antes de reformar se designan aquí como cuerpos de
envases B6A, y los cuerpos 11 de envase hechos según el otro grupo
de dimensiones se designan aquí como cuerpos de envases B7. Los
cuerpos de envases B6A y B7 incluyen muchas dimensiones que son las
mismas. Además, muchas de las dimensiones de los cuerpos de envases
B6A y B7 son las mismas que las de una configuración de la técnica
anterior del cesionario de la presente invención.
Con referencia ahora a las Figuras 3, 4 y 9,
antes de la reforma, tanto los cuerpos de envases B6A como los
cuerpos de envases B7 tenían las siguientes dimensiones: D_{1} =
6,599 cm (2,598 pulgadas); D_{2}, D_{3} = 5,08 cm (2,000
pulgadas); D_{5} = 6,373 cm (2,509 pulgadas); R_{3} = 0,508 cm
(0,200 pulgadas); R_{5} = 0,127 cm (0,050 pulgadas);R_{6} =
0,508 cm (0,200 pulgadas); R_{7} y R_{8} = 0,132 cm (0,052
pulgadas); H_{2} = 0,94 cm (0,370 pulgadas); H_{3} = 0,02 cm
(0,008 pulgadas); y \alpha_{2} = 30 grados. Otras dimensiones,
incluyendo R_{4}, H_{1}, y el grosor del metal, se especifican
en la Tabla 1.
El metal usado para ambos cuerpos de envases B6A
y B7, para las pruebas presentadas aquí, era una aleación de
aluminio que está designada por 3104 H19, y el material de prueba
se tomó de existencias de producción.
El radio R_{4} de la bóveda, presentado en la
Tabla 1, es el radio de bóveda aproximado de un cuerpo 11 de envase;
y el radio R_{4} de la bóveda es diferente del radio R_{T} de
la herramienta de abovedar. Más particularmente, como se muestra en
la Tabla 1, una herramienta con un radio R_{T} de 5,385 cm (2,12
pulgadas) produce un cuerpo 11 de envase con un radio R_{4} de
aproximadamente 6,05 cm (2,38 pulgadas).
Esta diferencia entre los radios de curvatura del
cuerpo de envase y la herramienta es verdad para las tres patentes
de Pulciani y otros, para las realizaciones de la técnica anterior
del cesionario de la presente invención, y también para la presente
invención.
Con referencia ahora a las Figuras 3, 5, 7 y 9,
el radio R_{4} de la bóveda tendría un radio real de bóveda
R_{C} próximo al eje 14 del envase, y un radio real de bóveda
R_{P} diferente en el perímetro P_{0}. También, los radios
R_{C} y R_{P} variarán de acuerdo con las variaciones de otros
parámetros, tales como la altura L_{1} de la pared interior 71.
Además, el radio R_{4} de la bóveda variará en varias distancias
entre el eje 14 del envase y el perímetro P_{0}.
El radio R_{C} de bóveda será algo menor que el
radio R_{P} de bóveda, porque el perímetro P_{0} del tabique
cóncavo abovedado 38 se combará hacia fuera. Sin embargo, en la
Tabla se da el radio R_{4} de bóveda, y en el eje 14 del envase,
el radio R_{4} de bóveda está próximo a ser igual al radio real
R_{C} de bóveda.
Cuando los cuerpos 11 de envases se reforman a
los cuerpos 62 y 64 de envases mostrados en las Figuras 5 y 7, los
radios de bóveda R_{C} y R_{P}, mostrados en la Figura 3,
pueden o no cambiar ligeramente con cuerpos 11 de envases hechos
para varios parámetros y reformados para varios parámetros. Los
radios cambiados, debido a reformarlas partes 70 y 82 de
disposición de bóveda mostradas en las Figuras 10 y 11, están
designados como radio real R_{CR} de bóveda y radio real R_{PR}
de bóveda para radios cerca del eje 14 del envase y cerca del
perímetro P_{0}, respectivamente. Sin embargo, como la diferencia
entre los radios R_{C} y R_{P} de la bóveda es pequeña, y como
los radios R_{C} y R_{P} de la bóveda cambian sólo ligeramente
durante la reforma, si es que cambian, sólo se usa el radio R_{4}
de la Figura 3 en la Tabla adjunta y en la siguiente
descripción.
La reforma de las partes 70 y 82 de disposición
de bóveda da lugar a un aumento del radio R_{5} de la Figura 4.
Para mostrar este cambio del radio, el radio R_{5} después de la
reforma se designa como radio de curvatura R_{5R} en las Figuras
10 y 11 y en la Tabla 1. Como se ve en la Tabla 1, este cambio en
el radio R_{5} puede ser casi mínimo, o bastante grande,
dependiendo de varios parámetros en el cuerpo 11 de envase original
y/o en los parámetros de reforma.
Cuando la variación del radio R_{5} de la
Figura 4 es bastante grande, como se indica para el cuerpo de
envase B7 reformado al cuerpo 64 de envase, la reforma del cuerpo
11 de envase al cuerpo 64 de envase extiende un diámetro efectivo
D_{E} del tabique central 38, que incluye la parte anular cóncava
44, y que se muestra en la Figura 9, hasta un diámetro efectivo
D_{E2}, como se muestra en la Figura 11.
Por lo tanto, en el proceso de reforma, una parte
anular 88 de la parte 82 de disposición de bóveda, mostrada en la
Figura 11, se acerca al tabique central 38 y llega a ser
efectivamente una parte del mismo.
Además, especialmente en el proceso en el que la
reforma es circunferencial, como se muestra en las Figuras 7, 8 y
11, una parte anular 90 del fondo 78, mostrada en la Figura 9, que
queda fuera de la superficie de apoyo anular 18, se acerca
radialmente hacia dentro y llega a ser efectivamente una parte de
la parte 82 de disposición de bóveda de la Figura 11.
En la Tabla 1, la presión estática de inversión
de bóveda (P.I.B.) está en bars, la altura de caída acumulativa
(A.C.A.) está en centímetros, y la presión interna (P.I.) a la cual
se efectuaron las pruebas de la altura de caída acumulativa está en
bars.
El propósito de la prueba de altura de caída
acumulativa es determinar la altura de caída acumulativa a la cual
un bote lleno puede presentar una inversión parcial o total del
tabique abovedado.
El procedimiento es como sigue: 1) calentar el
producto en los envases hasta 32ºC (90 grados Fahrenheit), mas o
menos 2 grados; 2) situar el tubo del medidor de altura de caída a
5 grados de la vertical para lograr caídas consecuentes del envase;
3) insertar el envase desde la parte superior del tubo, bajarlo a la
posición de 7,62 cm (3 pulgadas) y sostener el envase con un dedo;
4) permitir que el envase caiga libremente y golpee la base de
acero; 5) repetir la prueba a alturas que aumenten sucesivamente en
incrementos de 7,62 cm (3 pulgadas); 6) palpar el tabique abovedado
para comprobar si existe algún abultamiento o "inversión" del
tabique abovedado antes de probar a la siguiente altura; 7) anotar
la altura a la cual se produce la inversión de la bóveda; 8)
calcular la altura de caída acumulativa, es decir, sumar cada altura
desde la cual ha dejado caer un envase dado, incluyendo la altura a
la cual se produce la inversión de la bóveda; y 9) promediar los
resultados de 10 envases.
Se efectuó un control en ambos cuerpos 11 de
envases B6A y B7 antes de reformarlos a los cuerpos 62 y 64 de
envases. En esta prueba de control, el cuerpo de envase B6A tenía
una presión estática de inversión de bóveda de 6,7 bars (97 psi) y
el cuerpo de envase B7 tenía una presión estática de inversión de
bóveda de 6,5 bars (95 psi). Además, el cuerpo de envase B6A tenía
una resistencia a la altura de caída acumulativa de 22,9 cm (9
pulgadas) y el cuerpo de envase B7 tenía una resistencia a la altura
de caída acumulativa de 83,8 cm (33 pulgadas).
(dimensiones en
cm)
Con referencia ahora a la Tabla 1, cuando los
cuerpos de envases B6A se reformaron a los cuerpos 62 de envases,
que tienen una pluralidad de partes adyacentes 74 espaciadas
circunferencialmente que están desplazadas radialmente hacia fuera,
la presión estática de inversión de la bóveda aumentó de 6,7 bars
(97 psi) a 7,65 bars (111 psi),y la resistencia a la altura de
caída acumulativa aumentó de 22,9 cm (9 pulgadas) a 27,4 cm (10,8
pulgadas).
Cuando los cuerpos de envases B7 se reformaron a
los cuerpos 62 de envases, la presión estática de inversión de la
bóveda aumentó de 6,5 bars (95 psi) a 8,27 bars (120 psi), y la
resistencia a la altura de caída acumulativa disminuyó de 83,8 cm
(33 pulgadas) a 76,2 cm (30 pulgadas).
Cuando los cuerpos de envases B6A se reformaron a
los cuerpos 64 de envases, que tienen una parte adyacente
circunferencial 86 que está desplazada radialmente hacia fuera
desde una primera parte circunferencial 84, la presión estática de
inversión de la bóveda aumentó de 6,7 bars (97 psi) a 8,34 bars
(121 psi), y la resistencia a la altura de caída acumulativa
aumentó de 22,9 cm (9 pulgadas) a 45,7 cm (18 pulgadas).
Finalmente, cuando los cuerpos de envases B7 se
reformaron a los cuerpos 64 de envases, la presión estática de
inversión de la bóveda aumentó de 6,5 bars (95 psi) a 8,69 bars
(126 psi), y la resistencia a la altura de caída acumulativa
aumentó de 83,8 cm (33 pulgadas) a 152,4 cm (60 pulgadas).
Por tanto, los cuerpos de envases B6A y B7
reformados a cuerpos 62 de envases de las Figuras 5 y 6 mostraron
una mejora en la presión estática de inversión de bóveda del 14,4
por ciento y del 26,3 por ciento, respectivamente. Los cuerpos de
envases B6A y B7 reformados a cuerpos 62 mostraron una mejora en la
resistencia a la altura de caída acumulativa del 20 por ciento en
el caso del cuerpo de envase B6A, pero mostraron una disminución
del 10 por ciento en el caso del cuerpo de envase B7.
Además, los cuerpos de envases B6A y B7
reformados a cuerpos 64 de envases de las Figuras 7 y 8 mostraron
una mejora en la presión estática de inversión de la bóveda del
24,7 por ciento y del 32,6 por ciento, respectivamente. Los cuerpos
de envases B6A y B7 reformados a cuerpos 64 de envases mostraron
una mejora en la resistencia a la altura de caída acumulativa del
100 por ciento en el caso del cuerpo de envase B6A, y un aumento
del 81,8 por ciento en el caso del cuerpo de envase B7.
Por lo tanto, la presente invención proporciona
aumentos extraordinarios tanto en la presión estática de inversión
de bóveda como en la resistencia a la altura de caída acumulativa,
sin aumentar el tamaño del cuerpo del envase; sin disminuir de
forma importante el volumen del fluido del cuerpo del envase como se
produciría aumentando la altura L_{1} de la pared interior 71 u
83, o disminuyendo considerablemente el radio R_{4} de bóveda del
tabique cóncavo abovedado 38 de la figura 3; y sin aumentar el
grosor del metal.
Aunque la reforma de los cuerpos de envases B7 a
cuerpos 62 de envases no mostraron un aumento en la resistencia a la
altura de caída acumulativa, se cree que esto es debido a dos
factores. Un factor es que la reforma de los cuerpos 11 de envases
a los cuerpos 62 y 64 de envases se efectuó sin la ayuda de
herramientas adecuadas. Por lo tanto, las muestras de la prueba no
estaban de acuerdo con una calidad de producción. Otro factor es
que la reforma de los cuerpos de envases B7 a los cuerpos 64 de
envases dio lugar a una distancia radial X_{1} mayor que la que
produjo la reforma de los cuerpos de envases B7 a los cuerpos 62 de
envases.
Sin embargo, queda el hecho de que la reforma de
los cuerpos de envases B6A a los cuerpos 64 de envases
proporcionaron un aumento sustancial tanto en la presión estática
de inversión de bóveda como en la resistencia a la altura de caída
acumulativa.
Se cree que con más pruebas se descubrirán
parámetros que proporcionarían aumentos adicionales tanto en la
presión estática de inversión de bóveda como en la resistencia a la
altura de caída acumulativa.
Como la presente invención proporciona un aumento
sustancial en la presión estática de inversión de bóveda y, con
algunos parámetros, un aumento sustancial en la resistencia a la
altura de caída acumulativa, se cree que la presente invención,
cuando se use con menores radios R_{4} de bóveda, o con
configuraciones del tabique central distintas de las esféricas,
proporcionaría incluso mejores combinaciones de presiones estáticas
de inversión de bóveda y resistencias a la altura de caída
acumulativa que las expuestas aquí.
De los conocimientos generales de ingeniería, es
obvio que un radio R_{4} de bóveda que sea demasiado grande
reduciría la presión estática de inversión de bóveda. Además, se ha
sabido que un radio R_{4} de bóveda demasiado pequeño reduciría
también la presión estática de inversión de bóveda, incluso aunque
radios R_{4} de bóveda más pequeños habrían aumentado la presión
estática de inversión de bóveda.
Aunque no se sabe ciertamente, parece que valores
menores de radios R_{4} de bóveda aplicaron fuerzas sobre la
pared interior 42 que se concentraron mas directamente hacia abajo
contra la parte anular convexa interior 22, originando por ello el
desdoblamiento de la parte anular convexa interior 22 y el fallo del
cuerpo 11 de envase.
Por el contrario, un radio R_{4} de bóveda
mayor tendería a aplanarse cuando está sometido a presión. Es
decir, como una bóveda que era inicialmente más plana se aplanaría
más debido a la presión, se expandiría radialmente y aplicaría una
fuerza radialmente hacia fuera en la parte superior de la pared
interior 42, tendiendo por ello a impedir el desdoblamiento de la
parte anular convexa interior 22.
Sin embargo, un radio R_{4} de bóveda más
grande tendría una curvatura insuficiente para resistir las
presiones internas, dando lugar, por ello, a la inversión de la
bóveda a presiones que son demasiado bajas para cumplir los
requisitos de los fabricantes de bebidas.
Reformando la pared interior 42 del cuerpo 11 de
envase a la pared interior 71 del cuerpo 62 de envase, o reformando
la pared interior 42a la pared interior 83 del cuerpo 64 de envase,
la presente invención logra aumentos en las presiones estáticas de
inversión de la bóveda. Este extraordinario aumento en las presiones
estáticas de inversión de la bóveda se logra disminuyendo la fuerza
que tiende a desdoblar la parte anular convexa interior 22.
Más específicamente, como se ve en la Figura 11,
en el caso del cuerpo 64 de envase donde la parte adyacente 86 de la
parte 82 de disposición de bóveda es circunferencial, un diámetro
efectivo, que es el diámetro interior D_{0} de la parte cóncava
inferior 25 del cuerpo 11 de envase, es aumentado a un diámetro
D_{E2}. El cuerpo 64 de envase tiene un perímetro efectivo
P_{E2}, como se muestra en la Figura 13.
Ahora bien, como se ve en la Figura 10, que
muestra partes adyacentes 74 espaciadas circunferencialmente que
están desplazadas hacia fuera, una distancia radial R_{0} del
tabique abovedado 38 es aumentada a un radio efectivo R_{E}. Un
aumento de la distancia radial R_{0} al radio efectivo R_{E},
por las partes adyacentes 74 espaciadas circunferencialmente,
aumenta el perímetro efectivo del tabique abovedado 38 al perímetro
P_{E1}, como se muestra en la Figura 12.
Por inspección de las Figuras 10 y 11, se puede
ver que situando la fuerza de presión de la bóveda mas lejos hacia
fuera, como se muestra por el diámetro D_{E2} y el radio R_{E},
se reduce el brazo del momento de la fuerza de desdoblamiento. Es
decir, la posibilidad de que una fuerza dada desdoble la parte
anular convexa interior 22 depende de la distancia, radialmente
hacia dentro, donde se aplique la fuerza de presión de la bóveda.
Por lo tanto, el aumento del diámetro interior D_{0} al diámetro
efectivo D_{E2} del cuerpo 64 de envase, y el aumento de la
distancia radial R_{0} al radio efectivo R_{E}, disminuye las
fuerzas de desdoblamiento y aumenta por tanto la resistencia al
desdoblamiento.
También, como se muestra en la Tabla 1, el radio
R_{9} se reduce; y, de la descripción precedente, se puede ver
que esta reducción en el radio ayuda también a que los cuerpos 62 y
64 de envases resistan el desdoblamiento.
Continuando la referencia a la Figura 11, la
primera parte 84 del cuerpo 64 de envase es circunferencial y se
podría considerar que tiene una altura H_{4}, y la parte
adyacente 86 es también circunferencial y se podría considerar que
tiene una altura H_{5}. Es decir, el definir las alturas H_{4}
y H_{5} es un poco arbitrario. Sin embargo, como se puede ver, la
parte adyacente 86 está dispuesta radialmente hacia fuera de la
primera parte 84; y la parte arqueada 76 de la parte 82 de
disposición de bóveda está formada con el radio R_{H}.
Por tanto, en efecto, después de reformar aun
cuerpo 64 de envase, la parte 82 de disposición de bóveda está
arqueada hacia fuera a la distancia Y de la superficie de apoyo 18.
Se cree que este arqueamiento hacia fuera de la parte 82 de
disposición de bóveda proporciona una parte del extraordinario
aumento de la presión estática de inversión de bóveda. Es decir,
cuando el tabique cóncavo abovedado 38 aplica una fuerza hacia
abajo originada por la presión, la parte 82 de disposición de
bóveda, arqueada hacia fuera, tiende a combarse elásticamente hacia
fuera y/o, tanto elásticamente como plásticamente. Cuando la parte
82 de disposición de bóveda tiende a combarse hacia fuera, aplica
una fuerza de arrollamiento en la parte anular convexa interior 22,
aumentando por ello la resistencia al desdoblamiento.
Es decir, mientras la fuerza hacia abajo del
tabique cóncavo abovedado 38 presiona hacia abajo tendiendo a
desdoblar tanto la parte anular convexa exterior 20 como la parte
anular convexa interior 22, la combadura elástica y/o elástica y
plástica, de la parte 82 de disposición de bóveda, tiende a
enrollar las partes anulares convexas 20 y 22.
De manera parecida, como se muestra en la figura
10, en partes circunferenciales del cuerpo 62 de envase que incluyen
las partes adyacentes 74 y las partes arqueadas 76, la tendencia de
la parte 70 de disposición de bóveda a combarse hacia fuera es
similar a la descrita para la parte 82 de disposición de bóveda. Sin
embargo, como la parte arqueada 76 sólo existe en las partes
circunferenciales de la parte 70 de disposición de bóveda donde
están situadas las partes adyacentes 74, el efecto de arrollamiento
no es tan grande como en el cuerpo 64 de envase.
Con referencia ahora a las Figuras
14-16, un aparato 110 reformador de concavidad está
dispuesto alrededor de un eje geométrico 111 de máquina, y está
provisto para reformar la parte cóncava inferior 25 de un cuerpo 11
de envase. En las Figuras 14 y 15, un molde de estrechamiento 112
de segunda etapa está dispuesto coaxial con el eje 111 de la
máquina y está incluido con el aparato 110 reformador de concavidad
de modo que se puede reformar un extremo abierto 114 del cuerpo 11
del envase mientras se reforma la parte cóncava inferior 25. Como
se muestra en las Figuras 14 y 15, el cuerpo 11 de envase está
situado con el eje 14 del envase coaxial con el eje 111 de la
máquina.
Con referencia ahora a las Figuras
14-17, el aparato 110 reformador de concavidad y el
molde de estrechamiento 112 se pueden usar en unión de una máquina
de estrechamiento 116 de la técnica anterior que se muestra en la
Figura 17. La máquina de estrechamiento 116 incluye una primera
etapa de estrechamiento 118 y una segunda etapa de estrechamiento
120. Una rampa de alimentación 122 suministra cuerpos 11 de envases
a una primera rueda estrellada 124 en la primera etapa de
estrechamiento 118. La primera rueda estrellada 124 gira en sentido
contrario a las agujas del reloj alrededor de un eje 126 de la
primera rueda estrellada, como se muestra por la flecha 128.
Cuerpos 11 de envases consecutivos son recogidos
de la rampa de alimentación 122 por sucesivas cavidades rotatorias
de alimentación 130 de la primera rueda estrellada 124. La primera
etapa de estrechamiento 118 incluye doce primeros puestos de
conformación 132, como se muestra, cuyas posiciones corresponden
generalmente con cada una de las cavidades rotatorias de
alimentación 130. Los cuerpos 11 de envases permanecen en
respectivos primeros puestos de conformación 132, y se mueven
rotatoriamente con sus respectivos primeros puestos de conformación
132, hasta que se depositan en una rampa de transferencia 134.
La rampa de transferencia 134 suministra cuerpos
11 de envases consecutivos a una segunda rueda estrellada 136 en la
segunda etapa de estrechamiento 120. La segunda rueda estrellada
136 gira en sentido contrario a las agujas del reloj alrededor de un
eje 138 de la segunda rueda estrellada, como se muestra por la
flecha 140. Cuerpos 11 de envases consecutivos son recogidos de la
rampa de transferencia 134 por sucesivas segundas cavidades
rotatorias 142 de la segunda rueda estrellada 136. La segunda etapa
de estrechamiento 120 incluye doce segundos puestos de conformación
144, como se muestra, cuyas posiciones corresponden generalmente
con cada una de las segundas cavidades rotatorias 142. Los cuerpos
11 de envases permanecen en respectivos segundos puestos de
conformación 144 hasta que se depositan en una rampa de descarga
146.
La primera y la segunda ruedas dentadas 124 y 136
están conectadas a un miembro de soporte 147 por medios que no se
muestran y no forman parte de la presente invención.
La máquina de estrechamiento 116 de la técnica
anterior efectúa una primera operación de embutición en el extremo
abierto 114 de respectivos cuerpos 11 de envases mientras los
cuerpos 11 de envases están dispuestos en respectivos primeros
puestos de conformación 132 de la primera etapa de estrechamiento
118, reduciendo por ello un diámetro 148 del extremo abierto 114 de
cada cuerpo 11 de envase.
Después, cuando los cuerpos 11 de envases son
suministrados a los respectivos segundos puestos de conformación 144
en la segunda etapa de estrechamiento 120, la máquina de
estrechamiento 116 efectúa una segunda operación de embutición en
los extremos abiertos 114 de respectivos cuerpos 11 de envases
mientras los cuerpos 11 de envases están dispuestos en respectivos
segundos puestos de conformación 144, reduciendo por ello, aún más,
el diámetro 148 del extremo abierto 114 de cada cuerpo 11 de
envase.
Los moldes de estrechamiento 112 de las Figuras
14 y 15 son típicos de los usados con la máquina de estrechamiento
116 de la Figura 17, estando hecho uno de los moldes de
estrechamiento 112 para las primeras dimensiones, y usándose en cada
uno de los segundos puestos de conformación 144; y estando hechos
moldes similares, no mostrados, para dimensiones algo diferentes, y
usándose en cada uno de los primeros puestos de conformación
132.
Preferiblemente, el aparato 110 reformador de
concavidad se usa en unión de la máquina de estrechamiento 116 de la
Figura 17, estando dispuesto un aparato 110 reformador de concavidad
en cada uno de los segundos puestos de conformación 144. Por tanto,
en los segundos puestos de conformación 144, un cuerpo 11 de envase
es reformado a un cuerpo 64 de envase que incluye una parte arqueada
76, como se muestra en la Figura 11; y el extremo abierto 114 del
cuerpo 64 de envase es reformado por un molde de estrechamiento 112
mientras el cuerpo 64 de envase está dispuesto en el mismo segundo
puesto de conformación 144.
Con referencia de nuevo a las Figuras
14-16, y más particularmente a la Figura 16 en la
que están colocados la mayoría de los números de piezas, el aparato
110 reformador de concavidad incluye un alojamiento estacionario
150 que tiene un asiento 152 receptor de botes que está dispuesto
longitudinalmente respecto al eje geométrico 111 de la máquina, un
par de cojinetes de bolas 154 que están dispuestos en un orificio
156 del alojamiento estacionario 150, un cuerpo giratorio 158 que
está soportado por los cojinetes de bolas 154, y un engranaje
tractor 160 que es de una pieza con el cuerpo giratorio 158.
Como se muestra en las Figuras 16 y 16A, un par
de barras de guía 162 están fijadas firmemente en el cuerpo
giratorio 158. Un par de bloques deslizantes 164 están montados
deslizablemente en las barras de guía 162 de modo que los bloques
deslizantes 164 se puedan mover transversalmente con movimiento
alternativo respecto al eje 111 de la máquina. Un eje de
accionamiento, o parte de mecanización 166, está dispuesto en un
orificio 168 del cuerpo giratorio 158 y es movible longitudinalmente
a lo largo del eje geométrico 111 de la máquina. El movimiento
longitudinal del eje de accionamiento 166 es convertido en
movimiento transversal de los bloques deslizantes 164 por un par de
tirantes de accionamiento 170 que están unidos giratoriamente, tanto
al eje de accionamiento 166 como a los bloques deslizantes 164. Un
par de elementos de mecanización, o rodillos reformadores 172,
están montados en los respectivos bloques deslizantes 164 por ejes
mecánicos 174 de rodillos.
El cuerpo giratorio 158 es girado por el
engranaje tractor 160, y una leva reformadora 176 es movida
transversalmente respecto al eje 111 de la máquina por un
mecanismo, no mostrado, que es parte de la máquina de estrechamiento
116 de la Figura 17, por lo que el eje de accionamiento 166 se
mueve longitudinalmente a lo largo del eje 111 de la máquina, de
modo que los rodillos reformadores 172 se mueven transversalmente
hacia fuera uno de otro cuando los tirantes de accionamiento 170
convierten el movimiento longitudinal del eje de accionamiento 166 a
un movimiento transversal de los bloques deslizantes 164.
Por lo tanto, el cuerpo 11 de envase de las
Figuras 3 y 4 se reforma al cuerpo 64 de envase de las Figuras 7, 8
y 11 cuando la leva reformadora 176 mueve el eje de accionamiento
166 longitudinalmente, el eje de accionamiento 166 mueve los
tirantes de accionamiento 170, los tirantes de accionamiento 170
mueven los bloques deslizantes 164, y los bloques deslizantes 164
mueven los rodillos reformadores 172 hasta un contacto deformador
con la pared interior 42 del cuerpo 11 de envase. Es decir, el eje
de accionamiento 166 es una parte del aparato reformador 110, y el
movimiento longitudinal de esta una parte da lugar a un movimiento
transversal de los elementos de mecanización, o rodillos
reformadores 172.
Finalmente, el aparato 110 reformador de
concavidad de las Figuras 16 y 16A incluye un dispositivo de
mecanización 178. El dispositivo de mecanización 178 incluye el
cuerpo giratorio 158, el eje de accionamiento 166, los tirantes de
accionamiento 170, las barras de guía 162, los bloques deslizantes
164 y los elementos de mecanización 172.
Con referencia ahora a las Figuras
18-20, un aparato 180 reformador de concavidad está
dispuesto alrededor del eje geométrico 111 de la máquina, y está
provisto para reformar la parte cóncava inferior 25 de un cuerpo 11
de envase. En las Figuras 18 y 19, un aparato embutidor giratorio
182 está dispuesto coaxial con el eje 111 de la máquina y está
incluido con el aparato 180 reformador de concavidad de modo que se
puede reformar un extremo abierto 114 del cuerpo 11 del envase
mientras se reforma la parte cóncava inferior 25. Como se muestra
en las Figuras 18 y 19, el cuerpo 11 de envase está situado con el
eje 14 del envase coaxial con el eje 111 de la máquina.
Como se muestra en las Figuras 18 y 19, el
aparato conformador giratorio 182 incluye un mandril 184, un
manguito de control 186 y un disco de estrechamiento 188 que
trabajan conjuntamente para reformar el extremo abierto 114 del
cuerpo 11 de envase por una operación giratoria, estrechando por
ello el cuerpo 11 de envase y rebordeando giratoriamente el extremo
abierto 114, las cuales operaciones son una parte de la tecnología
de la técnica anterior.
Con referencia ahora a las Figura 18, 19 y 21, el
aparato 180 reformador de concavidad y el aparato conformador
giratorio 182 de las Figuras 18 y 19 se pueden usar en unión de una
máquina conformadora giratoria 190 de la técnica anterior que se
muestra en la Figura 21.
Con referencia ahora a la Figura 21, la máquina
conformadora giratoria 190 incluye una rampa de alimentación 192 en
la que progresan los cuerpos 11 de envases hacia dentro y hacia
abajo, con los ejes 14 de los envases dispuestos horizontalmente. La
rampa de alimentación 192 suministra los cuerpos 11 de envases a
una rueda 194 de parada de bote. La rueda 194 de parada de bote
gira en el sentido de las agujas del reloj alrededor de un eje 196,
como se muestra por la flecha 198. Cuando gira la rueda 194 de
parada de bote, un cuerpo 11 de envase es recogido de la rampa de
alimentación 192 por sucesivas cavidades rotatorias de alimentación
200 en la rueda 194 de parada de bote.
Sucesivos cuerpos 11 de envases son girados
alrededor de la rueda 194 de parada de bote hasta un tambor de
estrechamiento 202 que gira en sentido contrario a las agujas del
reloj alrededor de un eje 204, como se muestra por la flecha 206.
Los cuerpos 11 de envases son suministrados a sucesivas cavidades
rotatorias 208 del tambor de estrechamiento 202 por la rueda 194 de
parada de bote. El tambor de estrechamiento 202 incluye dieciséis
puestos de conformación 210, cuyas posiciones corresponden
generalmente con cada una de las cavidades 208 del tambor de
estrechamiento. Los cuerpos 11 de envases permanecen en los
respectivos puestos de conformación 210 cuando gira el tambor de
estrechamiento 202.
En la máquina conformadora giratoria 190, los
extremos abiertos 14 de los cuerpos 11 de envases, mostrados en la
Figura 18, se estrechan y rebordean por una operación giratoria que
es bien conocida para los fabricantes de envases. Después,
sucesivos cuerpos 11 de envases son extraídos de respectivos puestos
de conformación 210 por respectivas cavidades de descarga 212 de
una rueda de descarga 214 que gira en el sentido de las agujas del
reloj alrededor de un eje 216, como se indica por la flecha 218.
La rueda 194 de parada de bote, el tambor de
estrechamiento 202 y la rueda de descarga 214 están unidos a un
miembro de estructura 219 por medios no mostrados y que no forman
parte de la presente invención.
Como la máquina conformadora giratoria 190, el
aparato conformador giratorio 182 y el método son parte de la
técnica anterior, y son bien conocidos por los fabricantes de
envases, una simple descripción como la dada anteriormente es
suficiente para mostrar cómo se usa la presente invención en
combinación con esta técnica anterior.
Con referencia ahora a la Figura 20, el aparato
180 reformador de concavidad incluye un alojamiento 220 que tiene un
engranaje 222 de la misma pieza, que tiene un receptáculo 224
receptor de envases y que tiene hueco 226 de alojamiento. El
engranaje 222, el receptáculo 224 y el hueco 226 de alojamiento son
todos concéntricos con el eje geométrico 111 de la máquina. Un par
de cojinetes de bolas 228 están metidos a presión dentro del hueco
226 de alojamiento; y un cuerpo reformador 230 está soportado por
los cojinetes de bolas 228. El cuerpo reformador 230 incluye un
hueco 232 de cuerpo y una ranura 234 que se abre hacia el hueco 232
del cuerpo.
Una extensión 236 de cuerpo está fijada al cuerpo
reformador 230 por cualquier medio apropiado, no siendo parte de la
presente invención los medios de fijación particulares. La extensión
236 del cuerpo incluye una abertura 238 de eje, y un hueco 240 de
la extensión que está abierto tanto a la abertura 238 del eje como a
la ranura 234. La abertura 238 del eje es concéntrica con el eje
111 de la máquina.
El aparato 180 reformador de concavidad incluye
también una barra de guía 242 que atraviesa el hueco 232 del
cuerpo, y que está fijada al cuerpo reformador 230 en lados
opuestos del hueco 232 del cuerpo, de la misma manera que la
mostrada para las barras de guía 162 de la Figura 16A. Un bloque
deslizante 244 está montado deslizablemente en la barra de guía
242, y un elemento de mecanización, o rodillo reformador 246, está
montado en el bloque deslizante 244 por un eje mecánico 248 de
rodillo con un eje geométrico 250 de rodillo paralelo al eje 111 de
la máquina.
Un eje de accionamiento 252 está insertado
deslizablemente en la abertura 238 de eje de la extensión 236 del
cuerpo. Una abrazadera de accionamiento, o parte de mecanización
254, está atornillada en el eje de accionamiento 252 e incluye una
ranura 256 de abrazadera. Una escuadra de palanca 258 incluye una
primera rama 260 que está insertada en la ranura 256 de abrazadera y
que está unida giratoriamente a la abrazadera de accionamiento 254
por un pasador 262 que fija giratoriamente la abrazadera de
accionamiento 254 en la ranura 256 de abrazadera de la misma. La
escuadra de palanca 258 incluye una segunda rama 264 que está unida
giratoriamente al bloque deslizante 244 por un pasador 266. La
escuadra de palanca 258 está unida giratoriamente al cuerpo
reformador 230 dentro de la ranura 234 por un pasador 268, de modo
que la primera y la segunda ramas, 260 y 264, giran alrededor del
pasador
268.
268.
En funcionamiento, el eje de accionamiento 252 se
mueve axialmente hacia dentro, hacia el cuerpo 11 de envase por
medio de una leva no mostrada. El movimiento axialmente hacia
dentro, del eje de accionamiento 252, es efectivo para mover
axialmente hacia dentro la abrazadera de accionamiento 254, girando
por ello la escuadra de palanca 258 en el sentido de las agujas del
reloj alrededor del pasador 268. El movimiento de la escuadra de
palanca 258 en el sentido de las agujas del reloj mueve el pasador
266 y el bloque deslizante 244 radialmente, o transversalmente,
hacia fuera del eje 111 de la máquina, moviendo por ello
radialmente hacia fuera el rodillo reformador 246 hasta un contacto
deformador con la parte cóncava inferior 25 del cuerpo 11 de
envase.
Finalmente, el aparato 180 reformador de
concavidad de la Figura 20 incluye un dispositivo de mecanización
269. El dispositivo de mecanización 269 incluye el cuerpo
reformador 230, el eje de accionamiento 252, la abrazadera de
accionamiento 254, la escuadra de palanca 258, la barra de guía 242,
el bloque deslizante 244 y el elemento de mecanización 246.
Con referencia ahora a la Figura 22, un aparato
270 reformador de concavidad incluye un alojamiento embridado 272
que puede estar unido a una máquina de fabricación de botes no
mostrada, que no forma parte de la presente invención, por
tornillos 274 de cabeza; y un alojamiento de extensión 276 que está
unido al alojamiento embridado 272 por tornillos de cabeza 278. El
alojamiento embridado 272 incluye un hueco 280 de alojamiento que
es concéntrico con el eje 111 de la máquina, y el alojamiento de
extensión 276 incluye un hueco auxiliar 282 que es concéntrico con
el eje 111 de la máquina. Un aplaca 284 con receptáculo incluye un
receptáculo 285 receptor de envases, está roscada en el hueco
auxiliar 282 y está bloqueada en una deseada posición longitudinal
por una anilla roscada de retención 286.
Un cuerpo reformador 288 incluye un orificio
roscado 290, una ranura 292 que se abre hasta el orificio roscado
290, y un orificio grande 294 que se abre hasta la ranura 292. El
orificio roscado 290 está roscado en un eje tubular, o parte de
mecanización 296, que es parte de la máquina de fabricación de botes
anteriormente mencionada.
Una barra de guía 298 se extiende
transversalmente a través del orificio grande 294, y está insertada
fijamente en el cuerpo reformador 288 en lados opuestos del
orificio grande 294. Un par de bloques deslizantes 300 están
montados deslizablemente sobre la barra de guía 298; y un par de
elementos de mecanización, o rodillos reformadores 302, están
unidos a los respectivos bloques deslizantes 300 por respectivos
ejes mecánicos 304 de rodillos.
La máquina de fabricación de botes, no mostrada,
incluye un eje de accionamiento 308 con una parte roscada 310, y
está insertado a través del eje tubular 296. Una abrazadera de
accionamiento o parte de mecanización 312, del aparato 270
reformador de concavidad, está roscada en la parte roscada 310; y
la abrazadera de accionamiento 312 incluye una ranura 316 de
abrazadera.
Un par de escuadras de palanca 318 están unidas
giratoriamente al cuerpo reformador 288 en la ranura 316, por
respectivos pasadores 320. Las escuadras de palanca 318 incluyen
primeras ramas 322 que están dispuestas en la ranura 316 de la
abrazadera y que están unidas giratoriamente a la abrazadera de
accionamiento 312 por respectivos pasadores 324. También, las
escuadras de palanca 318 incluyen segundas ramas 326 que están
unidas giratoriamente a los respectivos bloques deslizantes 300 por
respectivos pasadores 328.
En funcionamiento, la máquina de fabricación de
botes, no mostrada, proporciona un movimiento giratorio al eje
tubular 296, girando por ello el cuerpo reformador 288 junto con
los bloques deslizantes 300 y los rodillos reformadores 302, de modo
que los rodillos reformadores 302 se mueven en un camino giratorio
que está dispuesto radialmente hacia fuera del eje 111 de la
máquina, que es también el eje 14 del cuerpo 11 de envase.
La máquina de fabricación de botes proporciona el
movimiento accionado por leva del eje de accionamiento 308,
longitudinalmente hacia dentro, hacia el cuerpo 11 de envase. Este
movimiento longitudinalmente hacia dentro, del eje de accionamiento
308, mueve la abrazadera de accionamiento 312 longitudinalmente
hacia dentro, mueve las primeras ramas 322 de las escuadras de
palanca 318 longitudinalmente hacia dentro, gira las escuadras de
palanca 318 alrededor de los respectivos pasadores 320, separa
entre sí los bloques deslizantes 300 transversalmente hacia fuera, o
radialmente hacia fuera, y mueve los rodillos reformadores 302
hasta un contacto deformador con el cuerpo 11 de envase en lados
opuestos de la parte cóncava inferior 25.
Finalmente, el aparato 270 reformador de
concavidad de las Figuras 22 y 22A incluye un dispositivo de
mecanización 329. El dispositivo de mecanización 329 incluye el eje
tubular 296, el cuerpo reformador 288, el eje de accionamiento 308,
la abrazadera de accionamiento 312, las escuadras de palanca 318, la
barra de guía 298, los bloques deslizantes 300 y los elementos de
mecanización 302.
Con referencia ahora a la Figura 23, un aparato
330 reformador de concavidad incluye una placa con receptáculo, o
cuerpo 332, que está unido a un miembro de estructura 334 por
cojinetes 336 coaxiales con el eje geométrico 111 de la máquina, y
la placa 332 con receptáculo incluye un receptáculo 338 de envase
que es coaxial con el eje 111 de la máquina.
El aparato 330 reformador de concavidad incluye
también una corredera transversal 340 que está fijada al miembro de
estructura 334 por cualquier medio adecuado para el movimiento
transversal respecto al eje 111 de la máquina, no formando parte de
la presente invención el método de fijación. Cojinetes de bolas 342
están montados en la corredera transversal 340, y un eje
reformador, o parte de mecanización 344, está montado
giratoriamente en los cojinetes de bolas 342.
Con referencia ahora a las Figuras 23 y 24,
cuatro elementos de mecanización 346 están insertados en
receptáculos 347 del eje reformador 344 y están unidos al eje
reformador 344 por respectivos tornillos de cabeza 348. Por tanto,
los elementos de mecanización 346 cooperan con el eje reformador
344 para proporcionar un rodillo reformador 350 que tiene una
pluralidad de salientes 352 que se extienden hacia fuera y
radialmente, y están espaciados circunferencialmente, que son una
parte de los elementos de mecanización 346.
Como se muestra en los dibujos, cuando la
corredera transversal 340 se mueve transversalmente, los salientes
352 del rodillo reformador 350 se mueven radialmente hacia fuera
hasta un contacto deformador con la parte cóncava inferior 25 del
cuerpo 11 de envase. Si la placa 232 con receptáculo y el cuerpo 11
de envase pueden girar libremente, y si el rodillo reformador 350
tiene un diámetro efectivo 354 que está en una relación
predeterminada con el diámetro D_{0} de la parte cóncava inferior
25 del cuerpo 11 de envase, respectivos elementos de mecanización
346 cooperarán con otros elementos de mecanización 346 para formar
progresivamente una pluralidad de partes con pendiente negativa, o
partes 100 de forma arqueada y espaciadas circunferencialmente, de
la parte cóncava inferior 25, que se deforman radialmente hacia
fuera, como se muestra en las Figuras 5 y 6.
Además, si la placa 332 con receptáculo y el
cuerpo 11 de envase son hechos girar a una predeterminada relación
de velocidad con el rodillo reformador 350 por cualquier mecanismo
apropiado, que no forma parte de la presente invención, está
asegurado el seguimiento de los elementos de mecanización 346 con
las partes 100 espaciadas circunferencialmente.
Finalmente, el aparato 330 reformador de
concavidad de las Figuras 23 y 24 incluye un dispositivo de
mecanización 358. El dispositivo de mecanización 358 incluye la
corredera transversal 340 que sirve de cuerpo, los cojinetes de
bolas 342, el eje reformador 344 y los elementos de mecanización
346, que se combinan para formar el rodillo reformador 350.
Con referencia ahora a la Figura 25, se muestra
un aparato 360 reformador de concavidad en el que media sección 361
del mismo está dispuesta debajo de una línea de sección 362, y
media sección 363 está dispuesta encima de la línea de sección 362.
La media sección 361 presenta el aparato reformador 360 en su estado
inactivo, y la media sección 363 presenta el aparato reformador 360
activado en su estado de embutición.
Con referencia ahora a la Figura 25A, se han
reproducido en esta Figura 25A partes internas de la media sección
361 de la Figura 25 para permitir la numeración clara de las
diversas partes de la misma.
Con referencia ahora a las Figuras 25 y 25A, el
aparato 360 reformador de concavidad incluye un receptáculo
delantero 364 y un receptáculo 365 de envase. El receptáculo 365 de
envase incluye un receptáculo 367 de envase y está separado del
receptáculo delantero 364 por un anillo roscado de ajuste 366 que
está roscado en el receptáculo delantero 364, y el receptáculo 365
de envase está unido al receptáculo delantero 364 por tornillos de
cabeza 368.
Un manguito de guía embridado 370 está unido al
receptáculo delantero 364 por tornillos de cabeza 372, se extiende
longitudinalmente en un orificio 374 del receptáculo 365 de envase,
e incluye un orificio 376 de cojinete. Un cojinete tubular 378 está
presionado en el orificio 376 de cojinete.
El receptáculo delantero 364 está unido a una
máquina de fabricación de botes, no mostrada, por un extremo
roscado 380 de un eje tubular, o parte de mecanización 382, de la
máquina de fabricación de botes. Un eje de accionamiento 384 de la
máquina de fabricación de botes está insertado deslizablemente a
través del eje tubular 382 e incluye una parte roscada 386.
Una cabeza conformadora 388 está roscada en la
parte roscada 386 e incluye una pluralidad de planos inclinados 390.
Una pluralidad de elementos de mecanización, o elementos de
embutición 392 espaciados circunferencialmente, están situados
próximos a respectivos planos inclinados 390, y respectivos
cojinetes deslizantes 394 están dispuestos entre respectivos planos
inclinados 390 y los elementos de embutición 392.
El movimiento longitudinal de los elementos de
embutición 392 está impedido por el enganche de lengüetas 396 de los
elementos de embutición 392 que encajan en un surco interior 398
del manguito de guía embridado 370, y por un reborde 400 del
manguito de guía embridado 370, que se extiende hacia dentro, que
encaja en respectivos surcos exteriores 402 de los elementos de
embutición 392.
En funcionamiento, como se muestra por la media
sección 363, el movimiento longitudinalmente hacia dentro del eje de
accionamiento 384 mueve los elementos de embutición 392 radialmente
hacia fuera en respuesta al contacto de los planos inclinados 390 a
través de los cojinetes deslizantes 394, embutiendo por ello,
radialmente hacia fuera, una pluralidad de partes 100
circunferencialmente espaciadas, de la parte cóncava inferior 25
del cuerpo 11 de envase, para formar el cuerpo 62 de envase mostrado
en las Figuras 5 y 6.
Después, cuando el eje de accionamiento 384 se
mueve longitudinalmente alejándose del cuerpo 62 de envase
reformado, una pluralidad de resortes 404 mueven respectivos
elementos de embutición 392 radialmente hacia dentro, de modo que
el cuerpo 62 de envase reformado se pueda sacar del aparato 360
reformador de concavidad, y de modo que la parte cóncava inferior
25 de otro cuerpo 11 de envase se pueda situar alrededor de los
elementos de embutición 392.
Con referencia ahora a las Figuras
14-25, en el aparato 110 reformador de concavidad de
las figuras 14-16, los rodillos reformadores 172
giran en un recorrido que está dispuesto radialmente hacia fuera
del eje 14 del envase, y los rodillos reformadores 172 se mueven
radialmente hacia fuera hasta un contacto deformador con la parte
cóncava inferior 25 del cuerpo 11 de envase, mientras el cuerpo 11
de envase permanece giratoriamente inmóvil.
Como el cuerpo 11 de envase permanece
giratoriamente inmóvil, el aparato 360 reformador de concavidad de
la Figura 25 se podría sustituir por el aparato 110 reformador de
concavidad de las Figuras 14-16. Además, ya sea el
aparato 110 reformador de concavidad de las Figuras
14-16, o el aparato 360 reformador de concavidad de
la Figura 25, se podrían usar en unión de ya sea uno o ambos de los
puestos de conformación 132 ó 144 de la máquina de estrechamiento
116 de la Figura 17.
Además, incluso aunque se ha mostrado el aparato
110 reformador de concavidad de las Figuras 14-16 en
unión de un cuerpo 11 de envase no giratorio, el aparato reformador
110 de las Figuras 14-16 es igualmente apropiado
para ser usado con una máquina, tal como la máquina conformadora
giratoria 190 de la Figura 21, en la que el cuerpo 11 de envase
gira.
Con referencia de nuevo a las Figuras
18-20, aunque se ha mostrado y descrito un solo
rodillo reformador 246 en unión de una sola escuadra de palanca 258
y un solo bloque deslizante 244, el mecanismo descrito en unión de
la Figura 22, en el se usan dos rodillos reformadores 302, podría
sustituir al mecanismo descrito en las Figuras
18-20.
Además, aunque en las realizaciones de las
Figuras 20 y 22 se ha mostrado una sola barra de guía 242 ó 298,
esto se ha hecho con el propósito de evitar una complejidad
indebida en los dibujos y en las descripciones. Debe entenderse que,
en las realizaciones de las Figuras 20 y 22, se podrían usar dos
barras de guía tales como las barras de guía 162 de las Figuras 16
y 16A. Sin embargo, si se supone que las barras de guía 242 y 298
de las Figuras 20 y 22, respectivamente, son de sección transversal
rectangular, esta forma de sección transversal impediría el giro de
los bloques deslizantes 244 y 300 alrededor de las respectivas
barras de guía 242 ó 298, y resulta innecesario el uso de dos barras
de guía 242 ó 298.
Finalmente, el aparato 360 reformador de
concavidad de las Figuras 25 y 25A incluye un dispositivo de
mecanización 406. El dispositivo de mecanización 406 incluye el
receptáculo delantero 364 que coopera con el manguito de guía
embridado 370 para servir como cuerpo 408, el eje tubular 382, el
eje de accionamiento 384, la cabeza embutidora 388 y los elementos
de mecanización 392.
Con referencia ahora a las Figuras
26-28, una máquina 410 reformadora de concavidad de
las Figuras 26-28 incluye una pluralidad de aparatos
412 reformadores de concavidad de las Figuras 26 y 27.
Con referencia ahora a las Figuras 21 y 28, la
máquina 410 reformadora de concavidad está construida, en lo que
respecta al manejo y transporte del cuerpo 11 de envase, a lo largo
de las líneas de la máquina conformadora giratoria 190 de la Figura
21: depositando respectivos cuerpos 11 de envases en cavidades 208
del tambor de estrechamiento de puestos de conformación 210, y
transportando los cuerpos 11 de envases alrededor del tambor 202
durante el proceso de reforma.
Por lo tanto, los números y la terminología
usados para describir la máquina 410 reformadora de concavidad son,
para la mayoría de las piezas, los mismos que los usados para
describirla máquina conformadora giratoria 190. Sin embargo, la
máquina 410 reformadora de concavidad está diseñada para efectuar
únicamente la operación de reforma de concavidad, aunque, como se
pensó anteriormente, la operación de reforma de concavidad se puede
efectuar sustancialmente de forma simultánea con varias otras
operaciones de conformación de botes.
La máquina 410 reformadora de concavidad recibe
cuerpos 11 de envases en la rampa de alimentación 192, transfiere
los cuerpos 11 de envases a sucesivas cavidades 208 de los puestos
de conformación 210 del tambor 202 por medio de la rueda 194 de
parada de bote, transporta los cuerpos 11 de envases alrededor del
tambor 202 a respectivas cavidades de descarga 212 de la rueda de
descarga 214, y deposita los cuerpos 11 de envases en una rampa de
descarga 414.
Un tambor revólver 416 de la Figura 26, omitido
en la Figura 27 pero mostrado en la Figura 28, está dispuesto
concéntrico con el eje 204 del tambor 202 y gira con el tambor 202
en la dirección de la flecha 206.
Una pluralidad de aparatos 412 reformadores de
concavidad están unidos al tambor revólver 416 de la máquina 410
reformadora de concavidad de la Figura 28, uno en cada uno de los
puestos de conformación 210, pero con unos pocos sacados para ver
más claramente otros detalles de la máquina 410 reformadora de
concavidad.
Con referencia ahora a las Figuras 26 y 27, el
aparato 412 reformador de concavidad comprende un dispositivo 418
de receptáculo de bóveda que incluye una placa de montaje embridada
420 con una brida 422, un hueco 424 de cojinetes que está dispuesto
concéntrico con el eje 14 del envase, un orificio roscado 426, y
taladros de montaje 428 que están dispuestos en la brida 422. La
placa de montaje embridada 420 está fijada al tambor revólver 416
por tornillos de cabeza 430 insertados en los taladros de montaje
428.
El dispositivo 418 de receptáculo de bóveda
incluye además un par de cojinetes de bolas 432 que están
dispuestos en el hueco 424 de cojinetes, una anilla roscada de
retención 434 que está dispuesta en el orificio roscado 426 y que
retiene los cojinetes de bolas 432 en el hueco 424 de cojinetes, y
un receptáculo 436 de concavidad con un par de superficies 438
receptoras de cojinetes que reciben respectivos cojinetes de bolas
432. El receptáculo 436 de bóveda incluye también un receptáculo 440
receptor de envase.
El aparato 412 reformador de concavidad incluye
también un eje guiador, o parte de mecanización 442, que tiene forma
cilíndrica, y que está dispuesto en un orificio guiador 444 del
tambor revólver 416, siendo el orificio guiador 444 paralelo al eje
14 del envase. Como el orificio guiador 444 está dispuesto en el
tambor revólver 416, el tambor revólver 416 es una parte de cada
uno de los aparatos 412 reformadores de concavidad que están
dispuestos alrededor del tambor revólver 416.
Un elemento de mecanización, o rodillo reformador
446, está unido al eje guiador 442 por un eje mecánico 448 de
rodillo, estando dispuestos el rodillo reformador 446 y el eje 448
de rodillo alrededor de un eje geométrico 450 de rodillo que es
excéntrico con el eje 14 del envase.
Finalmente, el aparato 412 reformador de
concavidad incluye un brazo guiador 452 que está unido al eje
guiador 442 por cualquier medio apropiado, que no forma parte de la
invención; un eje 454 de seguidor de leva que está insertado en un
orificio 456 del brazo guiador 452; y un seguidor 458 de leva que
está unido giratoriamente al eje 454 de seguidor de leva. Como se
muestra en la Figura 26, el brazo guiador 452 está unido aleje
guiador 442 cerca de un extremo 460 que es opuesto a un extremo 462
en el que está dispuesto el dispositivo 418 de receptáculo de
bóveda.
El aparato 412 reformador de concavidad de las
Figuras 26 y 27 incluye un dispositivo de mecanización 463. El
dispositivo de mecanización 463 incluye el tambor revólver 416 que
sirve como cuerpo, el eje guiador 442, el brazo guiador 452, el
seguidor 458 de leva, el eje 448 de rodillo y el elemento de
mecanización 446.
La máquina 410 reformadora de concavidad de la
Figura 28 incluye una leva 464 que está dispuesta alrededor del eje
204 del tambor 202, pero que es estacionaria con respecto al tambor
202. Es decir, el aparato 412 reformador de concavidad está unido
al tambor 202 y gira alrededor de la leva 464 en la dirección de la
flecha 206.
En funcionamiento, cuando el tambor 202 gira
alrededor del eje 204, sucesivos aparatos 412 reformadores de
concavidad se mueven alrededor del eje 204, y sucesivos seguidores
458 de leva hacen contacto con una elevación 470 de la leva 464,
situando por ello giratoriamente el eje guiador, o parte de
mecanización 442, de ese aparato 412 reformador de concavidad
particular; girando por ello el rodillo reformador 446 hacia fuera
hasta un contacto deformador con la parte cóncava inferior 25 del
cuerpo 11 de envase.
En resumen, en la presente invención se
proporciona el movimiento transversal relativo entre un elemento de
mecanización 172, 246, 302, 346, 392 ó 446, y un cuerpo 11 de
envase. El elemento de mecanización 172, 246, 302, 346, 392 ó 446,
o el cuerpo 11 de envase, o ambos, pueden girar alrededor del eje 14
del envase, o ambos pueden permanecer giratoriamente estacionarios.
Si están dispuesto más de un elemento de mecanización 172, 246,
302, 346, 392 ó 446, éstos están separados radial y
circunferencialmente, y los elementos de mecanización pueden ser
rodillos 172, 246, 302, 350, ó 446, o elementos de embutición 392.
Preferiblemente, los elementos de mecanización 172, 246, 302, 346,
392 ó 446 se mueven radial o transversalmente hacia fuera en
respuesta al movimiento de otra parte de la herramienta, tal como
un eje de accionamiento 166, 252, 308 ó 384; y preferiblemente, este
movimiento de la otra parte de la herramienta es giratorio o
longitudinal.
Además, la reforma de la parte cóncava inferior
25 de los cuerpos 11 de envase, que se obtiene con el aparato y el
método de la presente invención, produce cuerpos 64 de envase con
partes arqueadas 76 que se extienden circunferencialmente alrededor
de la parte cóncava inferior 80, como se muestra en las Figuras 7 y
8; o cuerpos 62 de envase con una pluralidad de partes 100 de forma
arqueada y espaciadas circunferencialmente, como se muestra en las
Figura 5 y 6.
En resumen, como se muestra y describe aquí, el
aparato y el método de la presente invención proporciona cuerpos 62
y 64 de envases en los que se consiguen mejoras en la resistencia
al desdoblamiento, en la presión estática de inversión de bóveda y
en la altura de caída acumulativa, sin aumentar el grosor del metal,
sin disminuir el radio R_{4} de la bóveda, sin aumentar la
distancia posicional L_{2}, sin aumentar la altura H_{1} de la
bóveda, y sin disminuir apreciablemente la capacidad de fluido de
los cuerpos 62 y 64 de envases. O de otra manera, la presente
invención proporciona cuerpos 62 y 64 de envases en los que se
pueden conseguir valores satisfactorios de la resistencia al
desdoblamiento, la presión estática de inversión de bóveda y la
altura de caída acumulativa, usando un metal de un grosor más
delgado del que ha sido posible hasta ahora.
Se cree que la presente invención produce
resultados inesperados. Mientras que, en diseños de la técnica
anterior, una disminución en el radio R_{4} de bóveda ha
disminuido la presión de inversión de bóveda, en la presente
invención, una disminución en el radio R_{4} de bóveda, combinada
con un refuerzo de la parte 70 u 82 de disposición de bóveda, logra
un notable aumento tanto en la presión de inversión de bóveda como
en la resistencia a la altura de caída acumulativa.
Además, el hecho de que el extraordinario aumento
de la resistencia a la altura de caída acumulativa y de la presión
estática de inversión de bóveda se hayan logrado reformando
simplemente un cuerpo de envase de dimensiones normalizadas, se
cree que constituyen resultados inesperados.
Cuando se hace referencia a los radios R_{4} de
bóveda, o a los límites de los mismos, debe entenderse que,
mientras los tabiques cóncavos abovedados 38 de los cuerpos 62 y 64
de los envases se han hecho con herramientas que tienen un radio
esférico, tanto la recuperación elástica del tabique cóncavo
abovedado 38 del cuerpo 11 de envase, como la reforma del cuerpo 11
de envase a cuerpos 62 y 64 de envases, cambian el radio de bóveda
de un verdadero radio esférico.
Por lo tanto, en las reivindicaciones, un radio
especificado, o un margen de radios para el radio R_{4}, se
aplicará ya sea a una parte central 92 o a una parte anular 94,
ambas de las Figuras 5 y 7.
La parte central 92 tiene un diámetro D_{CP}
que puede ser cualquier porcentaje del diámetro D_{P} del tabique
cóncavo abovedado 38; y la parte anular 94 puede estar dispuesta a
cualquier distancia del eje 14 del envase y puede tener una anchura
radial X_{4} de cualquier porcentaje del diámetro D_{P} del
tabique cóncavo abovedado 38.
Además, aunque la descripción precedente está
enfocada a tabiques centrales 38 con radios R_{4} que son
generalmente esféricos, y que están hechos con mecanización
esférica, la presente invención es aplicable a cuerpos 62 ó 64 de
envases en los que el tabique cóncavo abovedado 38 sea elipsoidal,
conste de escalones anulares, disminuya su radio de curvatura como
una función de la distancia radialmente hacia fuera del tabique
cóncavo abovedado 38 desde el eje 14 del envase, tenga alguna parte
92 ó 94 que sea sustancialmente esférica, incluya una parte que sea
sustancialmente cónica, y/o incluya una parte que sea
sustancialmente plana.
Finalmente, aunque los límites pertinentes a la
forma del tabique central 38 pueden estar definidos como funciones
de los radios R_{4} de bóveda, los límites pertinentes a la forma
del tabique central 38 pueden estar definidos como límites para la
parte central 92 o para la parte anular 94 del tabique central 38,
o como límites para el ángulo \alpha_{3}, ya sea en el
perímetro P_{0} o a cualquier otra distancia radial del eje 14 del
envase.
Con referencia finalmente a las Figura
4-11, otra diferencia distintiva de la presente
invención es en la pendiente de las paredes interiores 71 y 83 de
los cuerpos 62 y 64 de envases, respectivamente. Como se ve en la
Figura 4, la pared interior 42 de la técnica anterior está
inclinada hacia arriba y hacia dentro un ángulo \alpha_{1}.
En marcado contraste con la técnica anterior, la
pared interior 83 del cuerpo 64 de envase de las Figuras 7, 8 y 11
incluye una parte de pendiente negativa 96 que está inclinada hacia
arriba y hacia fuera un ángulo negativo \alpha_{5}. Como se ve
en la Figura 8, la parte de pendiente negativa 96 se extiende
circunferencialmente alrededor del eje 14 del envase.
También en marcado contraste con la técnica
anterior, la pared interior 71 del cuerpo 62 de envase de las
Figuras 5, 6 y 10 incluye una parte de pendiente negativa 98 que
está inclinada hacia arriba y hacia fuera un ángulo negativo
\alpha_{6}, y que está dispuesta arqueadamente alrededor de
menos de la mitad del fondo 66 del cuerpo 62 de envase. La pared
interior 71 incluye también otra parte 100 de pendiente negativa que
está inclinada hacia arriba y hacia fuera un ángulo negativo
\alpha_{6}, y que está separada circunferencialmente de la
parte de pendiente negativa 98.
Por lo tanto, en las reivindicaciones adjuntas,
debe considerarse que el tabique central 38 no está limitado a una
forma geométrica particular o única.
En resumen, la presente invención proporciona
estas notables e inesperadas mejoras por medio de un aparato y un
método como los mencionados en los aspectos de la invención que se
incluyen aquí.
Aunque se han investigado cuerpos de envases de
aluminio, se cree que los mismos principios, a saber aumentar la
resistencia al desdoblamiento de la pared interior, de la pared
interior 42 del cuerpo 11 de envase a ya sea la pared interior 71
del cuerpo 62 de envase, o bien a la pared interior 83 del cuerpo
64 de envase, sería eficaz para aumentar la resistencia de cuerpos
de envases hechos de otros materiales, incluyendo metales férreos y
no férreos, plásticos y otros materiales no metálicos.
Con referencia finalmente a las Figuras 1 y 2,
los envases superiores 10 se apilan sobre los envases inferiores 10
con las partes conectadoras exteriores 28 de los envases superiores
10 encajadas dentro de las partes superiores 56, de doble reborde,
de los envases inferiores 10; y ambos envases 10, dispuestos
adyacentemente y apilados verticalmente, son empaquetados en un
paquete 58 usando una envoltura de plástico contráctil 60.
Aunque este método de embalaje es más económico
que el anterior método de empaquetado en cajas, las posibles
deformaciones debido a un manejo poco cuidadoso llegan a ser un
problema, de modo que los requisitos para las resistencias a la
caída acumulativa de los envases 10 son más rigurosos. Este problema
es el que la presente invención trata y resuelve.
Aunque en la descripción precedente se han
expuesto métodos y aparatos específicos, debe entenderse que estas
especificaciones se han dado con el propósito de exponer los
principios de la presente invención, y que para los versados en la
técnica serían evidentes muchas variaciones de los mismos. Por lo
tanto, el ámbito de aplicación de la presente invención debe estar
determinado por las reivindicaciones adjuntas.
La presente invención es aplicable a cuerpos de
envases hechos de aluminio y varios otros materiales. Más
particularmente, la presente invención es aplicable a envases de
bebidas del tipo que tienen un cuerpo de forma cilíndrica sin
junturas, estirado y embutido, y un fondo de la misma pieza con una
parte de apoyo anular.
Claims (16)
1. Un método para reformar un cuerpo (11) de
envase de pared delgada, estirado y embutido, que tiene una pared
lateral (12) que está dispuesta alrededor de un eje (14) del
envase, un fondo que está fijado a dicha pared lateral y que
comprende un apoyo anular (16) de forma exteriormente convexa que
comprende una superficie de apoyo anular (18), comprendiendo dicho
fondo, además, una parte conectadora exterior (28) que interconecta
de una pieza dicha pared lateral (12) y dicho apoyo anular (16),
una parte cóncava inferior que comprende un tabique central (38)
definido sustancialmente por al menos un radio de tabique, y una
pared interior (42) que dispone dicho tabique central (38) encima
de dicho apoyo anular (16), siendo dicha pared interior
sustancialmente lineal y estando dispuesta por encima de dicho
apoyo anular, comprendiendo además dicho cuerpo de envase un
extremo abierto distal con respecto a dicho fondo, el cual método
comprende: a) situar un elemento de mecanización (172) dentro de un
espacio exterior definido por dicho tabique central (38) y dicha
pared interior (42) de dicha concavidad inferior de dicho cuerpo de
envase; b) proporcionar un movimiento transversal relativo entre
dicho elemento de mecanización (172) y dicho cuerpo (11) de envase
para conectar al menos parte de dicha pared interior (42) con dicho
elemento de mecanización (172); estando caracterizado además
dicho método por las etapas de: c) mover dicho elemento de
mecanización con relación a dicho cuerpo de envase alrededor de
dicha pared interior; y d) reformar moviendo dicho elemento de
mecanización para desplazar una parte de dicha pared interior
radialmente hacia fuera con el fin de transformar dicha pared
interior (42) en un primero, un segundo y un tercer segmentos y en
una parte arqueada con un segundo radio de curvatura (R_{H}), que
interconecta dicho segundo segmento con dicho tercer segmento,
usando al menos dicha etapa de proporcionar un movimiento
transversal relativo para conectar y dicha etapa de mover, en donde
dichos segmentos primero, segundo y tercero y dicha parte arqueada
son parte integrante de una parte (82) de disposición de tabique,
estando situado dicho primer segmento encima de dicha supeficie de
apoyo anular (18) y extendiéndose hacia arriba con respecto a dicha
superficie de apoyo anular (18), estando situado dicho segundo
segmento encima de dicho primer segmento y extendiéndose hacia
fuera con respecto a dicho eje (14) del envase desde un extremo
inferior de dicho segundo segmento hasta un extremo superior de
dicho segundo segmento, extendiéndose dicha parte arqueada desde
dicho extremo superior de dicho segundo segmento hasta un extremo
inferior de dicho tercer segmento, estando situado dicho tercer
segmento encima de dicho segundo segmento y extendiéndose hacia
dentro con respecto a dicho eje (14) del envase desde un extremo
inferior de dicho tercer segmento hasta un extremo superior de
dicho tercer segmento, en una orientación que es diferente de una
orientación de dicho tabique central (38) proporcionada por dicho
al menos un radio de tabique, en donde un parte cóncava de dicha
parte (82) de disposición del tabique que se interconecta con dicho
tabique central (38) tiene un primer radio (R_{5R}) y dicho
segundo radio (R_{H}) es menor que dicho primer radio
(R_{5R}).
2. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que dicho elemento de mecanización (172)
comprende uno o dos rodillos reformadores (172) y dicha etapa
reformadora comprende avanzar relativamente cada uno de dichos
rodillos reformadores (172) a lo largo de un camino arqueado
paralelo a dicha pared interior (42).
3. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 2, en el que cada uno de dichos rodillos
reformadores (172) tiene una superficie reformadora y en el que
dicha etapa de situar comprende, además, situar una totalidad de
cada una de dichas superficies reformadoras de cada uno de dichos
rodillos reformadores (172) completamente encima de una posición
coincidente con un extremo superior de dicho primer segmento y
debajo de una parte de interconexión entre dicho tabique central
(38) y dicha pared interior (42).
4. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 2, en el que dicha etapa de proporcionar un
movimiento transversal relativo para conectar comprende
proporcionar un movimiento transversal relativo entre cada uno de
dichos rodillos reformadores (172) y todos los cuerpos (11) de
envases citados para conectar cada uno de dichos rodillos
reformadores (172) con al menos parte de dicha pared interior (42),
y en el que dicho método comprende, además, la etapa de
proporcionar un movimiento transversal relativo entre cada uno de
dichos rodillos reformadores (172) y dicho cuerpo (11) de envase
para desconectar cada uno de dichos rodillos reformadores (172) de
toda la pared interior (42) citada después de dicha etapa
reformadora.
5. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que dicho elemento de mecanización (172)
comprende un primero y un segundo rodillos reformadores (172) que
están situados con una separación mutua de 180º, comprendiendo dicha
etapa de proporcionar un movimiento transversal relativo para
conectar el ejercer fuerzas en esencia diametralmente opuestas en
dos posiciones discretas de dicha pared interior (42).
6. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que una parte anular radialmente más
interior de dicho apoyo anular (16) de forma exteriormente convexa
define un primer diámetro, y en el que dicha etapa reformadora
comprende además la etapa de formar un extremo anular inferior de
dicho tercer segmento que tenga un segundo diámetro mayor que dicho
primer diámetro de dicha parte radialmente más interior de dicho
apoyo anular (16), y formar un extremo anular superior de dicho
tercer segmento que tenga un tercer diámetro menor que dicho primer
diámetro.
7. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que una parte anular más exterior de dicho
tabique central (38) tiene un primer diámetro, y en el que dicha
etapa reformadora comprende, además, la etapa de formar una parte
anular radialmente más exterior de dicha pared interior (42) con un
segundo diámetro sustancialmente mayor que dicho primer
diámetro.
8. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que una parte anular radialmente más
interior de dicho apoyo anular (16) con relación a dicho eje tiene
un primer diámetro, comprendiendo además dicho método la etapa de
aumentar dicho primer diámetro hasta un segundo diámetro usando
dicha etapa reformadora.
9. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que una parte arqueada (44), que tiene un
primer radio (R_{5}), conecta dicha pared interior (42) y dicho
tabique central (38) antes de dicha etapa de proporcionar un
movimiento transversal relativo para conectar, y en el que dicho
método comprende además la etapa de cambiar dicho primer radio a un
segundo radio, que es mayor que dicho primer radio, usando dicha
etapa reformadora.
10. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que dicha parte conectadora exterior (28)
de dicho cuerpo (11) de envase tiene un contorno predeterminado,
comprendiendo además dicho método la etapa de soportar al menos
parte de dicha parte conectadora exterior (28) durante dicha etapa
reformadora para retener sustancialmente dicho contorno
predeterminado de dicha parte conectadora exterior (28).
11. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 10, en el que dicha etapa de soporte comprende
soportar circunferencialmente al menos parte de dicha superficie de
apoyo anular (18) adyacente a dicha parte conectadora exterior
(28).
12. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 11, en el que dicha etapa de soportar
circunferencialmente al menos parte de dicha superficie de apoyo
anular (18) comprende conectar acopladamente dicha superficie de
apoyo anular (18) desde sustancialmente una parte media de dicha
superficie de apoyo anular (18) hasta donde dicha superficie de
apoyo se interconecta con dicha parte conectadora exterior (28), y
en el que las partes restantes de dicha superficie de apoyo anular
(18) están sustancialmente sin soportar.
13. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, que comprende además la etapa de mantener
sustancialmente una configuración de dicho cuerpo (11) de envase
después de dicha etapa reformadora.
14. Un método como el reivindicado en la
Reivindicación 1, en el que una parte más exterior de dicho tabique
central (38) con respecto a dicho eje (14) del envase está
dispuesta a una primera distancia vertical encima de un plano de
referencia que contiene dicha superficie de apoyo anular (18), y en
el que una parte más exterior de dicha pared interior (42) con
respecto a dicho eje es dicho extremo superior de dicho segundo
segmento de dicha pared interior (42), estando situado dicho extremo
superior de dicho segundo segmento de dicha pared interior (42) a
una segunda distancia vertical encima de dicho plano de referencia,
siendo dicha segunda distancia vertical sustancialmente menor que
dicha primera distancia vertical.
15. Un aparato (110) para reformar un cuerpo (11)
de envase de pared delgada, estirado y embutido, que tiene una pared
lateral (12) que está dispuesta alrededor de un eje (14) del
envase, un fondo que está fijado a dicha pared lateral y que
comprende un apoyo anular (18) de forma exteriormente convexa que
comprende una superficie de apoyo anular (18), comprendiendo además
dicho fondo una parte conectadora exterior (28) que interconecta de
una pieza dicha pared lateral (12) y dicha superficie de apoyo
anular (16), una parte cóncava inferior que incluye un tabique
central (38) y una pared interior (42) que dispone dicho tabique
central (38) encima de dicho apoyo anular, comprendiendo además
dicho cuerpo de envase un extremo abierto que está dispuesto en
posición distal con respecto a dicha parte cóncava inferior,
comprendiendo dicho aparato (110) un dispositivo de mecanización
(178) que tiene un cuerpo y que tiene un elemento de mecanización
(172) que está unido operativamente a dicho cuerpo, el cual aparato
(110) está caracterizado porque: dicho elemento de
mecanización (172) comprende un rodillo reformador (172) y otro
rodillo reformador (172) situado con una separación de 180º
respecto de dicho rodillo reformador, comprendiendo cada uno de
dichos rodillos reformadores (172) un cuerpo cilíndrico con un
labio circunferencial en forma de disco que se prolonga en
dirección radial y que se extiende continuamente alrededor de su
parte superior, el cual puede hacer contacto con dicha pared
interior (42) y tiene una extensión vertical que es sustancialmente
menor que la distancia en la dirección del eje del envase entre un
extremo superior y un extremo inferior de dicha pared interior (42),
con lo que en un momento cualquiera dicho labio hace contacto
solamente con una parte de dicha pared interior entre sus extremos
superior e inferior; medios (162, 164, 166, 170) para situar dicho
elemento de mecanización (172) dentro de un espacio exterior
definido por dicha pared interior (42) y dicho tabique central (38)
de dicha parte cóncava inferior de dicho cuerpo de envase; primeros
medios (162, 164, 166, 170) para proporcionar un movimiento
transversal relativo entre dicho elemento de mecanización (172) y la
totalidad de dicho cuerpo (11) de envase; y medios, que comprenden
dicho elemento de mecanización (172) y que comprenden dichos
primeros medios (162, 164, 166, 170), para reformar al menos una
parte (85) de dicha pared interior (42) llevándola a una posición
predeterminada que tiene una orientación hacia arriba y hacia fuera
con relación a dicha superficie de apoyo y a dicho eje del envase,
respectivamente, comprendiendo dichos medios reformadores unos
segundos medios (158) para proporcionar un movimiento relativo entre
dicho elemento de mecanización (172) y dicho cuerpo (11) de envase
con el fin de avanzar relativamente dicho elemento de mecanización
(172) alrededor de dicha pared interior (42).
16. Un aparato (110) como el reivindicado en la
Reivindicación 15, en el que dichos primeros medios (162, 164, 166,
170) comprenden medios de conexión para proporcionar un movimiento
transversal relativo entre dicho elemento de mecanización (172) y
dicho cuerpo (11) de envase con el fin de conectar dicho elemento de
mecanización (172) con al menos una parte de dicha pared interior
(42), y medios de desconexión para proporcionar un movimiento
transversal relativo entre dicho elemento de mecanización (172) y
dicho cuerpo (11) de envase con el fin de desconectar dicho elemento
de mecanización (172) de dicha pared interior (42).
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