ES2245062T3 - Dispositivo para unir una parte inferior de un recipiente de envasado con un elemento de cierre. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de conexión para cerrar un contenedor de embalaje que consiste en una parte inferior y un elemento de cierre de hoja que implica poner el cilindro de expansión en contacto con el interior del bode y expansión por giro continuo relativo. Las paredes (45, 46) del contenedor (40) están situadas unas frente a otras en la región de cierre. Una herramienta de expansión (24) se baja hasta los cilindros de expansión (16, 17) yacen opuestos a una pared (46), y la herramienta se hace girar a continuación. Los cilindros de expansión se mueven radialmente hacia fuera, expandiendo la región de cierre del contenedor hasta que sus componentes están bloqueados positivamente unos con otros.

Description

Dispositivo para unir una parte inferior de un recipiente de envasado con un elemento de cierre.

La invención se refiere a un dispositivo en correspondencia con el preámbulo de la reivindicación 1 (véase por ejemplo el documento DE-A-86 165).

Según los documentos CH 642 316 A5 así como DE 196 18 310 A1 son conocidos cierres para recipientes de envasado. Se emplea para ello una herramienta de expansión comparativamente costosa, que presenta segmentos que pueden ser accionados radialmente y que en su posición final de funcionamiento radialmente exterior presentan cierta separación entre ellos. En correspondencia con ello, la zona de obturación del envase formada de esta manera no es redonda.

Según el documento DE 26 40 215 A1 es conocido un recipiente metálico que consiste en una parte inferior y un elemento de cierre que coopera con la zona de borde superior de la misma. La zona de borde superior de la parte inferior consiste en un bordón que sobresale radialmente exteriormente, formado por un arrollado, sobre el cual, con interposición de una masa de obturación, se coloca un elemento de cierre configurado con una cavidad por el lado del núcleo. El lado exterior del elemento de cierre está conformado, en el estado inicial, en forma de un nervio anular abierto hacia el lado inferior, previsto para solape del bordón, y termina también con un arrollado, que está orientado hacia el lado exterior, a saber alejándose del nervio anular. En la zona de la cavidad del núcleo del elemento de cierre las paredes de la parte de cierre y de la parte inferior se extienden, en el estado inicial, aproximadamente verticales, extendiéndose una delgada capa de adhesivo a lo largo de toda la zona de reborde de elemento de cierre y parte inferior, consiguiéndose a partir de este estado una fijación en unión positiva de forma de ambas partes mediante la formación de un nervio, que partiendo de la parte de núcleo del elemento de cierre atraviesa las dos paredes citadas en dirección radial. Para la formación del nervio se utiliza un rodillo para formación de nervios, y tiene lugar una formación de nervio esencialmente en la zona de las secciones de pared verticales del elemento de cierre y de la parte inferior.

Según el documento DE 36 24 769 A1 es conocido en sí mismo cerrar un recipiente de sección transversal esencialmente rectangular, en forma de cáscara, con una brida perimetral que se extiende hacia fuera mediante un recorte de tapa en forma de hoja, plano, a partir de una lámina metálica. Esto se efectúa con un marco de rebordear subdividido en varias secciones móviles. El borde del recorte de tapa es rebordeado con las secciones alrededor de la brida perimetral. Para ello, una parte superior de la herramienta se aplica sobre la sección de tapa. Cada sección está articulada con un paralelogramo articulado sobre una parte de fijación estacionaria. Una arista de rebordear inferior, en forma de gancho, de cada sección es conducida en arco desde fuera hacia dentro durante un movimiento de cierre axial de la herramienta, y completa así el rebordeado del borde.

Según el documento GB-PS 357 558 es conocido en sí mismo unir entre sí en unión positiva de forma los bordes de una abertura del recipiente y de una tapa en forma de taza insertada en la abertura del recipiente mediante expansión común. Radialmente fuera de los bordes se encuentra un anillo de sufridera partido longitudinalmente, compuesto por sectores, con surcos perimetrales conformados radialmente interiormente. Dentro de los bordes está dispuesto un anillo de goma. El anillo de goma se asienta sobre una barra, que debajo del anillo de goma lleva un platillo. Sobre el lado superior del anillo de goma se halla un anillo de compresión, que con un manguito superior está guiado sobre la barra. Una aproximación axial del platillo y del anillo de compresión tiene como consecuencia que el anillo de goma se expande radialmente hacia fuera y comprime por tanto los bordes en los surcos del anillo de sufridera. Si la unión ha de ser hermética, se introduce cera entre los bordes.

Según el documento DE-PS 86 165 es conocido en sí mismo enrollar el borde libre de la parte inferior de un recipiente de envasado radialmente hacia dentro alrededor de un alambre insertado de refuerzo. Alrededor de este borde libre se coloca un nervio anular de una tapa. Desde el nervio anular se extiende exteriormente una brida vertical hacia abajo sobre la primera zona de borde de la parte inferior del recipiente de envasado. Exteriormente sobre la brida se invierte con ajuste preciso un anillo, que con un apéndice de forma anular presiona por arriba sobre el nervio anular. Desde el nervio anular se extiende interiormente hacia abajo una segunda zona de borde de la tapa. Adosados radialmente interiormente a la segunda zona de borde están dispuestos rodillos de expansión situados frente a frente, cada uno de los cuales está apoyado de modo libremente giratorio sobre una palanca acodada. Un extremo radialmente exterior de cada palanca está apoyado sobre un yugo, mientras que un extremo radialmente interior de cada palanca se puede subir y bajar mediante un bloque. Al bajar el bloque relativamente al yugo, los rodillos de expansión son abatidos radialmente hacia fuera, mientras ruedan alrededor del eje longitudinal del recipiente de envasado. Con ello, la segunda zona de borde de la tapa se expande, para conseguir una unión positiva de forma, bajo el enrollado de la parte inferior hasta entrar en contacto con una superficie interior de la primera zona de borde de la parte inferior. El anillo actúa como sufridera e impide una expansión radial de la primera zona de borde de la parte inferior y de la brida exterior de la tapa. La formación del nervio en el dispositivo conocido según esta innovación se corresponde esencialmente con la del documento DE 26 40 215.

Finalmente, según el documento DE-AS 1 196 616 es conocida una máquina automática para cierre de tapas para bidones y similares. Un borde radialmente exterior de un anillo de la tapa es unido con un borde axial de una parte inferior del bidón. Un borde radialmente interior del anillo de la tapa desgarra un arrollado exterior, que rodea a una abertura a cerrar mediante una tapa. Una especie de tapa de estampación es prensada en la abertura y se aplica con un gancho de borde de forma anular sobre el arrollado exterior. Un cabezal de cierre presenta varias parejas de rodillos con un rodillo de contrapresión radialmente interior de un rodillo de cierre radialmente exterior cada una. En caso de movimiento relativo radial entre el bidón y un cabezal de cierre que gira, los rodillos de cada pareja de rodillos son abatidos uno hacia otro mediante una transmisión por palancas. Con ello, el rodillo de contrapresión se aplica radialmente interiormente al gancho del borde, mientras que el rodillo de cierre conforma la sección libre radialmente exterior del gancho del borde alrededor del arrollado exterior del anillo de tapa.

Es problema de la invención mejorar un dispositivo del tipo señalado al principio en relación con la seguridad de cierre y el efecto de estanqueidad del recipiente de envasado, y proponer una herramienta de expansión mejorada, en particular más económica. Este problema se resuelve, en un dispositivo de este tipo, mediante las características de la

\hbox{reivindicación 1.}

Un giro relativo se puede ocasionar básicamente mediante giro de la herramienta de expansión y/o del recipiente de envasado, siendo preferente sin embargo un giro de la herramienta de expansión estando el recipiente de envasado en reposo. En este caso la herramienta de expansión es más sencilla, más económica y más fácil de mantener. El conformado de la chapa mediante la expansión se efectúa de modo esencialmente más delicado y más uniforme a lo largo del perímetro que hasta ahora, obteniéndose en consecuencia un efecto de estanqueidad aún mejor entre la parte inferior y el elemento de cierre. Se obtiene además una forma particularmente delicada del conformado de la chapa, lo que conduce a una zona de cierre conformada redonda circular y totalmente uniforme en dirección perimetral entre la parte inferior y la zona de cierre. El recipiente de envasado cerrado puede ser extraído fácilmente de la máquina.

La configuración del dispositivo es constructivamente sencilla y económica y se puede considerar como de funcionamiento particularmente seguro. Como accionamiento para el elemento de maniobra según la invención se emplea preferentemente una unidad de pistón y cilindro. Gracias a la configuración según la invención del guiado de las cunas se obtiene una maniobra muy uniforme y fiable de los rodillos de expansión. Esto es válido sobre todo si se emplean preferentemente más de un rodillo de expansión, por ejemplo tres rodillos de expansión, en la herramienta de expansión.

Mediante las características de la reivindicación 2, la herramienta de expansión se puede transformar, de modo particularmente fácil y rápido y a bajo coste, para recipientes de envasado de diferentes diámetros.

Las características de la reivindicación 3 son particularmente ventajosas desde un punto de vista constructivo.

Las características de la reivindicación 4 conducen en la mayoría de los casos a una obturación totalmente suficiente del envase. Si se desea además una unión positiva de forma en la zona de la primera y de la segunda pared de las zonas de borde, se puede proceder según las reivindicaciones 5 o 6.

Éstas y otras características y ventajas de la invención se explican a continuación con ayuda de ejemplos de realización representados en los dibujos. Muestran:

Fig. 1 una vista en alzado lateral parcialmente cortada de una máquina para cierre;

Fig. 2 la vista en planta de la máquina según

\hbox{Fig. 1;}

Fig. 3 la vista en alzado según una línea III-III en Fig. 1, en representación a escala ampliada;

Fig. 4 esencialmente la vista en alzado en corte según la línea IV-IV en Fig. 3 a través de un dispositivo para el cierre de un recipiente de envasado como parte componente de la máquina para cierre según Fig. 1;

Fig. 5 y 6 sendos cortes longitudinales a través del dispositivo según Fig. 4 en otras fases de funcionamiento diferentes;

Fig. 7 la vista en alzado según la línea VII-VII en Fig. 6;

Fig. 8 el detalle VIII en Fig. 6 en representación simétrica a escala ampliada;

Fig. 9 un corte longitudinal a través de una parte de otra forma de realización del dispositivo;

Fig. 10 el rodillo de expansión según Fig. 9 en representación a escala ampliada con una parte del recipiente de envasado correspondiente;

Fig. 11 un corte longitudinal a través de una parte de la forma de realización según Fig. 3;

Fig. 12 el rodillo de expansión según Fig. 11 con una parte del recipiente de envasado correspondiente en corte longitudinal;

Fig. 13 un corte longitudinal a través de un accionamiento de maniobra del dispositivo;

Fig. 14 una representación esquemática del proceso de expansión para un dispositivo con tres rodillos de expansión, y

Fig. 15 representación esquemática del proceso de expansión para un dispositivo con dos rodillos de expansión.

Fig. 1 muestra una máquina para cierre 1 con un bastidor 2. En el bastidor 2 está apoyado de modo giratorio un husillo 4 con eje longitudinal vertical 3, que mediante un engranaje 5 de ruedas dentadas cónicas puede ser accionado en giro selectivamente en ambos sentidos de giro. Con el husillo 4 engrana una tuerca 6 para husillo, a la que está sujeto -protegido contra giro- un travesaño 7.

Con el travesaño 7 está unida fijamente una fijación 8, que se puede desplazar hacia arriba y hacia abajo en una guía 9 del bastidor 2. La fijación 8 lleva un motor de accionamiento eléctrico 10, que mediante una correa de transmisión 11 acciona en giro una polea 12 para correa. A la polea 12 para correa está sujeto coaxialmente un árbol 13, que se extiende en longitud hacia abajo a través de una unidad 14 de pistón y cilindro de dos escalones. Al extremo inferior del árbol 13 está sujeto un platillo 15. El platillo 15 lleva en este ejemplo de realización tres rodillos de expansión 16, 17 y 18 desplazables radialmente (compárese Fig. 3) situados con igual separación angular entre sí. Un eje longitudinal 19, 20 y 21 de cada rodillo de expansión 16 a 18 está dispuesto paralelo a un eje longitudinal 22 de este dispositivo 23 para cierre de recipientes de envasado. El platillo y los rodillos de expansión 16 a 18 son partes componentes de una herramienta de expansión 24 del dispositivo 23.

Fig. 2 permite apreciar otras características de la máquina para cierre 1.

Según Fig. 3 cada rodillo de expansión 16 a 18 está apoyado de modo libremente giratorio sobre un eje 25, 26 y 27. Cada eje 25 a 27 está sujeto fijamente en un alojamiento 28, 29 o 30 configurado como taladro de una cuna 31, 32 y 33. Esta sujeción fija puede ocurrir por ejemplo según Fig. 11. Cada cuna 31 a 33 es desplazable radialmente en una guía 34, 35 y 36 del platillo 15. El platillo 15 está unido de modo fijo en giro con el árbol 13 mediante sólidas columnas 37, 38 y 39 que se extienden paralelas al eje longitudinal 22.

Con la herramienta de expansión según Fig. 3 se pueden cerrar, de manera sencilla, recipientes de envasado con diferentes diámetros. Los alojamientos 28 a 30 de cada cuna 31 a 33 están dispuestos, con respecto al eje longitudinal 22, con separación entre sí en dirección radial. La disposición radial de los alojamientos 28 a 30 depende de los diferentes diámetros de los recipientes de envasado que se han de cerrar con esta herramienta de expansión 24. En Fig. 3 los ejes respectivos 25 a 27 penetran en el alojamiento central 29. De manera correspondiente, con esta disposición se puede cerrar un recipiente de envasado con diámetro intermedio. Si hay que cerrar ahora un recipiente de envasado con mayor diámetro, los rodillos de expansión 16 a 18 con sus ejes 25 a 27 son retirados de los alojamientos 29 e introducidos simplemente en los alojamientos 28 situados más exteriormente. Si por el contrario hay que cerrar un recipiente de envasado con menor diámetro, los ejes 25 a 27 con los rodillos de expansión 16 a 18 se introducen en los alojamientos 30.

En todas las figuras de los dibujos se ha dotado a partes iguales con los mismos números de referencia.

La herramienta de expansión 24 según Fig. 4 se distingue de la mostrada en Fig. 3 porque en Fig. 4 cada cuna, por ejemplo 31, 32, sólo presenta un alojamiento 29 para el eje, por ejemplo 25, 26, del rodillo de expansión correspondiente 16, 17. Esta forma de realización económicamente favorable de las cunas 31, 32 está prevista para cerrar grandes cantidades de recipientes de envasado 40 con diámetro constante. Sin embargo, con la herramienta de expansión 24 según Fig. 4 se pueden cerrar también recipientes de envasado 40 con diferentes diámetros, si se emplean juegos correspondientes de rodillos de expansión 16, 17 con diámetro mayor o menor que los representados en Fig. 4.

El recipiente de envasado 40 según Fig. 4 presenta una parte inferior 41 de chapa y un elemento de cierre 42 de chapa. Zonas de borde de la parte inferior 41 y del elemento de cierre 42 se deben expandir en un recinto interior 43 que se abre radialmente hacia dentro de un anillo de protección 44. Detalles con respecto a ello se explicarán en relación con Fig. 8. Con el fin de la expansión, una primera pared 45 de la parte inferior 41 y una segunda pared 46 del elemento de cierre 42 están situadas frente a frente.

El platillo 15 está rodeado por una herramienta de compresión 47 que puede subir y bajar paralelamente al eje longitudinal 22.

El platillo 15 presenta un manguito de cojinete central 48, en el que un muñón inferior 49 de un elemento de maniobra 50 está guiado de modo desplazable paralelamente al eje longitudinal 22. De manera similar, un muñón superior 51 del elemento de maniobra 50 está guiado de modo desplazable axialmente en un manguito de cojinete 52 del árbol 13. Entre los muñones 49, 51 está sujeto un cuello 53 que sobresale radialmente hacia fuera del elemento de maniobra 50. Sobre un perno de cojinete respectivo 54 del cuello 53 está articulado, de modo que puede subir y bajar, un extremo de una orejeta 55. El otro extremo de cada orejeta 55 está unido de modo articulado con un perno de cojinete 56 de la cuna 31, 32 correspondiente.

Un escalón inferior representado en detalle en Fig. 13 de la unidad 14 de pistón y cilindro de dos escalones sirve para subir o bajar el elemento de maniobra 50 de manera controlada paralelamente al eje longitudinal 22. Para ello, el muñón superior 51 del elemento de maniobra 50 está sujeto a una biela 57, a la que está fijado un pistón inferior 58, que está apoyado de modo desplazable y hermético en un cilindro 59. El pistón inferior 58 sirve para bajar el elemento de maniobra en una carrera 60. Para ello, se alimenta aire comprimido de manera controlada mediante un canal 61 al lado superior del pistón inferior 58 (véase también Fig. 13). El final de la carrera 60 está definido de modo que un lado inferior 62 del pistón inferior 58 se asienta sobre una superficie de tope 63 del cilindro 59. El cilindro 59 es por lo demás parte componente del árbol 13.

En Fig. 4 los rodillos de expansión 16, 17 se encuentran en una posición inicial radialmente interior, en la que los rodillos de expansión 16, 17 pueden penetrar en la segunda pared 46 del recipiente de envasado 40.

Para ello, por medio del escalón superior de la unidad 14 de pistón y cilindro de dos escalones, la herramienta de expansión en conjunto junto con el árbol 13 y el escalón inferior de la unidad 14 de pistón y cilindro de dos escalones se hace bajar según Fig. 13. Este primer escalón consiste en una unidad neumática de pistón y cilindro, que se conecta coaxialmente hacia arriba a la estructura en Fig. 13 y que no precisa ser representada en detalle. En Fig. 5 y 6 la herramienta de expansión 24 ha sido bajada al máximo de esta manera. En este estado, los rodillos de expansión 16, 17 han penetrado en la segunda pared 46 del elemento de cierre 42 (Fig. 4).

En Fig. 5 se puede apreciar además una pequeña holgura radial entre el rodillo de expansión 16 y la segunda pared 46 situada frente a él. Esto significa que todavía no ha tenido lugar la expansión. Previamente, la herramienta de compresión 47 se ha hecho bajar entrando en contacto con el anillo de protección 44 (Fig. 8). La fuerza de compresión axial 64 (Fig. 8) ejercida con ello sobre el anillo de protección 44 se elige de tal magnitud, que se genera una compresión de estanqueidad suficiente de una junta anular 65 (Fig. 8).

Se aplica ahora en Fig. 5 aire comprimido sobre el lado superior del pistón inferior 58. Esto tiene como consecuencia que el elemento de maniobra 50 es desplazado hacia abajo en la magnitud de la carrera 60, hasta la posición mostrada en Fig. 6. En esta posición el rodillo de expansión 17 se encuentra en su posición final de funcionamiento radialmente exterior, y el cierre del recipiente de envasado 40 está listo, expandido y cerrado.

En cuanto ha ocurrido esto, la herramienta de compresión 47 se puede levantar nuevamente fuera de contacto con el recipiente de envasado 40, y se puede levantar también nuevamente el elemento de maniobra 50. Con ello, la orejeta 55 se mueve desde la posición final horizontal en Fig. 6 retrocediendo nuevamente a la posición inicial inclinada según Fig. 5. Simultáneamente, los rodillos de expansión 16 a 18 (Fig. 3) retroceden desde su posición de funcionamiento radialmente exterior a su posición inicial radialmente interior según Fig. 5. A continuación, la herramienta de expansión 24 es levantada nuevamente a su posición inicial superior según Fig. 4, de modo que el recipiente de envasado 40 cerrado por su extremo superior queda libre para su extracción fuera de la máquina para cierre 1.

Fig. 7 muestra otros detalles de la configuración del elemento de maniobra 50, de la orejeta 55, de la cuna 32 y de la guía 35.

Según Fig. 8 una abertura superior 66 de la parte inferior 1 del recipiente de envasado 40 está cerrada herméticamente mediante el elemento de cierre 42. La parte inferior 41 y el elemento de cierre 42 están hechos de hojalata de por ejemplo 0,31 mm de
espesor.

Una primera zona de borde 67 de la parte inferior 41 está unida herméticamente con una segunda zona de borde 68 del elemento de cierre 42. Una primera zona extrema libre 69 de la primera zona de borde 67 está configurada como un arrollado exterior. A la segunda pared 46 se conecta por arriba una segunda zona extrema libre 70 de la segunda zona de borde 68. La segunda zona extrema libre 70 termina en un arrollado 71 y lleva interiormente la junta anular 65. La junta anular 65 coopera herméticamente con la primera zona extrema libre 69. El prensado de estanqueidad axial necesario ocurre incluso antes de la expansión de los rodillos de expansión, por ejemplo 17, de modo que la herramienta de compresión 47 ejerce la fuerza de compresión axial 64 sobre la delimitación superior del anillo de protección 44.

En el estado final mostrado en Fig. 8, expandido mediante los rodillos de expansión 16 a 18 (Fig. 3), la primera 69 y la segunda zona extrema 70 se hallan en el recinto interior 43 del anillo de protección 44. Además, un lado radialmente exterior 72 de la primera pared 45 se ha aplicado contra un borde radialmente interior 73 que actúa como tope, de un ramal inferior 74 del anillo de protección 44. El enclavamiento en unión positiva de forma se consigue según Fig. 8 porque durante la expansión la primera zona extrema libre 69 se ha movido en todo el perímetro por encima del ramal inferior 74. El anillo de protección 44 puede estar configurado de cualquier manera que se desee, conocida en sí misma. El mismo puede ser por ejemplo un anillo de apriete, que se puede abrir y volver a cerrar fácilmente.

Durante la expansión según Fig. 8, sobre un extremo axialmente exterior de la segunda pared 46 se ha conformado un nervio 75 que se extiende radialmente hacia dentro más allá del extremo exterior. El nervio 75 refuerza la segunda zona de borde 68 y permite a la segunda zona extrema libre 70 una configuración de forma óptima dentro del recinto interior 43.

En Fig. 9 se puede apreciar cómo el rodillo de expansión 16 está apoyado de modo libremente giratorio, mediante un rodamiento 76 dibujado en líneas de trazos, sobre un apéndice inferior 77 del eje 25. En cuanto el rodillo de expansión 16 se mueve radialmente hacia fuera en contacto con el recipiente de envasado 40, el mismo es arrastrado en giro debido al rozamiento. La superficie activa, radialmente exterior, del rodillo de expansión 16 está diseñada de manera particular. Esto se explica en relación con Fig. 10.

En el ejemplo de realización según Fig. 10 se emplea un elemento de cierre 42 con una abertura de extracción central 78. La abertura de extracción 78 está cerrada de modo hermético mediante un tapón 79 de plástico que se puede retirar y volver a meter a presión. Pero se pueden emplear también todos los demás cierres de plástico o metal que se pueden encontrar en el mercado, por ejemplo también cierres a rosca de plástico.

Según Fig. 10, mediante el rodillo de expansión 16 la primera pared 45 y la segunda pared 46 son conformadas bajo un ángulo 80 negativo respecto al eje longitudinal 22, al menos a lo largo una parte de su longitud axial, aumentando el diámetro en dirección hacia un recinto interior 81 del recipiente de envasado 40. Mediante esta conicidad se obtiene al final de la expansión el enclavamiento en unión positiva de forma entre la primera pared 45 y la segunda pared 46, sin que sea necesario aquí un anillo de protección adicional como el anillo de protección 44 en Fig. 8.

Fig. 11 muestra la cuna 31 según Fig. 3 en corte longitudinal. Sin embargo, el eje 25 no está insertado aquí en el alojamiento central 29, sino en el alojamiento radialmente interior 30. El eje 25 está protegido axialmente por arriba mediante un anillo de protección 82. El rodillo de expansión presenta en su superficie activa 83, radialmente exterior, un perfilado perimetral 84 que se extiende radialmente hacia fuera. Como en este ejemplo de realización el anillo de expansión 16 se asienta comparativamente radialmente muy interiormente, para cerrar un recipiente de envasado con diámetro comparativamente pequeño, en Fig. 11 la herramienta de compresión 47 está situada radialmente muy hacia dentro de manera correspondiente.

Fig. 12 muestra el rodillo de expansión 16 según Fig. 11 en su posición final de funcionamiento radialmente exterior. Con ello, el perfilado perimetral 84 del rodillo de expansión 16 ha conformado nervios perimetrales complementarios 85 y 86 en las paredes 45, 46. Los nervios perimetrales 85, 86 conducen a un enclavamiento en unión positiva de forma de las zonas de borde 67, 68 una respecto a otra.

Fig. 13 muestra un corte longitudinal a través del accionamiento de maniobra para el desplazamiento radial de las cunas 31 a 33 (Fig. 3). La parte inferior de este accionamiento de maniobra se ha descrito ya en relación con Fig. 4. La biela 57 se prolonga hacia arriba y está guiada con su extremo superior 87 en un taladro 88 del árbol 13. Sobre una rosca de la biela 57 está atornillada una tuerca 89, con la que un pistón superior 90 es apretado axialmente sobre el pistón inferior 58 y éste a su vez axialmente sobre el muñón superior 51 del elemento de maniobra 50. El pistón superior 90 está guiado herméticamente en un cilindro superior 91, que al igual que el cilindro inferior 59 es parte componente del árbol 13. Entre los cilindros 59, 91 está apretada fijamente de modo hermético una placa 92. Otra placa 93 está prevista entre el cilindro superior 91 y una sección de conducción de aire 94 del árbol 13, también como parte componente del árbol 13. La sección de conducción de aire 94 está apoyada de modo giratorio mediante rodamientos 95 y 96 en un manguito estacionario 97. A una primera ranura anular interior 98 del manguito 97 se puede alimentar aire comprimido de modo controlado, tal como se señala mediante la flecha 99 en línea de trazos y puntos. Este aire comprimido llega a través de un sistema de canales 100 a la sección de conducción de aire 94 y a la placa 93, así como a una conducción de unión 101 en el canal 61 y por tanto sobre el lado superior del pistón inferior 58. Esto ocasiona un movimiento hacia abajo del elemento de maniobra 50 y por tanto un movimiento dirigido radialmente hacia fuera de los rodillos de expansión 16 a 18 (Fig. 3).

Si por el contrario se alimenta aire comprimido a una segunda ranura anular 102 del manguito 94 en el sentido de la flecha 103 en línea de trazos y puntos, éste llega a un sistema de canales 104, a la sección de conducción de aire 94 y a la placa 93, y desde allí a través de una conducción de unión 105 a un canal 106 de la placa 92 y sobre el lado inferior del pistón superior 50. Esto ocasiona una elevación del elemento de maniobra 50 y un repliegue radial de los rodillos de expansión 16 a 18.

En Fig. 14 se representa esquemáticamente el modo de funcionamiento de la herramienta de expansión 24. Los rodillos de expansión 16 a 18 se representan con círculos de trazo continuo en su posición inicial radialmente interior (Fig. 5), con una separación angular de 120 grados unos respecto a otros. Los mismos se aplican interiormente a la segunda pared 46 (Fig. 5). Para la expansión, la herramienta de expansión 24 con los rodillos de expansión 16 a 18 gira en la dirección de la flecha 107. Con ello, los rodillos de expansión 16 a 18 se mueven de modo creciente sobre caminos en espiral en la dirección de la flecha 107 y radialmente hacia fuera, hasta que la segunda pared 46 y por tanto la zona de cierre del recipiente de envasado 40 se ha expandido suficientemente. Este estado final se representa en Fig. 14 arriba a la derecha, en líneas de trazos y puntos, para el rodillo de expansión 16. Naturalmente, los otros dos rodillos de expansión 17 y 18 han adoptado hasta aquí la misma posición radialmente exterior que el rodillo de expansión 16. La velocidad del movimiento radial hacia fuera de los rodillos de expansión 16 a 18 y por tanto, para una velocidad periférica dada de la herramienta de expansión 24, el número de caminos en espiral 108 que recorre cada rodillo de expansión 16 a 18 hasta completar la expansión, depende de varios parámetros. Tales parámetros son por ejemplo la deformabilidad y el espesor de la chapa de la parte inferior 41 y del elemento de cierre 42 en la zona de cierre. En todo caso, la expansión puede tener lugar de modo tan delicado, que tras la expansión se obtiene una obturación correcta en la zona de cierre.

Fig. 15 es una representación esquemática correspondiente a Fig. 14, para el caso de que la herramienta de expansión 24 presente sólo dos rodillos de expansión 16 y 17 diametralmente opuestos. Los rodillos de expansión 16 y 17 se representan nuevamente con círculos de trazo continuo en su posición inicial radialmente exterior en Fig. 15 y se aplican interiormente a la segunda pared 46 (compárese Fig. 5). La segunda pared 46 tiene en este estado inicial un radio interior 109.

Para la expansión, la herramienta de expansión 24 gira en la dirección de la flecha 107 estando el recipiente de envasado fijo. Con ello los rodillos de expansión 16, 17 se mueven continuamente radialmente hacia fuera, por lo que la zona de contacto de cada rodillo de expansión 16, 17 se mueve sobre un camino en espiral 110 y 111 en un ángulo 112 y 113 de 180 grados en cada caso. Al final de este camino, los rodillos de expansión 16, 17 adoptan las posiciones dibujadas en líneas de trazos y puntos en Fig. 15. Se supone que se trata aquí ya de las posiciones finales de funcionamiento radialmente exteriores (Fig. 6) de los rodillos de expansión 16, 17. Si en este punto terminara el giro de la herramienta de expansión 24 en la dirección de la flecha 107, no se obtendría en modo alguno una superficie interior cilíndrica circular de la segunda pared 46. Esta superficie cilíndrica ideal 46 en forma de anillo circular se ha dibujado en líneas de trazos en Fig. 15. Por el contrario, quedarían entonces delante de cada rodillo de expansión 16, 17 contornos en forma de hoz de la segunda pared 46 entre el camino en espiral respectivo 108, 109 y el círculo 46 dibujado en líneas de trazos. Estos contornos en forma de hoz se evitan si los rodillos de expansión 16, 17 se hacen girar, partiendo de sus posiciones dibujadas en líneas de trazos y puntos en Fig. 15, al menos 180 grados más cada uno en la dirección de la flecha 107, sin que tenga lugar con ello un movimiento radial hacia fuera adicional de los rodillos de expansión 16, 17. Tras esta fase de alisado, la segunda pared 46 presenta la forma cilíndrica circular dibujada en líneas de trazos en Fig. 15 con el radio 114. En Fig. 15 se ha dibujado también la carrera radial 115 de los rodillos de expansión 16, 17 entre su posición inicial radialmente interior (Fig. 5) y su posición final de funcionamiento radialmente exterior (Fig. 6).

Claims (6)

1. Dispositivo para la unión hermética de una primera zona de borde (67) de una parte inferior (41) de un recipiente de envasado (40) de chapa con una segunda zona de borde (68) de un elemento de cierre (42) de chapa,

en el que la segunda zona de borde (68) lleva una junta anular (65) que coopera con la primera zona de borde (67),

en el que, dentro de la junta anular (65), una primera pared (45) de la primera zona de borde (67) y una segunda pared (46) de la segunda zona de borde (68) están situadas radialmente frente a frente, pudiéndose el elemento de cierre (42) aplicar con la junta anular (65) sobre la primera zona de borde
(67),

con una herramienta de compresión (47) prevista para ejercer una fuerza de compresión axial (64) hasta una compresión de obturación suficiente de la junta anular (65),

con una herramienta de expansión (24) que se puede poner en contacto con un lado radialmente interior de la segunda zona de borde (68), pudiéndose expandir conjuntamente la primera (67) y la segunda zona de borde (68) mediante la herramienta de expansión (24), hasta conseguir un enclavamiento en unión positiva de forma,

en el que la herramienta de expansión (24) y el recipiente de envasado (40) son giratorios uno relativamente a otro alrededor de su eje longitudinal común (22) al menos durante un ciclo de expansión,

en el que la herramienta de expansión (24) presenta al menos un rodillo de expansión (16 a 18),
y

en el que cada rodillo de expansión (16 a 18) es móvil durante cada ciclo de expansión entre una posición inicial radialmente interior y una posición de funcionamiento radialmente interior,

caracterizado porque cada rodillo de expansión (16 a 18) está apoyado de modo libremente giratorio sobre una cuna (31 a 33), siendo cada cuna (31 a 33) desplazable radialmente en una guía de un platillo (15),

porque el platillo (15) está unido fijamente en giro mediante un árbol (13) con un motor de accionamiento (10),

porque cada cuna (31 a 33) está articulada a un extremo de una orejeta (55),

porque el otro extremo de cada orejeta (55) está articulado a un elemento de maniobra (50) móvil a lo largo del árbol (13) paralelamente al eje longitudinal (22) de la herramienta de expansión (24),

porque la herramienta de expansión inclusive el elemento de maniobra (50) es accionable en vaivén de modo controlado mediante una unidad (14) de pistón y cilindro a lo largo del árbol (13) entre una posición de reposo, en la que al menos un rodillo de expansión (16 a 18) se halla fuera de las zonas de borde (67, 68), y una posición de funcionamiento en la que el al menos un rodillo de expansión (16 a 18) ha penetrado en las zonas de borde (67, 68), y

porque el árbol (13) se extiende a través de la unidad (14) de pistón y cilindro.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, caracterizado porque cada cuna (31 a 33) presenta varios alojamientos (28 a 30) dispuestos con cierta separación radial mutua para los rodillos de expansión (16 a 18) correspondientes.

3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque un eje longitudinal (19 a 21) de cada rodillo de expansión (16 a 18) está dispuesto paralelo al eje longitudinal (22) de la herramienta de expansión (24).

4. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una superficie (83) de cada rodillo de expansión (16 a 18) que entra en contacto con la segunda zona de borde (68) es cilíndrica circular.

5. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una superficie (83) de cada rodillo de expansión (16 a 18) que entra en contacto con la segunda zona de borde (68) está configurada de forma troncocónica, ensanchándose hacia el recinto interior (81) del recipiente de envasado (40).

6. Dispositivo según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque una superficie (83) de cada rodillo de expansión (16 a 18) que entra en contacto con la segunda zona de borde (68) presenta un perfilado perimetral (84).