ES2266805T3 - Lata con lineas de plegado y procedimiento para su fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Lata con dos elementos extremos circulares (4, 5) que forman la superficie de base y/o de tapa, y con una envoltura de lata que presenta líneas de plegado (14) que forman aristas (1), en la que la envoltura de lata (2) presenta en ambos extremos una superficie de sección transversal circular y una superficie de sección transversal poligonal en su zona central, caracterizada porque la superficie de sección transversal poligonal está configurada en la zona central como máximo decagonal, preferiblemente hexagonal u octagonal.
Description
Lata con líneas de plegado y procedimiento para
su fabricación.
La invención se refiere a una lata según el
preámbulo de la reivindicación 1 así como un procedimiento para la
fabricación de esta lata según la reivindicación 6.
Se conoce que el transporte y el almacenamiento
de latas vacías hacia y/o en el sitio de llenado originan un gran
gasto. Este gasto logístico puede reducirse drásticamente cuando la
lata se produce en el sitio de llenado.
Del documento
DE-A1-3110697 se conoce un
recipiente de envase en el que a partir de un recorte de material
para embalar se moldea una envoltura tridimensional en la
instalación de llenado. En este sentido, sólo puede lograrse
difícilmente una exactitud necesaria de la unión y/o de la
superposición para la posterior hermeticidad del recipiente en la
zona de ambos extremos abiertos de la envoltura; por otra parte, las
latas cilíndricas con una envoltura de una hoja de cartón plana no
presentan la estabilidad al agarre requerida por el usuario.
Del documento WO98/03403 se conocen latas
poligonales con envolturas de lata prefabricadas externamente. Pero
en la práctica no se ha impuesto este ventajoso concepto de latas,
especialmente para una fabricación en serie mediana y pequeña. Por
una parte, las piezas extremas poligonales son costosas de procesar
y obturar.
En el documento
US-A-3712530 se describe un
recipiente con forma de tambor con una pluralidad de líneas de
plegado verticales en la envoltura. Un recipiente de este tipo
satisface concretamente el deseo de pequeño volumen de la envoltura
doblada, pero usa construcciones de tapa muy costosas para que pueda
enrollarse el tambor y no mejora la rigidez en comparación con uno
de envoltura sin líneas de plegado.
Otra posibilidad de un recipiente similar a un
barril con sección transversal poligonal y fondo y tapa circular se
describe en el documento
US-A-2989219 según el preámbulo de
la reivindicación 1, en el que el objetivo de la invención dada a
conocer en él consistía en primer lugar en encontrar una
construcción de tapa segura adecuada para recipientes grandes.
El documento
US-A-5778639 describe de nuevo un
procedimiento y un dispositivo con los que un fondo redondo puede
imponerse a un embalaje con sección transversal no redonda.
La invención se basa ahora en el objetivo de
reparar las carencias del estado de la técnica. Así, entre otras
cosas, debe proponerse una lata en la que pueda mantenerse bajo el
gasto para el transporte y el almacenamiento de la lata vacía, se
haga posible el empleo de tapas redondas habituales en el mercado y
se mejore la rigidez y/o estabilidad al agarre de la envoltura de
la lata llena. Este objetivo se cumple por primera vez de manera
sorprendente mediante la parte caracterizadora de la reivindicación
1.
En las características de las otras
reivindicaciones se describen otras configuraciones ventajosas o
alternativas de la invención, especialmente también un procedimiento
y un dispositivo para la fabricación de la lata según la
invención.
Cuando en contexto con la invención se habla de
circular, deben entenderse con ello también formas que difieren
levemente de la forma circular, por ejemplo elipses con semiejes que
sólo difieren poco entre sí.
Las latas con piezas extremas circulares
presentan una serie de ventajas. Por un lado, pueden usarse
elementos extremos o elementos obturadores estándar circulares, pero
sobre todo también máquinas de cierre existentes. Por otro lado, se
ha de obturar de manera conocida una abertura redonda
fundamentalmente con escaso gasto técnico.
Durante la sujeción manual de una lata se
ejercen esencialmente en la envoltura de lata fuerzas de compresión
dirigidas perpendicularmente al eje de la lata, que deben sostener
la lata. Sin embargo, si la lata está compuesta por dos piezas
extremas circulares y una envoltura, que está fabricada de una pieza
de un material compuesto plano de papel y/o cartón, la estabilidad
de forma no es satisfactoria.
De una manera conocida en sí, la estabilidad de
forma de un cuerpo plano ya no se mantiene en la aplicación
perpendicular de una fuerza de compresión a partir de un determinado
valor de la fuerza. Así aparecen, por ejemplo, pliegues o
abolladuras. Por otro lado, su estabilidad de forma mejora
considerablemente mediante la provisión de un cuerpo plano con
aristas. Los pliegues y las abolladuras sólo aparecen con fuerzas de
compresión esencialmente más grandes.
También se conoce que mediante la previsión de
una línea de plegado se reduce claramente el trabajo de doblado
necesario para deformar un cuerpo plano, especialmente fabricado de
un material compuesto de papel y/o cartón. Por eso el doblado del
cuerpo tiene lugar preferiblemente en la línea de plegado, por la
cual se forma automáticamente una arista en la zona de la línea de
plegado.
La invención se refiere ahora al conocimiento de
que una envoltura circunferencialmente cerrada, que está fabricada
de un material compuesto de papel y/o cartón, y dos elementos
extremos circulares unidos entre sí forman automáticamente aristas
cuando la envoltura de lata está provista de líneas de plegado
perpendicularmente a la dirección de giro. Los segmentos
individuales entre las líneas de plegado se abomban hacia dentro
mediante la superficie de sección transversal circular forzada en
ambos extremos por los elementos extremos, las aristas formadas por
las líneas de plegado hacia fuera. Mediante esto se mejora
definitivamente la estabilidad de la lata, especialmente en la zona
de asimiento con la mano.
Los espesores de pared habituales de un material
compuesto plano de papel y/o cartón pueden reducirse más de la
mitad con una lata según la invención. Se hace posible una lata
ligera, con poco coste energético, menos contaminante y estable,
que puede fabricarse con tapa estándar en máquinas corrientes,
estándar. Además, los espesores de pared considerablemente
reducidos aportan ventajas a una unión estanca al gas, que dado el
caso va a realizarse, de la envoltura de lata con los dos elementos
extremos.
La rigidez y/o estabilidad al agarre mejorada de
una lata según la invención pudo confirmarse mediante mediciones.
En el caso de envolturas de lata de 6 y 8 esquinas se mostró que en
un tamaño de lata estándar con una altura de 120 mm y un diámetro
de 73 mm puede lograrse un aumento máximo, mientras que tanto en las
envolturas de lata con, por una parte, sólo 2 ó 4 como, por otra
parte, 10 ó 12 líneas de plegado y, por tanto, aristas, las curvas
de fuerza-recorrido también ya están próximas a la
lata redonda.
La invención se describe a continuación más
detalladamente mediante las figuras del dibujo en el ejemplo de una
envoltura de lata hexagonal. Las mismas piezas en diferentes
ejemplos de realización, que desempeñan las mismas funciones, se
proveen a continuación con las mismas denominaciones y números de
referencia. En el dibujo muestran:
la figura 1 una vista en planta desde
arriba de la tapa colocada sobre la abertura de una envoltura
hexagonal abatida;
la figura 2a y b cada una una sección
longitudinal a lo largo de las líneas 1'-1'' y/o
F'-F'' de la figura 1;
la figura 3 un mandril de moldeo
intermedio cilíndrico vertical sobre una envoltura de lata puesta de
pie con forma básica hexagonal, en vista inclinada,
la figura 4 la envoltura de lata estirada
en el mandril de moldeo intermedio sobre un dispositivo de cierre,
en vista inclinada,
la figura 5 un elemento estanco plano
sobre la envoltura de lata dispuesta entre dos mordazas de moldeo
intermedio, en vista inclinada,
la figura 6 un segundo elemento extremo
y
la figura 7 una envoltura de lata
circular sujetada por un dispositivo de moldeo de bridas, en vista
lateral.
la figura 8 a 11 curvas de
fuerza-recorrido para la presión en envolturas de
lata con sección transversal poligonal.
Según la figura 1, un elemento 4 extremo redondo
habitual en el mercado, por ejemplo una tapa, es concéntrica con el
radio R a una envoltura 2 de lata hexagonal desplegada. La longitud
de las aristas K de esta envoltura es 2R\pi/6. Si la envoltura 2
sólo se lleva a la forma redonda en su abertura - por ejemplo,
mediante colocación de una forma redonda exterior (mordazas 6 de
moldeo intermedio en la figura 5) - de manera que pueda utilizarse
la tapa 4 y/o, por ejemplo, enrollarse sobre el borde de envoltura
(figura 4, parte inferior), entonces en la lata cerrada las aristas
1 pueden extruirse hacia dentro en la zona de la tapa 4.
Esto produce inevitablemente que las aristas 1
sobresalgan levemente hacia fuera en la mitad de la altura de lata
entre ambas tapas 4, 5, es decir, que estén algo abombadas hacia
fuera en su trayectoria axial en relación con la lata (figura 2a).
Correspondientemente, las seis superficies prismáticas F de la
envoltura 2 están presionadas respectivamente hacia fuera en la zona
de ambas tapas 4, 5, que produce inevitablemente que las
superficies F sobresalgan levemente hacia dentro en la mitad de la
altura de lata entre ambas tapas 4, 5, es decir, que estén algo
abombadas hacia dentro en su trayectoria - axial en relación con la
lata -
y por tanto estén previamente tensadas (figura 2b). Ambas producen un gran aumento inesperado de la rigidez y estabilidad al agarre de la lata.
y por tanto estén previamente tensadas (figura 2b). Ambas producen un gran aumento inesperado de la rigidez y estabilidad al agarre de la lata.
La figura 3 muestra un mandril 3 de moldeo
intermedio que está dispuesto verticalmente sobre una envoltura 2
de lata. La envoltura 2 de lata prefabricada, circunferencialmente
cerrada, provista de líneas de plegado, se saca de una pila de
envolturas de lata presionadas en plano y se eleva mediante
desplazamiento conjunto de dos aristas plegadas para dar un prisma
hexagonal. La envoltura 2 de lata presenta en este ejemplo de
realización seis líneas 14 de plegado alineadas paralelamente al
eje longitudinal de la envoltura 2 de lata. Las líneas 14 de plegado
forman en estado elevado de la envoltura 2 de lata sobre toda su
longitud aristas 1. Dos bordes de la pieza del material compuesto
de papel y/o cartón, del que está compuesta la envoltura 2 de lata,
están unidos entre sí de manera solapada en la zona 16 de solape. La
zona 16 de solape está comprimida sobre el espesor de capa sencillo
del material compuesto de papel y/o cartón. Pero una envoltura de
lata prefabricada podría presentar igualmente de bien dos bordes
obtusos unidos entre sí que estén unidos entre sí de una manera
conocida en sí mediante una cinta de unión.
El mandril 3 de moldeo intermedio presenta en
este documento una forma básica cilíndrica circular. La parte
frontal del mandril 3 de moldeo intermedio dirigida hacia la
envoltura 2 de lata presenta una inclinación 13 de entrada para la
envoltura 2 de lata. En este documento, en la base del mandril 3
intermedio está dispuesto un dispositivo 7 de moldeo previo mediante
el que puede moldearse previamente para otras etapas de
procedimiento, dado el caso, una envoltura 2 de lata.
La envoltura 2 de lata se estira en el mandril 3
de moldeo intermedio, presionándose éste contra la envoltura 3 de
lata. En este sentido, las mordazas 6 de moldeo intermedio mostradas
en la figura 5 pueden soportar lateralmente la envoltura 2 de lata
en la zona extrema del otro extremo.
La figura 4 muestra la envoltura de lata
estirada en el mandril 3 de moldeo intermedio de la figura 3 sobre
un dispositivo 9 de cierre equipado con un primer elemento extremo,
por ejemplo, la tapa 4. La envoltura 2 de lata estirada en el
mandril 3 de moldeo intermedio también presenta ahora una forma
cilíndrica. Las líneas 14 de plegado también se fijan en el mandril
3 de moldeo intermedio y ya no forman más aristas.
El dispositivo 9 de cierre está configurado aquí
como dispositivo de rodillos convencional. Además de un alojamiento
no visible en la figura 4 para el primer elemento 4 extremo, el
dispositivo de rodillos presenta dos pares 10 de rodillos de los que
sólo es visible el par de rodillos que hacen presión por fuera
contra la pieza 4 extrema. La envoltura 2 de lata ahora cilíndrica
se ensambla en la hendidura circular del primer elemento 4 extremo.
Mediante un giro del mandril 3 de moldeo intermedio y del
alojamiento respecto a los pares 10 de rodillos se une
definitivamente de manera estanca el elemento 4 extremo con la
envoltura 2 de lata. La envoltura 2 de lata unida ahora por un
extremo con el primer elemento 4 extremo puede estirarse ahora de
nuevo con el dispositivo 9 de cierre.
La figura 5 muestra la envoltura 2 de lata unida
por un extremo con el primer elemento 4 extremo, que está dispuesta
por el otro extremo entre dos mordazas 6 de moldeo intermedio,
debajo de un punzón 17 de ajuste conocido en sí. El punzón 17 de
ajuste está equipado en este documento con un elemento obturador 11,
por ejemplo, configurado en forma de una membrana de aluminio.
Después de llenarse la lata, la envoltura 2 de
lata se moldea ahora de manera intermedia por el otro extremo con
forma cilíndrica mediante choque de las dos mordazas 6 de moldeo
intermedio en una zona que limita con la abertura interior.
Después, el elemento obturador 11 se incorpora en la zona mediante
el punzón 17 de ajuste y se sella en caliente de manera estanca con
la pared 12 interna de la envoltura 2 de lata.
La figura 6 muestra un segundo elemento 5
extremo configurado en forma de una tapa de inserción. La tapa de
inserción puede aplicarse por el otro extremo en la envoltura 2 de
lata, por ejemplo, después del sellado en caliente del elemento
obturador 11. En este sentido, dado el caso, las mordazas 6 de
moldeo intermedio ya pueden retirarse de nuevo de la envoltura 2 de
lata ya que el elemento obturador 11 sellado ya produce una
superficie de sección transversal circular de la envoltura 2 de
lata. Mediante una tapa de inserción puede apoyarse el conseguir por
la fuerza la superficie de sección transversal circular.
La lata ahora llena y provista con ambos
elementos 4 y 5 extremos presenta respectivamente, con excepción de
ambas zonas extremas de la envoltura 2 de lata a lo largo de las
seis líneas 14 de plegado, una arista cuyo contorno se acuña
continuamente contra la zona central. En la zona central, la
envoltura de lata presenta en este documento una superficie de
sección transversal hexagonal. Por tanto, en la zona central de la
envoltura 2 de lata - es decir, en cualquier zona en la que
generalmente también tiene lugar una sujeción con la mano -, una
lata según la invención también presenta la mayor estabilidad al
agarre.
La figura 7 muestra una etapa de tratamiento
alternativa que se hace por el otro extremo en la envoltura 2 de
lata. La envoltura 2 de lata se provee con una brida circular
mediante un dispositivo 8 de moldeo de bridas, que presenta un
punzón 18 de moldeo y dos piezas 19 opuestas. En este sentido, el
dispositivo 8 de moldeo de bridas puede calentarse de una manera
conocida en sí.
Las figura 8 a 11 muestran diagramas de
fuerza-recorrido en carga de presión por fuera,
perpendicularmente al eje de la lata, en latas de cartón de 73 mm
diámetro y 120 mm altura, a un espesor de pared de la envoltura de
cartón de 0,4 mm y un radio de plegado de 2 mm. En la ordenada se
representa respectivamente la fuerza F en Newton, en la abscisa la
profundidad de Brinell s en mm. Las curvas se denotan
respectivamente con cifras de 2 a 10, con lo que se indica el número
de líneas de plegado (aristas).
En las figuras 8 y 9 se representan las curvas
de los valores medios de respectivamente 8 mediciones de la presión
en la lata a la altura de la mitad de la lata y concretamente en la
figura 8 respectivamente en la arista, en la figura 9 en el medio
de las superficies prismáticas respectivas. Se presionó con un
punzón de 20 mm diámetro que partía de una presión inicial de 1 N.
Se muestra que las envolturas de lata de 6 y 8 esquinas oponen, con
diferencia, una gran resistencia a una deformación; por el
contrario, por un lado, las envolturas de lata de 10 esquinas, por
otro lado, las de 2 ó 4 esquinas, que ya se asemejan respectivamente
más a una envoltura de lata cilíndrica, descienden notablemente.
Un resultado similar resulta cuando - como se
representa en la figura 10 - los valores de la presión se miden en
la arista a ¼ y/o a ¾ de la altura de lata, y/o cuando - como se
representa en la figura 11 - los valores de la presión se miden en
el medio de la arista con un punzón de 10 mm de diámetro y una
presión inicial de sólo 0,1 N.
Los valores mejoran incluso cuando la envoltura
de lata presenta un contorno interno de 0,5 a 1 mm menor que el
contorno de la tapa que engancha con ésta, ya que la envoltura de
lata debe ensancharse levemente en su abertura y en este sentido se
consigue una tensión previa.
Claims (10)
1. Lata con dos elementos extremos circulares
(4, 5) que forman la superficie de base y/o de tapa, y con una
envoltura de lata que presenta líneas de plegado (14) que forman
aristas (1), en la que la envoltura de lata (2) presenta en ambos
extremos una superficie de sección transversal circular y una
superficie de sección transversal poligonal en su zona central,
caracterizada porque la superficie de sección transversal
poligonal está configurada en la zona central como máximo decagonal,
preferiblemente hexagonal u octagonal.
2. Lata según la reivindicación 1,
caracterizada porque al menos uno de los dos elementos
extremos (4, 5) está definitivamente unido de manera estanca con la
envoltura de lata (2), por ejemplo está configurado enrollado,
embridado, pegado o sellado o como tapa de inserción o
invertida.
3. Lata según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizada porque un elemento obturador (11) plano,
especialmente una membrana de papel o aluminio, está unido de manera
circunferencialmente estanca en una de las dos zonas extremas con la
parte interna (12) de la envoltura de lata (2), por ejemplo, sellado
o pegado.
4. Lata según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque la envoltura de lata (2)
presenta un contorno interno de 0,5 a 1 mm más pequeño que el
contorno del elemento extremo (5) que engancha con esta.
5. Lata según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque la envoltura de lata (2)
está compuesta por una pieza de un material compuesto de papel y/o
cartón, que dado el caso está recubierto con plástico y/o con
aluminio.
6. Procedimiento para fabricar una lata según
la reivindicación 1, en el que una envoltura de lata (2) con aristas
(1) que transcurren paralelas al eje de lata, que existe
circunferencialmente cerrada previamente plegada de manera
poligonal, se despliega y en primer lugar se lleva a una forma
circular en una abertura y se provee de un primer elemento extremo
circular (4), después del llenado de la lata, la envoltura de lata
(2) también se lleva en su otra abertura a una forma circular y se
provee de un segundo elemento extremo circular (5),
caracterizado porque se utiliza una envoltura de lata (2) con
superficie de sección transversal como máximo decagonal,
preferiblemente hexagonal u octagonal, y la forma circular se logra
mediante estirado de la envoltura de lata (2) en un mandril de
moldeo intermedio cilíndrico (3), que se retira de nuevo después de
aplicar el primer elemento extremo (4) y/o mediante la colocación
por fuera de al menos dos mordazas de moldeo intermedio (6).
7. Procedimiento según la reivindicación 6,
caracterizado porque está previsto un dispositivo de moldeo
previo (7), especialmente en el mandril de moldeo intermedio (3), de
manera que moldea previamente la envoltura de lata (2) por un
extremo y/o por el otro extremo para otra etapa de procedimiento
adicional, por ejemplo embrida previamente.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó
7, caracterizado porque el primer (4) y/o el segundo (5)
elemento extremo está finalmente unido de manera estanca mediante un
primer y/o segundo dispositivo de cierre (9) con la envoltura de
lata (2), por ejemplo, enrollado, embridado o sellado.
9. Procedimiento según la reivindicación 8,
caracterizado porque el primer y/o segundo dispositivo de
cierre (9) presiona en dirección radial contra el lado interno y
externo del primer (4) o del segundo (5) elemento extremo.
10. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 6 a 9, caracterizado porque antes de aplicar
el primer (4) o el segundo (5) elemento extremo, un elemento
obturador (11) plano se une de manera estanca con su parte interna
(12) en una de las zonas extremas cilíndricas de la envoltura de
lata, por ejemplo, se sella en caliente o se pega.
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