ES2327060T3 - Procedimiento de conformacion de un extremo abierto de un cuerpo tubular metalico. - Google Patents

Abstract

Procedimiento de conformación de un extremo abierto de un cuerpo tubular metálico para dar una forma ensanchada de modo que el diámetro del cuerpo tubular aumenta gradualmente desde un punto axialmente separado de la boca en el extremo abierto del cuerpo tubular hacia dicha propia boca, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las etapas siguientes: a. formar un reborde (12; 30; 60) con una herramienta de rebordeado (80) mediante la cual se aumenta el diámetro de dicha boca en el extremo abierto del cuerpo tubular (10; 20; 26) hasta un diámetro deseado; y b. tras formarse el reborde (12; 30; 60) aumentar el cuerpo tubular en la zona (50; 60; 70) entre dicho punto y dicha boca utilizando una o más herramientas de conformación (90) de manera que el diámetro de dicha boca del cuerpo tubular (10; 20; 26) permanece inalterado a partir de dicho diámetro deseado formado en la etapa a.

Description

Procedimiento de conformación de un extremo abierto de un cuerpo tubular metálico.

La presente invención se refiere a un procedimiento de conformación de cuerpos de lata o cierres tubulares metálicos de manera que el extremo abierto del tubo se forma con una forma ensanchada. En particular, pero no exclusivamente, se refiere a la conformación de un cuerpo de lata o cierre metálico en el que la altura de la pared lateral es mayor que el diámetro del/de los extremo(s) abierto(s) y/o la pared de extremo.

Es conocido cómo producir cuerpos de lata o cierres metálicos a partir de materiales que se trabajan fácilmente tales como aluminio. Éstos se forman normalmente a partir de una chapa plana de metal relativamente fino que puede conformarse por medio de una, o una serie de, herramientas troqueladoras o de rebordeado rodante de manera que el producto acabado es tubular con un extremo axial cerrado de manera solidaria y con el otro extremo abierto.

En el caso de los cierres, el producto acabado normalmente se lamina a continuación sobre un cuello de botella, de modo que se formen roscas en los lados del cierre correspondientes a las roscas en el cuello de botella.

La naturaleza tubular de estos productos es tal que el diámetro del extremo del tubo es sustancialmente el mismo que el del extremo cerrado.

Sin embargo, es deseable poder producir cuerpos de lata o cierres metálicos que sean un extremo abierto ensanchado, de modo que el diámetro del extremo abierto sea mayor que el diámetro del extremo cerrado.

Además, se conocen latas típicas para alimentos y bebidas en las que se forma un reborde en el extremo abierto axialmente distal del cuerpo de lata por medio de herramientas troqueladoras o de rebordeado rodante. El reborde actúa como una característica para conectar la tapa al cuerpo para fines de sellado y, por tanto, está orientado normalmente de manera perpendicular a la longitud axial del cuerpo de lata.

Un procedimiento según el preámbulo de la reivindicación 1 y una técnica anterior de este tipo se describen en la solicitud PCT WO99/32242. Esta lata presenta un extremo ensanchado formado en una única etapa de formación de cuello exterior que puede comprometer una operación de rebordeado con troquel.

El reborde se crea estirando y doblando parte de la pared de la lata. Sin embargo, en el caso de un reborde típico, la longitud de la parte de pared de la lata que se forma para dar lugar al reborde es relativamente corta, estando normalmente en la zona de 2 a 3 mm. Por consiguiente, la cantidad de la pared que se estira para aumentar su diámetro es relativamente pequeña.

El estirado y la expansión de la pared produce tensión circunferencial en el reborde, pero el metal está soportado por el material adyacente que está menos sometido a tensión evitando de ese modo la rotura durante las operaciones de rebordeado.

Sin embargo, es deseable poder estirar y expandir una mayor proporción de la pared lateral de un cuerpo de lata o cierre para producir un extremo abierto ensanchado.

En el documento DE-A-28 29 755, se da a conocer un cierre de la técnica anterior que presenta una pared lateral ensanchada.

Debido al aumento de la tensión circunferencial y el soporte reducido del material menos sometido a tensión, hasta la fecha ha sido problemático producir cuerpos de lata o cierres metálicos con una forma ensanchada de este tipo debido a la rotura del material.

Por tanto, se desea proporcionar un procedimiento industrial de producción de cuerpos de lata o cierres metálicos con un extremo abierto ensanchado, de tal manera que el procedimiento pueda producir cerramientos de este tipo con una alta velocidad de producción y con bajas tasas de deterioro debido a rotura.

En un aspecto, la invención proporciona un procedimiento de conformación de un extremo abierto de un cuerpo tubular metálico para dar una forma ensanchada de modo que el diámetro del cuerpo tubular aumenta gradualmente desde un punto separado axialmente de la boca en el extremo abierto del cuerpo tubular hacia la propia boca, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las etapas siguientes:

a.

formar un reborde con una herramienta de rebordeado, de tal manera que se aumenta el diámetro de dicha boca en el extremo abierto del cuerpo tubular hasta un diámetro deseado; y

b.

tras formarse el reborde aumentar el cuerpo tubular en la zona entre dicho punto y dicha boca utilizando una o más herramientas de conformación de manera que el diámetro de dicha boca del cuerpo tubular permanece inalterado a partir de dicho diámetro deseado formado en la etapa a.

Una ventaja de este procedimiento es que se evita la rotura del metal por la expansión de la longitud axial deseada global que tiene lugar por etapas. Asimismo, al aumentar el extremo abierto hasta el diámetro deseado en una etapa, en lugar de en más de una etapa, hay un cambio menor del endurecimiento por deformación del metal que puede producir rotura.

El reborde puede formarse o bien recto o bien curvo, lo que presenta ventajas a la hora de adaptarse a los perfiles de recipientes, en el caso de los cierres. Se dan a conocer formas de realización adicionales en las reivindicaciones subordinadas adjuntas a la presente memoria.

A continuación, se describirán formas de realización de la invención, a título de ejemplo, haciendo referencia a los siguientes dibujos en los que;

La figura 1 muestra diferentes vistas de un cuerpo de lata típico antes y después de presentar un reborde formado en ambos extremos.

Las figuras 2 y 4 muestran una secuencia de vistas en sección transversal de un cierre metálico que se ha tratado según el procedimiento descrito en la presente memoria.

La figura 5 muestra unas vistas ampliadas en sección transversal superpuestas entre sí de un cierre metálico y de uno distal que se han tratado según el procedimiento descrito en la presente memoria.

La figura 6 muestra una herramienta de rebordeado que puede usarse según el procedimiento descrito en la presente memoria.

Las figuras 7 y 8 muestran una secuencia de herramientas de conformación que también pueden usarse según el procedimiento descrito en la presente memoria;

En la figura 1, a la izquierda en perspectiva se muestra un tubo 10 de metal con paredes laterales sustancialmente cilíndricas. Esto podría ser un cuerpo de lata para alimentos o bebidas. El dibujo central, también en perspectiva, muestra este cuerpo de lata came con rebordes 12 formados en ambos extremos. El dibujo a la derecha es una vista ampliada de uno de los rebordes 12 visto en sección transversal.

Puede observarse que el reborde 12 está formado de manera que la distancia del extremo del reborde desde la pared del tubo "D" es sustancialmente igual a la longitud axial de la pared de la lata que se ha estirado. Además, este reborde se encuentra sustancialmente perpendicular al eje longitudinal del cuerpo de lata 10.

Tal como se estableció anteriormente, es conocido que el mayor valor para "D", en el que no se produce rotura del metal, es de aproximadamente 3 mm con latas típicas para alimentos o bebidas en las que la pared de la lata es comparativamente fina (menos de 1 mm).

Aunque se muestra un cuerpo de lata con ambos extremos abiertos, debe entenderse que el cuerpo de lata podría formarse a partir de una chapa de metal de modo que el cuerpo de lata presente un extremo cerrado solidario y un extremo opuesto abierto.

La figura 2 muestra una sección transversal de un cierre 20 metálico típico. El cierre presenta un extremo cerrado 22 y presenta un estriado 24 formado en un extremo para aumentar el agarre. Las paredes 26 del cierre se extienden axialmente alejándose del extremo cerrado 22 y terminan en una boca 25 en un extremo abierto. En algunos casos, parte de las paredes 26 del cierre 20 ya se han conformado tal como un abombamiento 28.

Al utilizar una herramienta de rebordeado, tal como se muestra en la figura 6, la boca 25 en el extremo abierto del cierre 20 se expande hacia fuera para formar un reborde 30. Esto sucede porque la herramienta 80 se inserta dentro del cuerpo del cierre 20 hasta que el extremo axial de las paredes 26 hace tope contra el tope 81 curvo de la herramienta. El movimiento respectivo adicional de la herramienta 80 y el cierre 20 fuerza el extremo abierto del tubo hacia fuera de modo que se ajusta a la forma de la herramienta.

La siguiente etapa del procedimiento consiste en utilizar una herramienta de conformación posterior, por ejemplo, la mostrada en la figura 7. Esta herramienta 90 se inserta en el cuerpo del cierre. Sin embargo, en lugar del reborde 30 que hace tope contra la característica 91 conformada de la herramienta, la parte de la pared que está inmediatamente adyacente pero axialmente "detrás" de este reborde 30, es decir, la parte entre la boca 25 y un punto 27 separado axialmente del extremo abierto o boca 25, se fuerza hacia fuera de manera que aumenta el diámetro de esta pared.

Finalmente, esta etapa se repite con otra herramienta, tal como la mostrada en la figura 8. De nuevo, en lugar de verse afectado el reborde 30 del tubo, es la parte de pared del tubo "detrás" de la parte más alejada axialmente que se expande la que es la parte entre el extremo abierto 25 y el punto 27 separado axialmente.

Debe entenderse que aunque sólo se han descrito anteriormente dos etapas tras la etapa de formación de reborde inicial, podría ser, de hecho, sólo una etapa, utilizando una herramienta de conformación, o por supuesto más de dos etapas, usando herramientas de conformación de diferentes formas, antes de que se logre el perfil deseado final.

La progresión de la expansión del diámetro del tubo puede verse mejor en la figura 5.

Esta figura muestra una parte de pared 26. Sólo se muestra un lado de la vista en sección transversal del tubo ya que es simétrico alrededor del eje longitudinal mostrado como "X". El espesor de la pared está exagerado de modo que está indicado por dos líneas paralelas para mejorar la compresión.

La forma original de la pared es recta sin ninguna curva en el extremo del lado derecho tal como se indica mediante la referencia 45. La parte indicada con el número de referencia 50 que se extiende entre la boca 25 en el extremo abierto y el punto 27 separado axialmente muestra cómo se ha expandido la boca 25 en el extremo abierto del tubo mediante la primera etapa, según se describió anteriormente, de manera que se ha formado un reborde.

Las partes indicadas con los números de referencia 60 y 70, también identifican la parte del tubo entre el extremo abierto y el punto 27 separado axialmente, y muestran cómo se ha expandido adicionalmente el tubo por medio de herramientas de conformación tal como se muestran en las figuras 7 y 8. Se observará que el diámetro de la boca 25 en el extremo abierto del tubo permanece constante tras la expansión inicial. En su lugar, es la parte del tubo axialmente "detrás" de este reborde hasta el punto 27 la que se expande progresivamente hasta la forma deseada final.

Mediante esta progresión de conformación del cuerpo de lata, el reborde 30, que inicialmente es diferente del resto de las paredes laterales tubulares (figura 2), y se vuelve menos diferente y, de hecho, puede volverse indistinguible del ensanchamiento global (figura 4). En otras palabras, el reborde 30 puede fusionarse y pasar a ser uno con la parte de pared expandida 70, de manera que el diámetro del tubo aumenta gradualmente desde un punto 27 separado del extremo del tubo hacia la boca 25 en el extremo abierto del tubo.

La forma de ensanchamiento resultante del cuerpo de lata o cierre normalmente se formaría con el extremo abierto encontrándose en un ángulo que es inferior a 45 grados con respecto al eje longitudinal.

Aunque en teoría, podría conformarse un tubo con cualquier espesor de pared mediante este procedimiento, es posible ventajosamente conformar tubos con paredes de espesor inferior a 1 mm. Esto se debe al cuidadoso diseño de las herramientas de rebordeado y conformación, la presión de contacto entre el tubo y las herramientas, y la secuencia de formas de las herramientas utilizadas. Por consiguiente, en efecto pueden conformarse de esta manera tubos metálicos de pared relativamente fina normalmente, tales como los que se encuentran en cierres metálicos o cuerpos de lata para alimentos o bebidas.

Además, aunque se han citado paredes tubulares de espesor inferior a 1 mm, se ha encontrado que el procedimiento también se realizará bien con paredes de espesor inferior a 0,50 mm, e incluso inferior a 0,25 mm.

Mediante este procedimiento, el diámetro del tubo, medido en el extremo distal, puede aumentar en un intervalo de desde el 1 hasta el 20% del diámetro original, aumentando también el diámetro de la parte del tubo inmediatamente detrás de este extremo distal de manera que el diámetro global del tubo aumenta gradualmente desde un punto axialmente antes del extremo distal del tubo hasta un punto ubicado en el extremo distal del tubo.

Este aumento gradual en el diámetro puede formarse a lo largo de una longitud axial, medirse de vuelta desde el extremo abierto, que es mayor que el aumento en diámetro del tubo. En efecto, el aumento en el diámetro podría lograrse a lo largo de una longitud axial que es casi igual que la longitud completa del tubo.

En otra forma de realización, un tubo podría conformarse de manera que una serie de perfiles ensanchados se formen axialmente a lo largo de la longitud del tubo. Cada perfil podría tener un diámetro progresivamente menor que el perfil anterior de modo que podría encajarse un conjunto de tubos conformados de esta manera.

Aunque el procedimiento mencionado anteriormente se ha descrito en relación a cuerpos de lata o cierres metálicos fabricados a partir de una única chapa plana de metal que se ha conformado para dar una forma tubular con un extremo cerrado solidario, el procedimiento también podría aplicarse a cuerpos tubulares en los que la pared lateral se forma a partir de una única chapa que se ha laminado para dar una forma tubular y a continuación se suelda a lo largo del eje longitudinal.

Claims (7)

1. Procedimiento de conformación de un extremo abierto de un cuerpo tubular metálico para dar una forma ensanchada de modo que el diámetro del cuerpo tubular aumenta gradualmente desde un punto axialmente separado de la boca en el extremo abierto del cuerpo tubular hacia dicha propia boca, estando caracterizado el procedimiento porque comprende las etapas siguientes:

a.

formar un reborde (12; 30; 60) con una herramienta de rebordeado (80) mediante la cual se aumenta el diámetro de dicha boca en el extremo abierto del cuerpo tubular (10; 20; 26) hasta un diámetro deseado; y

b.

tras formarse el reborde (12; 30; 60) aumentar el cuerpo tubular en la zona (50; 60; 70) entre dicho punto y dicha boca utilizando una o más herramientas de conformación (90) de manera que el diámetro de dicha boca del cuerpo tubular (10; 20; 26) permanece inalterado a partir de dicho diámetro deseado formado en la etapa a.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque un extremo axial del cuerpo tubular está cerrado y el otro extremo está abierto.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, en el que dicha forma ensanchada es curva.

4. Procedimiento según la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque dicha forma ensanchada es recta.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro del cuerpo tubular (10; 20; 26) aumenta en un intervalo comprendido entre 1 y 20% del diámetro original.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el diámetro del cuerpo tubular (10; 20; 26) aumenta a lo largo de una longitud axial (50; 60; 70) que es mayor que el aumento en el diámetro del cuerpo tubular (10; 20; 26) entre dicho punto y dicha boca en el extremo abierto de dicho cuerpo tubular
(10; 20; 26).

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la forma ensanchada del cuerpo tubular metálico (10; 20; 26) se encuentra en un ángulo que es inferior a 45 grados con respecto al eje longitudinal del mismo.