ES2344470T3 - Cierre de tapa de lata y metodo de union de un cierre de tapa de lata con el cuerpo de una lata. - Google Patents
Cierre de tapa de lata y metodo de union de un cierre de tapa de lata con el cuerpo de una lata. Download PDFInfo
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Abstract
Una tapa (510) para un cuerpo de lata que comprende: un panel central (512) que tiene un eje central que es perpendicular a un diámetro del borde externo de dicha tapa, en donde dicho panel central tiene una altura que varía en función de la distancia radial relativa desde dicho eje central; una primera sección en escalón (552) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicho panel central (512) que tiene concavidad negativa y un radio de curvatura menor de aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015 pulgadas); una segunda sección en escalón (516) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha primera sección en escalón (552) que tiene concavidad positiva y un radio de curvatura menor de aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015 pulgadas); una pared interna angular (518) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha segunda sección en escalón (516) que tiene un ángulo desde una línea que se extiende a través de cada extremo de dicha pared interna angular relativa a dicho eje central de menos de 50 grados; una sección de avellanado anular (522) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha pared interna angular (518); una pared de sujeción (532) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicho avellanado anular (522); y una sección ondulada periférica (538) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha pared de sujeción (532).
Description
Cierre de tapa de lata y método de unión de un
cierre de tapa de lata con el cuerpo de una lata.
Esta solicitud es en parte una continuación de
la solicitud de patente estadounidense Nº 10/752928 titulada
"Cierre de tapa de lata y método de unión de un cierre de tapa de
lata con el cuerpo de una lata", presentada el 7 de enero de
2004 que es una continuación de la solicitud de patente
estadounidense Nº 10/153364, ahora la patente estadounidense Nº
6,702,142, titulada "Cierre de tapa de lata y método de unión de
un cierre de tapa de lata con el cuerpo de una lata" presentada
el 22 de mayo, 2002 que era una continuación de la solicitud de
patente estadounidense Nº 09/456345, ahora la patente estadounidense
Nº 6,499,622, titulada "Cierre de tapa de lata y método de unión
de un cierre de tapa de lata con el cuerpo de una lata",
presentada el 8 de diciembre de 1999 para el inventor/solicitante
Christopher G. Neiner, en donde cada solicitud relacionada se
incorpora a la presente a modo de referencia, a todos los
efectos.
La presente invención en general hace referencia
a envases, en particular, a latas metálicas de bebidas, y más
particularmente, a cierres del extremo de latas metálicas de bebidas
adaptados para la interconexión con latas metálicas de bebidas.
Las latas de aluminio se utilizan principalmente
como envases para la venta minorista de bebidas, normalmente en
porciones individuales. Las ventas anuales de tales latas ascienden
a miles de millones y por lo tanto, a lo largo de los años, su
diseño se ha refinado para reducir costes y mejorar su usabilidad.
Normalmente, la lata se forma de una sola pieza de metal, que es
estirada y aplanada y tiene un extremo abierto. La lata se llena
con una bebida por medio del extremo abierto y después se coloca una
tapa de la lata sobre el extremo abierto y se sella a la lata para
contener la bebida en la misma y evitar la contaminación de la
bebida. En algunas disposiciones, la lata tiene dos extremos
abiertos a los que pueden sellarse tapas de lata.
Es posible reducir los costes de producción de
latas con ahorro de materiales, con la reducción de recortes
sobrantes y tasas de producción mejoradas. Las mejoras de usabilidad
pueden ser de naturaleza funcional, tales como un mejor sellado y
una mayor capacidad de presión final. Tales mejoras pueden permitir
la utilización de chapas metálicas más finas, lo cual lleva
directamente a reducciones en el coste de los materiales. Las
mejoras de usabilidad también pueden ser de naturaleza ergonómica,
tal como por ejemplo un extremo de lata configurado para permitir
un acceso más fácil a la lengüeta o mejores características de
vertido de bebidas.
Las latas y de bebidas y sus extremos, que están
hechos de chapas metálicas relativamente delgadas, deben ser
capaces de soportar presiones internas cercanas a los 689,5 kPa (100
psi) (620,5 kPa (90 psi) siendo éste un requisito reconocido de la
industria) sin producir fallos en la lata, tales como pérdidas o
protuberancias. Además, estos componentes deben cumplir otras
especificaciones y requisitos. Por ejemplo, la superficie superior
de las tapas de latas debe estar configurada para que pueda encajar
con la superficie inferior del fondo de la lata para que las latas
puedan apilarse fácilmente unas sobre otras. También es deseable que
las tapas de las latas encajen entre ellas para apilarlas unas
sobre otras a efectos de su manipulación y envío antes de acoplar
las tapas de latas al cuerpo de las latas. La capacidad de
satisfacer estos requisitos funcionales utilizando menos materiales
sigue siendo un objetivo para los fabricantes de latas.
Se han desarrollado varias tapas de latas para
bebidas que tienen diferentes configuraciones geométricas únicas en
un esfuerzo para tratar de reducir los costes de materiales,
cumpliendo al mismo tiempo los diferentes requisitos industriales.
Por ejemplo, la patente estadounidense Nº 6,065,634 describe un
diseño de tapa de lata de utilización reducida de metal que tiene
una sección periférica ondulada, un reborde de refuerzo anular
cóncavo hacia el exterior, una pared de sujeción en forma de cono
truncado inclinada en un ángulo de entre 40º y 60º con respecto a
un eje perpendicular al panel central que conecta la ondulación
periférica y el reborde de refuerzo, y un panel central conectado a
la parte interior del reborde de refuerzo anular. Se ha descubierto
que la tapa de lata de la patente estadounidense Nº 6,065,634 es
susceptible al incremento de deformaciones del metal durante el
sellado y a consecuentes fallos a presiones bajas.
Otras patentes revelan tapas de latas con
modificaciones de la pared de sujeción y/o avellanado anular
diseñados para mejorar la resistencia de las tapas de latas y al
mismo tiempo ahorrar en costes de materiales. Como ejemplos, se
incluyen las patentes estadounidenses Nº 6,499,622, 6,561,004 y
6,702,142 de Neiner que se incorporan en la presente en su
totalidad a modo de referencia. Otra solicitud pendiente que trata
de hacer mejoras adicionales a la tapa de lata mediante mejoras de
la región del avellanado, es la solicitud de patente estadounidense
Nº 20030173367 de Nguyen, et. al.
También ha habido una variedad de diferentes
solicitudes que han utilizado estructuras entre el avellanado
anular y el panel central. Como ejemplos de tales diseños se
incluyen las patentes estadounidenses Nº 5,149,238, 4,832,223,
4,796,772, 4,991,735 y 4,577,774, la patente modificada Nº RE33,217,
la solicitud de patente europea Nº EP0103074, la patente alemana Nº
DE29906170 y la solicitud de patente japonesa Nº
2002-178072.
Un ejemplo de una configuración de tapa de lata
del arte previo que utiliza una estructura entre el avellanado
anular y el panel central se muestra en la figura 1. Con referencia
a la figura 1 de los dibujos, el número de referencia 100
generalmente designa una tapa de lata que tiene una sección en
escalón entre el avellanado anular y el panel central. La tapa de
la lata 100 comprende una sección ondulada periférica 108, una pared
de sujeción 114, un avellanado anular 112, un panel central 110,
una primera sección en escalón 116, una sección de transición 118,
una segunda sección en escalón 120 y una tercera sección en escalón
122. Cabe destacar que el término "concavidad negativa" se
refiere a la concavidad en dirección "descendente" hacia el
fondo de la tapa de la lata, y "concavidad positiva" se
refiere a la concavidad en dirección "ascendente".
La tapa de lata 100 generalmente es circular y
tiene un panel central 110, que también es generalmente circular,
en el centro. A lo largo del borde circunferencial externo de la
tapa de la lata 100 se encuentra una sección ondulada periférica
108, que se utiliza para formar una doble costura con el cuerpo de
una lata (no se muestra). Inmediatamente adyacente a la sección
ondulada periférica 108 se encuentra la pared de sujeción 114 que se
extiende radialmente hacia el interior hacia el centro de la tapa
de la lata 100, y efectúa una transición hacia abajo hacia una
profundidad menor que la de la sección ondulada periférica 108. Un
avellanado anular 112 se forma adyacente a la pared de sujeción 114
que tiene un radio de curvatura r_{a1} con concavidad positiva,
donde la profundidad menor de la tapa de lata 100 se encuentra en el
vértice del avellanado anular 112.
A medida que el avellanado anular 112 efectúa la
transición desde el vértice hacia arriba, además de radialmente
hacia el interior, se emplea una sección de transición 118. La
primera sección en escalón 116 con un radio de curvatura r_{a2}
con concavidad negativa se forma entre el avellanado anular 112 y la
sección en escalón 118. La segunda sección en escalón 120, que
tiene un radio de curvatura r_{a3} y concavidad positiva, y una
tercera sección en escalón 122, que tiene un radio de curvatura
r_{a4} y concavidad negativa, se utilizan para una transición
suave entre la profundidad de la sección en escalón 118 y el panel
central 110.
Otro ejemplo de configuración de tapa de lata
del arte previo que emplea una estructura entre el avellanado
anular y el panel central se encuentra representada en la figura 2.
Con referencia a la figura 2 de los dibujos, el número de
referencia 200 generalmente designa una tapa de lata que tiene una
sección de transición y un reborde elevado entre el avellanado
anular y el panel central. La tapa de lata 200 comprende una sección
periférica ondulada 108, una pared de sujeción 114, un avellanado
anular 112, un panel central 110, una primera sección en escalón
216, una sección de transición 214, una segunda sección en escalón
220, un reborde elevado 222 y una tercera sección en escalón
224.
224.
La tapa de lata 200 generalmente es circular y
tiene un panel central 220, que también es generalmente circular,
en el centro. A lo largo del borde circunferencial externo de la
tapa de lata 200 se encuentra la sección ondulada periférica 108,
que se utiliza para formar una doble costura con el cuerpo de una
lata (no se muestra). Inmediatamente adyacente a la sección
ondulada periférica 108 se encuentra la pared de sujeción 114 que se
extiende radialmente hacia el interior hacia el centro de la tapa
de la lata 200 y efectúa una transición hacia abajo hacia una
profundidad menor que la de la sección ondulada periférica 108. Un
avellanado anular 112 se forma, entonces, adyacente a la pared de
sujeción 114 que tiene un fondo relativamente plano paralelo al
panel central 110, donde la profundidad menor de la tapa de lata 200
se encuentra en la sección del fondo del avellanado anular 112.
A medida que el avellanado anular 112 efectúa la
transición desde el vértice hacia arriba, además de radialmente
hacia el interior, se emplea una sección de transición 214. La
primera sección en escalón 216 con un radio de curvatura r_{b1}
con concavidad negativa se forma entre el avellanado anular 112 y la
sección de transición 214. La sección de transición 214 se
encuentra a una profundidad que es aproximadamente igual a la del
panel central 110. La segunda sección en escalón 220, que tiene un
radio de curvatura r_{b2} y concavidad positiva, se encuentra
entre la sección de transición 214 y el reborde elevado 222, que
tiene un radio de curvatura r_{b3} con concavidad negativa y una
altura mayor que el panel central 110. La tercera sección en escalón
224, que tiene un radio de curvatura r_{b4} y concavidad
positiva, se utiliza para una transición suave entre el reborde
elevado 222 y el panel central 110.
Aún otro ejemplo de configuración de tapa de
lata del arte previo, que emplea una estructura entre el avellanado
anular y el panel central, se encuentra representado en la figura 3.
Con referencia a la figura 3 de los dibujos, el número de
referencia 300 generalmente designa una tapa de lata que tiene una
sección en escalón con un bisel entre el avellanado anular y el
panel central. La tapa de lata 300 comprende una sección periférica
ondulada 108, una pared de sujeción 114, un avellanado anular 112,
un panel central 110 y una sección en escalón 316.
La tapa de lata 300 generalmente es circular y
tiene un panel central 110, que también es generalmente circular,
en el centro. A lo largo del borde circunferencial externo de la
tapa de lata 300 se encuentra la sección ondulada periférica 108,
que se utiliza para formar una doble costura con el cuerpo de una
lata (no se muestra). Inmediatamente adyacente a la sección
ondulada periférica 108, se encuentra la pared de sujeción 114 que
se extiende radialmente hacia el interior hacia el centro de la
tapa de la lata 300 y efectúa una transición hacia una profundidad
menor que la de la sección ondulada periférica 108. Un avellanado
anular 112 se forma adyacente a la pared de sujeción 114 que tiene
un radio de curvatura r_{c1} con concavidad positiva relativo a
la parte superior de la tapa de la lata 100, donde la profundidad
menor de la tapa de lata 300 se encuentra en el vértice del
avellanado anular 112.
A medida que el avellanado anular 112 efectúa la
transición desde el vértice hacia arriba, además de radialmente
hacia el interior, se forma una sección en escalón 316 con un radio
de curvatura r_{c2} con concavidad negativa entre el avellanado
anular 112 y el panel central 110. Además, en la superficie externa
de la sección en escalón 316, se utiliza un borde biselado 318.
Un último ejemplo de configuración de tapa de
lata del arte previo que emplea una estructura entre el avellanado
anular y el panel central, se muestra en la figura 4. Con referencia
a la figura 4 de los dibujos, el número de referencia 400
generalmente designa una tapa de lata que tiene un reborde elevado
entre el avellanado anular y el panel central. La tapa de lata 400
comprende una sección periférica ondulada 108, una pared de sujeción
114, un avellanado anular 112, un panel central 110, un reborde
elevado 416 y una sección en escalón 418.
La tapa de lata 400 generalmente es circular y
tiene un panel central 110, que también es generalmente circular,
en el centro. A lo largo del borde circunferencial externo de la
tapa de lata 400 se encuentra la sección ondulada periférica 108,
que se utiliza para formar una doble costura con el cuerpo de una
lata (no se muestra). Inmediatamente adyacente a la sección
ondulada periférica 108 se encuentra la pared de sujeción 114 que se
extiende radialmente hacia el interior hacia el centro de la tapa
de la lata 400, y efectúa una transición hacia una profundidad
menor que la de la sección ondulada periférica 108. Un avellanado
anular 112 se forma adyacente a la pared de sujeción 114 que tiene
un radio de curvatura r_{d1} con concavidad positiva relativo a
la parte superior de la tapa de la lata 400, donde la profundidad
menor de la tapa de lata 400 se encuentra en el vértice del
avellanado anular 112.
A medida que el avellanado anular 112 efectúa la
transición desde el vértice hacia arriba, y radialmente hacia el
interior, se emplea un reborde elevado 416. El reborde elevado 416
tiene un radio de curvatura r_{d2} con concavidad negativa donde
el vértice del reborde elevado 416 se encuentra a mayor altura que
el panel central 110. La sección de transición 418, que tiene un
radio de curvatura r_{d3} y concavidad positiva, acopla el
reborde elevado 416 con el panel central 110.
Cada uno de estos diseños variados plantea un
subconjunto específico de problemas, tales como la dificultad de
fabricación, incapacidad de soportar presiones internas, costes y
demás. Por lo tanto, hay una necesidad de un método y/o aparato que
al menos aborde algunos de los problemas asociados con tapas de lata
convencionales o del arte previo y que proporcione mejores tapas de
latas que puedan ofrecer un ahorro en los costes de materiales y a
la vez seguir soportando presiones internas.
La presente invención proporciona una tapa para
el cuerpo de una lata. Específicamente, la tapa comprende un panel
central que tiene un eje central que es perpendicular al diámetro
del borde externo de la lata, donde el panel central tiene una
altura que varía en función de la distancia radial relativa desde el
eje central. Extendiéndose radialmente hacia el exterior desde el
panel central se encuentra una primera sección en escalón que tiene
concavidad negativa y un radio de curvatura menor de aproximadamente
0,0381 centímetros (0,015 pulgadas). Una segunda sección en escalón
se extiende, entonces, radialmente hacia el exterior desde la
primera sección en escalón que tiene concavidad positiva y un radio
de curvatura menor de aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015
pulgadas). Desde allí, una pared interna angular se extiende
radialmente hacia el exterior de la segunda sección en escalón, que
tiene un ángulo desde una línea que se extiende a través de cada
extremo de la pared interna angular en relación al eje central de
menos de aproximadamente 50º. De forma adicional, una sección de
avellanado anular se extiende radialmente hacia el exterior desde el
panel central, y una pared de sujeción se extiende desde el
avellanado anular. Finalmente, una sección ondulada periférica se
extiende radialmente hacia el exterior desde la pared de
sujeción.
En otra realización de la presente invención, la
pared de sujeción también comprende una serie de características
diferentes. En particular, una sección arqueada se extiende
radialmente hacia el exterior desde el avellanado anular y se
caracteriza por un radio de menos de aproximadamente 1,27
centímetros (0,5 pulgadas) con un punto central debajo de la
superficie de la tapa, en donde una línea que pasa a través de los
extremos de la sección arqueada se encuentra en un ángulo con
respecto al eje central del panel central de aproximadamente entre
20º y 80º. De forma adicional, se forma una tercera sección en
escalón que se extiende radialmente hacia el exterior desde la
sección arqueada y que se caracteriza por un radio de curvatura
menor de aproximadamente 0,0254 centímetros (0,010 pulgadas), con
un punto central por encima de la superficie de la tapa. Una primera
sección de transición también se extiende radialmente hacia el
exterior desde la sección en escalón y generalmente está en forma
de cono truncado e inclinada en un ángulo con respecto al eje
central de al menos 15º y menos de aproximadamente 25º. Una segunda
sección de transición se extiende radialmente hacia el exterior
desde la primera sección de transición y se caracteriza por un
radio de al menos 0,0508 centímetros (0,020 pulgadas) con un punto
central por debajo de la superficie de la tapa.
En aún otra realización de la presente
invención, una línea que pasa a través de los extremos de la pared
interna angular se encuentra en un ángulo con respecto al eje
central del panel central de aproximadamente 25º a aproximadamente
35º en una realización y de aproximadamente 35º en otra
realización.
En otra realización de la presente invención, la
primera sección en escalón tiene un radio de curvatura que es de
aproximadamente 0,0254 centímetros (0,010 pulgadas).
En otra realización de la presente invención, la
segunda sección en escalón tiene un radio de curvatura que es de
aproximadamente 0,0254 centímetros (0,010 pulgadas).
En otra realización de la presente invención, el
panel central es sustancialmente abovedado o arqueado.
En otra realización, el diámetro del panel
central se encuentra entre aproximadamente 3,556 y 5,080 centímetros
(entre aproximadamente 1,4 a 2,0 pulgadas), y hay un avellanado
anular con una altura de aproximadamente 0,0762 a 0,2921
centímetros (aproximadamente de 0,030 a 0,115 pulgadas).
La presente invención también proporciona un
método para formar una doble costura que une el cuerpo de una lata
a la tapa de una lata, la tapa de lata tiene un panel central que
tiene un eje central que es perpendicular al diámetro de un borde
externo de la tapa, en donde el panel central tiene una altura
variable relativa a la distancia radial relativa al eje central,
una primera sección en escalón que se extiende radialmente hacia el
exterior desde el panel central, una segunda sección en escalón que
se extiende radialmente hacia el exterior desde la primera sección
en escalón, una pared interna angular que se extiende radialmente
hacia el exterior desde la segunda sección en escalón que tiene un
ángulo desde la línea que se extiende a través de cada extremo de
la pared interna angular relativa al eje central de menos de 50º,
una sección de avellanado anular que se extiende radialmente hacia
el exterior desde el panel central, una pared de sujeción que tiene
una sección en escalón arqueada y una sección de transición, en
donde la pared de sujeción se extiende radialmente hacia el
exterior desde el avellanado anular, una sección ondulada periférica
que se extiende radialmente hacia el exterior desde la pared de
sujeción, y un cuerpo de lata que tiene una pestaña de cuerpo de
lata. El método incluye o comprende soportar el cuerpo de la lata
sobre una placa base y colocar la tapa de lata en el cuerpo de la
lata con la sección de transición apoyándose sobre la pestaña del
cuerpo de la lata. Una vez colocada, se proporciona una pieza de
sujeción para enganchar la tapa de la lata con la pieza de sujeción
para que contacte con el avellanado anular, dejando a su vez la
sección en escalón arqueada sin deformar. El ensamblaje de lata y
tapa se gira utilizando la pieza de sujeción para enrollar la
ondulación periférica y la pestaña del cuerpo de la lata juntos
para formar una costura periférica intermedia y comprimir la costura
periférica intermedia contra la pieza de sujeción para formar una
doble costura.
En una realización alternativa de la presente
invención, se proporciona otra tapa para el cuerpo de una lata. Con
esta tapa, hay un panel central que tiene un eje central que es
perpendicular a un diámetro de un borde externo de la tapa.
Extendiéndose radialmente hacia el exterior desde la sección de
panel central, se encuentra una pared angular interna que tiene un
ángulo desde una línea que se extiende a través de cada extremo de
la pared interna angular relativa al eje central de menos de
aproximadamente 50º. Entonces, extendiéndose radialmente hacia el
exterior desde dicha pared interna angular se encuentra una sección
de avellanado angular. También se forma una pared de sujeción que
se extiende radialmente hacia el exterior desde el avellanado
angular. Extendiéndose radialmente hacia el exterior desde allí se
encuentra una sección periférica ondulada.
También se proporcionan realizaciones
adicionales de la presente invención, a saber, secciones de escalón
en cada extremo y una primera sección en escalón que se extiende
radialmente hacia el exterior desde el panel central que tiene
concavidad negativa y un radio de curvatura de menos de
aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015 pulgadas), con una
segunda sección en escalón que se extiende radialmente hacia el
exterior desde la pared interna angular que tiene concavidad
negativa y un radio de curvatura de menos de aproximadamente 0,0381
centímetros (0,015 pulgadas).
Lo expuesto anteriormente ha presentado de
manera general las características y ventajas técnicas de la
presente invención para que se entienda mejor la descripción
detallada de la invención que se incluye a continuación. A
continuación se describirán características y ventajas adicionales
de la invención que forman el tema de las reivindicaciones de la
presente invención. Expertos en el arte comprenderán que la
concepción y realizaciones específicas reveladas pueden utilizarse
como una base para modificar o diseñar otras estructuras para llevar
a cabo los mismos objetivos de la presente invención. Expertos en
el arte también comprenderán que dicha construcción equivalente no
se aleja del espíritu y alcance de la invención, tal como se
establece en las reivindicaciones adjuntas.
Los dibujos adjuntos se incorporan a y forman
parte de la especificación para ayudar en la explicación de la
presente invención. Los dibujos se ofrecen sólo con fines
ilustrativos y no como representaciones exactas de las
realizaciones de la presente invención. Los dibujos también muestran
ejemplos preferentes de cómo puede realizarse y utilizarse la
invención, y no debe considerarse que limiten la invención
exclusivamente a los ejemplos ilustrados y descritos. Las
diferentes ventajas y características de la presente invención serán
evidentes considerando los dibujos en los cuales:
La figura 1 muestra una vista transversal en
alzado de una parte de una tapa de lata convencional o del arte
previo que tiene una sección en escalón entre el avellanado anular y
el panel central;
La figura 2 muestra una vista transversal en
alzado de una parte de una tapa de lata convencional o del arte
previo que tiene una sección en escalón o un reborde elevado entre
el avellanado anular y el panel central;
La figura 3 muestra una vista transversal en
alzado de una parte de una tapa de lata convencional o del arte
previo que tiene un borde biselado en la sección en escalón entre el
avellanado anular y el panel central;
La figura 4 muestra una vista transversal en
alzado de una parte de una tapa de lata convencional o del arte
previo que tiene un reborde elevado entre el avellanado anular y el
panel central;
Las figuras 5A y 5B muestran vistas seccionales
en alzado de una parte de una tapa de lata fabricada según la
invención;
La figura 6 muestra una vista transversal en
alzado de una parte de una tapa de lata según la figura 5 sobre un
cuerpo de lata antes de la formación de una costura doble;
La figura 7 muestra una vista transversal en
alzado de una manera de apilar las tapas de lata de la figura 5
antes de la costura fabricada según la invención;
La figura 8 muestra una vista transversal en
alzado de una manera de apilar las tapas de lata llenas según la
figura 5 de la presente invención;
La figura 9 muestra una vista transversal en
alzado de la pieza de sujeción utilizada para unir mediante costura
de unión la tapa de lata de la figura 5 con el cuerpo de la lata;
y
La figura 10 muestra una vista transversal en
alzado de una segunda realización de la tapa de lata de la figura
5.
La presente invención se describe en el
siguiente texto con referencia a los dibujos de ejemplos de cómo
puede realizarse y utilizarse la invención. Los dibujos son sólo
para fines ilustrativos y no necesariamente representaciones
exactas en escala de las realizaciones de la presente invención. En
estos dibujos, se utiliza la misma referencia en todas las vistas
para indicar partes similares o correspondientes. Las realizaciones
que se muestran y describen en la presente son ejemplos. Muchos
detalles se conocen bien en el arte, y como tal no se muestran ni
describen. No se reivindica que todos los detalles, piezas,
elementos o pasos descritos y mostrados se inventan en la presente.
Aunque numerosas características y ventajas de la presente invención
se muestran en los dibujos y se describen en el texto que los
acompaña, la descripción es sólo ilustrativa, y pueden hacerse
cambios, en especial en cuestiones de disposición, forma y tamaño de
las piezas, dentro de los principios de la invención en toda la
extensión indicada por el significado general de los términos
utilizados en las reivindicaciones. Las dimensiones proporcionadas
en la descripción de las tapas son dimensiones aproximadas y las
dimensiones reales de las tapas de latas fabricadas según la
presente invención pueden diferir ligeramente de las dimensiones
aquí referidas. Las palabras "se extiende radialmente hacia el
exterior", "se extiende radialmente hacia el interior",
"se extiende radialmente hacia abajo" y "se extiende
radialmente hacia arriba" como se utilizan en este documento
significan que una parte se extiende en la dirección indicada desde
otra parte a la que se hace referencia en la presente. Sin embargo,
no necesariamente significa que las partes están unidas o
conectadas unas a otras; puede haber otras partes entre las dos
partes descritas que no se muestran ni se describen. Cuando se
utilizan las palabras "unidas" o "conectadas" en este
documento, tienen su significado habitual. La palabra "arriba"
tal como se utiliza en este documento, se utiliza con referencia a
una tapa de lata como aparecería al colocarla sobre una superficie
plana, con la lengüeta sobre la cara lejos de la parte superior de
la superficie plana, tal como una tapa de lata aparecería al mirarla
desde arriba en la parte superior de una lata de bebida. Además, el
término "concavidad negativa" se refiere a concavidad en
dirección "descendente" de la parte inferior de la tapa de la
lata y "concavidad positiva" se refiere a concavidad en
dirección "ascendente".
Las figuras 5A y 5B son vistas transversales de
una parte de la tapa de lata 510, que ilustra la realización
preferente actual de la presente invención. La tapa de lata 510
comprende un panel central 512, una sección en escalón 552, una
sección en escalón 516, una pared interna angular 518, un avellanado
anular 522, una sección arqueada o pared de sujeción arqueada 532,
una sección en escalón 534, una sección de transición 536, una
sección en escalón 537 y una sección ondulada periférica 538.
Además, el avellanado anular 522 comprende una pared exterior 528,
una parte del fondo curvada 524 y una pared interior 520.
La tapa de lata 510 está hecha preferentemente
de chapas metálicas aunque pueden utilizarse otros materiales. En
general, se utiliza aleación de aluminio, tal como aleación de
aluminio 5182. La chapa metálica generalmente tiene un espesor de
aproximadamente 0,01778 a aproximadamente 0,02540 centímetros (entre
0,007 y 0,010 pulgadas). La chapa metálica puede estar revestida
con revestimiento (no se muestra) al menos sobre un lado. Este
revestimiento usualmente se ofrece sobre el lado de la chapa
metálica que formará el interior de la lata. Los expertos en el
arte conocerán los métodos de formación de tapas de latas como se
describen en la presente.
La tapa de lata 510 tiene un panel central 512.
El panel central 512 generalmente es circular pero puede no ser
circular. El panel central 512 puede tener un diámetro d_{1} de
entre 3,302 y 5,080 aproximadamente (entre 1,3 y 2,0 pulgadas
aproximadamente). Aunque el panel central 512 se muestra
generalmente con punta o cúpula, también puede tener una
configuración generalmente plana y no necesariamente se limita a la
configuración con punta o cúpula que se muestra. El panel central
512 tiene un eje central 514 que es perpendicular al diámetro
d_{2} del borde externo, o una sección ondulada periférica 538, de
la tapa de lata 510. El diámetro d_{2} se encuentra
aproximadamente entre 5,715 y 6,350 centímetros (aproximadamente
entre 2.25 y 2.50 pulgadas), con un diámetro preferente de 5,9436
(2.34 pulgadas). El diámetro d_{1} del panel central 512 es
preferiblemente menor del 80% del diámetro d_{2} del borde
externo.
Alrededor del diámetro externo d_{1} del panel
central 512 se encuentra un escalón 552 que tiene un radio de
curvatura d_{1}, con una concavidad negativa que permite una
transición a una profundidad menor, es decir, de entre 0,01524 y
0,0381 centímetros (entre 0,0060 y 0,015 pulgadas aproximadamente).
La sección en escalón 516 se encuentra adyacente a la sección en
escalón 552, que tiene un radio de curvatura r_{2}, con una
concavidad positiva que permite una transición a una profundidad
menor, es decir, de entre 0,0254 y 0,0381 centímetros (entre 0,010
y 0,015 pulgadas aproximadamente).
Descendiendo del fondo de la sección en escalón
516 se encuentra una pared interior angular 518 que se muestra en
mayor detalle en la figura 5B. Específicamente, un extremo de la
sección en escalón 516 está adherido a una sección en escalón 556
de la pared interna angular 518, que tiene un radio de curvatura
r_{3}, con una concavidad negativa, y una pared interior 520 del
avellanado anular 522 está adherida a una sección en escalón 554 de
la pared interior angular 518, que tiene un radio de curvatura
r_{4} con concavidad negativa. La pared interior angular 518 es
preferentemente una pared interior angular recta o plana 518; sin
embargo, es posible tener una pared arqueada con concavidad
positiva o negativa. En cualquier caso, sin embargo, puede
establecerse una línea recta entre la sección en escalón 556 y la
sección en escalón 554 (o los extremos de la pared 518) que forma
un ángulo agudo a_{1} con respecto al eje central 514 del panel
central 512 de entre 15º y 50º aproximadamente.
Específicamente, en una configuración, la
sección en escalón 554 se extiende radialmente hacia el interior,
desde la pared interior 520 hacia el resto de la pared interior
angular 518, donde el radio de curvatura r_{4} se encuentra entre
0,01524 y 0,07620 centímetros (entre 0,006 y 0,03 pulgadas
aproximadamente). Además, la sección en escalón 556 se extiende
radialmente hacia el interior desde la pared interior angular 518,
donde el radio de curvatura r_{3} es de entre 0,01524 a 0,07620
centímetros (entre 0,006 y 0,03 pulgadas aproximadamente). Por lo
tanto, la pared interior angular 518 puede estar formada a partir de
una superficie que incluye un par de junturas curvadas o secciones
de escalón con el resto de la pared interior angular 518 que se
extiende linealmente y tangencialmente entre ellas; sin embargo,
también es posible en una configuración alternativa tener una pared
interior angular completamente arqueada 518 que forma una curva
uniforme o una curva sustancialmente uniforme.
El avellanado anular 522 está formado a partir
de una pared interior 520 y una pared exterior 528, que están
separadas y se extienden radialmente hacia el exterior de una
sección de fondo curva 524. La pared interior 520 y la pared
exterior 528 generalmente son planas y puede estar paralelas la una
a la otra o al eje central 514 pero ninguna o ambas pueden
bifurcarse en un ángulo de aproximadamente 15º como máximo. La
sección de fondo 524 preferentemente tiene un radio de curvatura
r_{5} con concavidad positiva. La curvatura r_{4} es de entre
0,02286 y 0,07620 centímetros (entre 0,009 y 0,030 pulgadas
aproximadamente). El panel central 512 tiene una profundidad
h_{2} de entre 0,1270 y 0,3810 centímetros (entre 0,05 y 0,15
pulgadas aproximadamente) y puede variar. La sección de fondo 524
de avellanado anular 522 también puede estar formada con diferentes
radios interno y externo que se extienden radialmente hacia el
exterior desde una sección plana.
Esta configuración particular que incluye la
formación de una pared interior angular 518, una sección en escalón
516 y una sección en escalón 552 permite un arqueamiento o flexión
más fácil del panel central 512. Como puede verse en la figura 1,
las tapas de latas convencionales o del arte previo normalmente
utilizan un panel central, tal como el panel central 110 de la
figura 1, que emplea una profundidad uniforme h_{1} (se muestra en
la figura 5) del panel central 512. Con el panel central 518 como
se muestra según la presente invención, la profundidad h es
variable en función de la distancia radial desde el eje central 514,
que generalmente tiene una forma cóncava negativa. Esta
configuración permite la reducción de la cantidad de metal utilizado
en la tapa. Específicamente, la utilización de un panel central con
concavidad negativa 512 incrementa el volumen interno de una lata,
lo que a su vez reduce la presión interna, de modo que puede
reducirse la tensión para reducir la probabilidad de fallos
prematuros o inesperados de costuras en la tapa de lata 510. Además,
también es posible, pero no preferible, que el panel central 512
tenga una forma cóncava positiva.
Además de las estructuras particulares
utilizadas entre el avellanado anular 522 y el panel central 512, la
pared externa 528 contiene una segunda sección de contacto y
sujeción 550 que es uno de dos puntos en los cuales la pieza de
sujeción 544 toma contacto con el interior de la tapa de lata 510
durante la operación de unión mediante costura de unión, el otro
punto es la sección de transición 536. Una sección arqueada 532 se
extiende radialmente hacia el exterior y hacia arriba desde la pared
externa 528. La sección arqueada 532 se muestra con un radio de
curvatura r_{6} con concavidad negativa que es de entre 0,2540 a
0,7620 centímetros (entre 0,100 y 0,300 pulgadas aproximadamente).
El parámetro de diseño preferente para el radio de curvatura
r_{6} es de aproximadamente entre 0,01524 a 0,04699 centímetros
(entre 0,006 y 0,0185 pulgadas aproximadamente). La sección
arqueada 532 está configurada de tal modo que una línea que pasa a
través del extremo más interno de la sección arqueada 532, cerca
del extremo de la juntura curva 530, y del extremo más externo de la
sección arqueada 532, cerca del comienzo de la sección en escalón
534, forma un ángulo agudo con respecto al eje central 514 del
panel central 512. Este ángulo agudo es de aproximadamente entre 20º
y 80º. El diseño de tapa preferente utiliza un ángulo de
aproximadamente 50º.
La sección en escalón 534 se extiende
radialmente hacia el exterior desde la sección arqueada 532. La
sección en escalón 534 es preferentemente curvada con un radio de
curvatura r_{7} con concavidad positiva de aproximadamente entre
0,0508 a 0,1524 centímetros (entre 0,02 y 0,06 pulgadas
aproximadamente). El parámetro de diseño de tapa actual para el
radio de curvatura r_{7} es de 0,11328 centímetros (0,0446
pulgadas).
La primera sección de transición 536 se extiende
radialmente hacia arriba y ligeramente hacia el exterior desde la
sección en escalón 534. La primera sección de transición 536 forma
un ángulo a_{2} con respecto al eje central 514 del panel central
512. Este ángulo se encuentra desde aproximadamente 15º hasta
aproximadamente 25º. Como se muestra en la figura 6, el ángulo
a_{2} debe ser mayor que el ángulo a_{3}, que se mide en
relación al eje central 514. El ángulo a_{3} es preferentemente de
al menos 2º para ayudar a quitar la lata de la pieza de sujeción
544 después de la operación de unión mediante costura de unión y
preferentemente menos de aproximadamente 8º. El parámetro de diseño
actual para el ángulo a_{3} es de aproximadamente 4º.
La figura 6 muestra la tapa de lata 542 sobre el
cuerpo de la lata 540, y particularmente sobre la pestaña 542 del
cuerpo de lata 540. El radio r_{8} de la pestaña de lata 542 es
ligeramente menor que el radio de la sección en escalón 537 (no se
muestra). Debido a que el radio de pestaña r_{6} y el radio de la
segunda sección de transición son muy similares, la tapa se
centraliza fácilmente sobre la lata para la costura. El cuerpo de
la lata tiene un diámetro de cuello interior d_{3} de entre 5,21 y
5,25 centímetros aproximadamente (entre 2,051 y 2,065 pulgadas
aproximadamente), con un diámetro objetivo de aproximadamente 5,23
centímetros (2,058 pulgadas).
El objetivo funcional de la pieza de sujeción
544 junto con la tapa de lata 510 es crear una costura doble entre
la pestaña de lata 542 y la ondulación periférica 538. Esto se logra
a través de la rotación de la pieza de sujeción 544 de modo tal que
la ondulación periférica 538 puede enrollarse bajo la pestaña de la
lata 542 y comprimirse contra el cuerpo de la lata 540. Por lo
tanto, puede formarse una costura doble 554b, como se muestra en la
figura 8.
La figura 7 muestra la manera en la que una
pluralidad de tapas de lata 510a y 510b se apilan para su
manipulación, su embalaje y para la alimentación de una máquina
cerradora de latas. La parte inferior de la ondulación periférica
538a descansa contra la sección superior de la ondulación periférica
538b de la tapa de lata adyacente 510b. La tapa de lata 510a se ve
soportada y separada de la tapa de lata 510b por una altura h_{3}
suficiente para alojar el grosor de la lengüeta (no se muestra). De
esta manera, las tapas de latas 510 se manejan de manera compacta y
eficiente y se posicionan de manera más fácil para la alimentación
en una operación de costura mecanizada.
La figura 8 muestra la manera de apilar latas
564a llenas, cerradas y selladas según la presente invención en una
lata llena similar 564b. El reborde de soporte 566a descansa sobre
una costura doble 554b.
La figura 9 muestra aquellas secciones de la
pieza de sujeción 544 que se muestran en la figura 6, y se describen
con anterioridad, y también ofrece una vista más detallada de la
sección superior en forma de cono truncado 546, la sección curvada
inferior 580, y la sección de transición 582. Específicamente, la
sección superior en forma de cono truncado 546 y la sección curvada
inferior 580 ofrecen una sección de contacto para la sección de
transición 563 y la sección en escalón 534, mientras que la
ondulación periférica 538 se enrolla debajo de la pestaña de lata
542 y se comprime contra el cuerpo de la lata 540. Además, la
sección de transición 582 está diseñada de tal forma que no debe
contactar la pared de sujeción 532 durante una operación de
costura.
Además, existen otras configuraciones que pueden
incluir una pared interna angular, tal como la pared interna
angular 518. Con referencia a la figura 10 de los dibujos, se
muestra una segunda realización de la presente invención de una
tapa de lata 510 que emplea una pared interna angular 518. Esta
realización particular difiere de la que se muestra en la figura 5
en que no hay estructuras múltiples interpuestas entre la pared
interna angular 518 y el panel central 512.
Al igual que en la figura 5, el panel central
512 generalmente es circular pero puede no ser circular. El panel
central 512 puede tener un diámetro d_{1} de entre aproximadamente
3,392 y 5,080 centímetros (entre 1,3 y 2,0 pulgadas
aproximadamente). Además, el eje central 514, que se encuentra
sustancialmente ubicado en el centro de la tapa de lata 510, es
perpendicular al diámetro d_{1} del borde externo de la tapa de
lata 510. Sin embargo, a diferencia de la figura 5, el panel central
512 se muestra con una forma sustancialmente plana con una
profundidad relativamente uniforme h_{1}; sin embargo, puede tener
forma arqueada o abovedada.
Alrededor del diámetro externo d_{1} del panel
central 512 se encuentra la sección en escalón 556 que tiene un
radio de curvatura r_{4} con una concavidad negativa que permite
una transición a una profundidad menor, que es de entre
aproximadamente 0,01524 y 0,0381 centímetros (entre 0,0060 y 0,015
pulgadas aproximadamente). La sección en escalón 556 es adyacente a
la pared interna angular 518. Descendiendo de la parte del fondo de
la sección en escalón 556 se encuentra la pared interna angular 518.
La pared interna angular 518 es preferentemente recta o plana; sin
embargo, es posible tener una pared arqueada con concavidad positiva
o negativa. En el extremo de la pared interior angular 518 se
encuentra una sección en escalón 554. La sección en escalón 554 se
encuentra entre la pared interna angular 518 y el avellanado 522,
que tiene un radio de curvatura r_{4} con una concavidad negativa
que es de entre aproximadamente 0,01524 y 0,0381 centímetros (entre
0,0060 y 0,015 pulgadas aproximadamente). Por lo tanto, se puede
trazar una línea recta entre la sección en escalón 556 y la sección
en escalón 554 (o los extremos de la pared 518) que forma un ángulo
arqueado a_{1} con respeto al eje central 514 del panel central
512 de entre 15º y 50º aproximadamente.
Con esta configuración, hay una variedad de
ventajas sobre las tapas de latas convencionales. Específicamente,
esta configuración particular permitiría una reducción sustancial en
la cantidad de metal utilizado en la producción de tapa de lata 510
que resulta en un menor coste de producción. Además, la utilización
de la pared interna angular 518 ayudaría a reducir la tensión
dentro del panel central 512, que aumenta la integridad estructural
de la tapa de lata 510 y reduce el potencial de fallos.
La descripción restrictiva y los dibujos de los
ejemplos específicos a los que se hace referencia con anterioridad
no indican lo que sería una violación de esta patente, pero
proporcionan al menos una explicación de cómo utilizar y realizar
la invención. Los límites de la invención y los límites de la
protección de patente se miden mediante y definen en las siguientes
reivindicaciones.
Tras describir la presente invención con
referencia a algunas de las realizaciones preferentes, cabe destacar
que las realizaciones que se revelan son de naturaleza ilustrativa
y no limitativa y que se contempla una gran variedad de
variaciones, modificaciones, cambios y sustituciones en la
revelación precedente y, en algunos casos, algunas características
de la presente invención pueden utilizarse sin la utilización
correspondiente de otras características. Muchas de dichas
variaciones y modificaciones pueden considerarse obvias y deseables
para los expertos en el arte basándose en una revisión de la
descripción precedente de realizaciones precedentes. Por lo tanto,
es apropiado que las reivindicaciones adjuntas se consideren en
forma amplia y de manera consistente con el alcance de la
invención.
Claims (11)
1. Una tapa (510) para un cuerpo de lata que
comprende:
- un panel central (512) que tiene un eje central que es perpendicular a un diámetro del borde externo de dicha tapa, en donde dicho panel central tiene una altura que varía en función de la distancia radial relativa desde dicho eje central;
- una primera sección en escalón (552) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicho panel central (512) que tiene concavidad negativa y un radio de curvatura menor de aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015 pulgadas);
- una segunda sección en escalón (516) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha primera sección en escalón (552) que tiene concavidad positiva y un radio de curvatura menor de aproximadamente 0,0381 centímetros (0,015 pulgadas);
- una pared interna angular (518) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha segunda sección en escalón (516) que tiene un ángulo desde una línea que se extiende a través de cada extremo de dicha pared interna angular relativa a dicho eje central de menos de 50 grados;
- una sección de avellanado anular (522) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha pared interna angular (518);
- una pared de sujeción (532) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicho avellanado anular (522); y
- una sección ondulada periférica (538) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha pared de sujeción (532).
2. Tapa según la reivindicación 1, en donde
dicha pared de sujeción (532) además comprende:
- una sección arqueada que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicho avellanado anular (522), y caracterizada por un radio de menos de 1,27 centímetros (0,5 pulgadas) con un punto central bajo la superficie de la tapa (510), en donde una línea que pasa a través de los extremos de dicha sección arqueada (532) se encuentra en un ángulo con respecto a dicho eje central del panel central (512) de entre 20 grados y 80 grados aproximadamente;
- una tercera sección en escalón (534) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha sección arqueada (532) y caracterizada por un radio de al menos 0,0254 centímetros (0,010 pulgadas) con su punto central por encima de la superficie de la tapa (510);
- una primera sección de transición (536) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha tercera sección en escalón (534) y que está generalmente en forma de cono truncado e inclinada en un ángulo con respecto a dicho eje central de al menos, aproximadamente, 15 grados, y menos de aproximadamente 25 grados; y
- una segunda sección de transición que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha primera sección de transición (536) y caracterizada por un radio de al menos 0,0508 centímetros (0,020 pulgadas) con un punto central por debajo de la superficie de la tapa (510).
3. Tapa (510) según la reivindicación 1, en
donde dicha pared interna angular (518) además comprende una sección
en escalón (516, 534) en cada extremo.
4. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde dicha línea que pasa por los extremos de dicha pared
interna angular (518) está en un ángulo con respecto a dicho eje
central del panel central (512) de entre 25 grados y 35 grados
aproximadamente.
5. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde una línea que pasa por los extremos de dicha pared interna
angular (518) está en un ángulo con respecto a dicho eje central del
panel central (512) de aproximadamente 30 grados.
6. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde dicha primera sección en escalón (522) tiene un radio de
curvatura de aproximadamente 0,0254 centímetros (0,010
pulgadas).
7. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde dicha segunda sección en escalón (516) tiene un radio de
curvatura de aproximadamente 0,0254 centímetros (0,010
pulgadas).
8. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde dicho panel central (512) es sustancialmente abovedado o
arqueado.
9. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1,
en donde el diámetro de dicho panel central (512) se encuentra
entre aproximadamente 3,556 y 5,08 centímetros (entre 1,4 y 2,0
pulgadas).
10. Tapa de lata (510) según la reivindicación 1
en donde dicho avellanado anular (522) tiene una altura de entre
aproximadamente 0,0762 y 0,2921 centímetros (entre 0,030 y 0,115
pulgadas).
11. Método para formar una doble costura para
unir el cuerpo de una lata a la tapa de una lata (510), donde dicha
tapa de lata (510) tiene un panel central que tiene un eje central
que es perpendicular al diámetro de un borde externo de dicha tapa
(510), en donde dicho panel central (512) tiene una altura variable
relativa a la distancia radial relativa a dicho eje central, una
primera sección en escalón (552) que se extiende radialmente hacia
el exterior desde el panel central (512), una segunda sección en
escalón (516) que se extiende radialmente hacia el exterior desde
dicha primera sección en escalón (552), una pared interna angular
(518) que se extiende radialmente hacia el exterior desde dicha
segunda sección en escalón (516) que tiene un ángulo desde una línea
que se extiende a través de cada extremo de dicha pared interna
angular (518) con relación a dicho eje central de menos de 50
grados, una sección de avellanado anular (522) que se extiende
radialmente hacia el exterior desde dicho panel central (512), una
pared de sujeción (532) que tiene una sección en escalón arqueada
(534) y una sección de transición (536), en donde la pared de
sujeción (532) se extiende radialmente hacia el exterior desde
dicho avellanado anular (522), una sección ondulada periférica (538)
que se extiende radialmente hacia el exterior desde la pared de
sujeción (532), y dicho cuerpo de lata que tiene una pestaña de
cuerpo de lata, que comprende los pasos de:
- soportar dicho cuerpo de la lata sobre una placa base;
- colocar dicha tapa de lata (510) en dicho cuerpo de la lata donde la sección de transición apoya sobre dicha pestaña del cuerpo de la lata;
- proporcionar una pieza de sujeción;
- enganchar dicha tapa de la lata (510) con dicha pieza de sujeción para contactar con dicho avellanado anular (522) mientras se deja dicha sección en escalón arqueada (534) sin deformar;
- rotar dicho ensamblaje de lata y tapa (510) utilizando dicha pieza de sujeción;
- enrollar dicha ondulación periférica (538) y la pestaña del cuerpo de la lata juntos para formar una costura periférica intermedia; y
- comprimir dicha costura periférica intermedia contra la pieza de sujeción para formar un cierre doble.
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