ES2931904T3

ES2931904T3 - Método y aparato para expansión de latas

Info

Publication number: ES2931904T3
Application number: ES16763427T
Authority: ES
Inventors: Gerald Meador
Original assignee: Belvac Production Machinery Inc
Current assignee: Belvac Production Machinery Inc
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2023-01-04
Anticipated expiration: 2036-08-30
Also published as: US11724302B2; KR20180048897A; EP3344406A1; CN107921520B; PL3344406T3; US20220203430A1; CN107921520A; EP3344406B1; AU2016317015B2; AU2016317015A1; WO2017040512A1; ZA201801962B; US11253904B2; JP2018527194A; KR102587070B1; JP6800978B2; US20180250728A1

Abstract

Una herramienta de expansión (14) para expandir un artículo. La herramienta de expansión (14) incluye una porción de entrada (37) que se extiende hacia afuera desde un primer extremo (32) de la herramienta de expansión (14) y una primera porción piloto (34) que se extiende desde la porción de entrada (37). La primera porción piloto (34) tiene un primer diámetro. La herramienta de expansión (14) incluye además una segunda porción piloto (38) que es generalmente paralela a la primera porción piloto (34). La segunda porción piloto (38) tiene un segundo diámetro mayor que el primer diámetro. La herramienta de expansión (14) incluye además una parte de formación (42) que une la primera parte piloto (34) y la segunda parte piloto (38). La porción de formación (42) generalmente está inclinada. La herramienta de expansión (14) incluye además una porción de expansión (44) que se extiende desde la segunda porción piloto (38) hacia un segundo extremo (45) de la herramienta de expansión (14). (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Método y aparato para expansión de latas

Campo técnico

La presente invención está relacionada de manera general con el campo de los mecanismos de expansión de artículos. Más específicamente, la invención está relacionada con un aparato y un método para expandir un artículo, como por ejemplo un envase o lata de bebida.

Antecedentes

En la industria, los envases de bebidas para diferentes refrescos y/o cerveza se producen en grandes cantidades y de forma relativamente económica con una forma sustancialmente idéntica. Hay un deseo creciente entre los fabricantes de bebidas de vender productos en envases económicos que tengan configuraciones únicas para ayudar a diferenciar sus productos de sus competidores.

Los envases de bebidas convencionales se conforman generalmente a partir de un cilindro metálico hecho de lámina de aleación de aluminio, acero con tratamiento superficial, una combinación de los mismos, o similares. El cilindro metálico típicamente se somete a múltiples iteraciones de expansión. Las iteraciones de expansión se usan para expandir el cuerpo del envase, adelgazando así el material metálico de modo que se use menos material metálico. De esta manera, el envase es generalmente menos caro de fabricar. También se pueden utilizar múltiples iteraciones para conformar una parte expandida del envase, por ejemplo en una configuración de envase con forma de botella.

Los métodos convencionales para expandir un envase generalmente incluyen forzar una herramienta expansora o herramienta de expansión con un diámetro exterior que es mayor que el diámetro interior del envase dentro del envase. La expansión generalmente está regulada por el tamaño y la geometría de la herramienta expansora. La herramienta expansora puede tener un ángulo en la punta de la herramienta (por ejemplo, un "piloto") para guiar el envase, seguido de una parte de expansión que realiza la expansión. Las expansiones sin pilotaje pueden dar lugar a un conformado irregular, lo que provoca que la parte conformada del envase quede descentrada y/o provoca que se produzca adelgazamiento en una pared lateral del envase, lo que puede conducir a la fisuración.

Es un objeto de la invención tener un aparato que pueda expandir un artículo, como por ejemplo un envase o lata de bebida, que aumente la eficiencia de los procesos de expansión, minimice los requisitos de tiempo de procesamiento, y/o produzca envases uniformes con defectos mínimos.

El documento US2010/0011833 A1 describe herramientas para expandir, es decir, acampanar y escariar, los extremos de tubos metálicos. Las herramientas están configuradas para acoplamiento a un martillo de impacto motorizado, por ejemplo un martillo neumático, e incluyen una pluralidad de secciones cilíndricas con diámetros crecientes conectadas por secciones de transición cónicas.

Compendio

De acuerdo con un aspecto, la presente invención está relacionada con una herramienta de expansión para expandir un artículo como se reivindica en la reivindicación 1.

De acuerdo con otro aspecto, la presente invención está relacionada con un mecanismo de expansión para expandir un artículo como se reivindica en la reivindicación 4.

De acuerdo con otro aspecto, la presente invención está relacionada con un método para expandir un artículo como se reivindica en la reivindicación 8.

Otros aspectos, rasgos y ventajas adicionales de la presente invención resultan fácilmente evidentes a partir de la siguiente descripción detallada, que ilustran varias realizaciones e implementaciones ejemplares. La presente invención también es capaz de otras diferentes realizaciones, y sus diversos detalles pueden modificarse en diferentes aspectos, todo ello sin apartarse del alcance de la presente invención tal como se define en las reivindicaciones. En consecuencia, los dibujos y las descripciones deben considerarse de naturaleza ilustrativa y no restrictiva.

Breve descripción de los dibujos

En las figuras referenciadas se ilustran realizaciones ejemplares. Se pretende que las realizaciones y las figuras descritas en este documento se consideren ilustrativas en lugar de restrictivas.

La FIG. 1A es una vista lateral de una operación de expansión que se está realizando sobre un envase usando una primera herramienta de expansión.

La FIG. 1B es una vista lateral de una operación de expansión posterior a la operación de expansión de la FIG. 1A usando una segunda herramienta de expansión.

La FIG. 1C es una vista lateral de la operación de expansión de la FIG. 1B después de que la segunda herramienta de expansión haya sido empujada más hacia el interior del envase.

Las FIGS. 2A-2E son vistas laterales de herramientas de expansión que pueden utilizarse de acuerdo con un proceso de expansión y envases resultantes de procesos de expansión que utilizan las respectivas herramientas de expansión.

La FIG. 3A es una vista lateral, en primer plano, de la segunda herramienta de expansión de las FIGS. 1B, 1C.

La FIG. 3B es una vista lateral en perspectiva de la segunda herramienta de expansión de las FIGS. 1B, 1C y 3A.

La FIG. 4A es una vista lateral de una herramienta de expansión de acuerdo con otra realización.

La FIG. 4B es una vista lateral en perspectiva de la herramienta de expansión de la FIG. 4A.

La FIG. 5 es un esquema de una línea de máquinas ejemplar que incluye una torreta de alimentación, una torreta de conformado/procesamiento, y una torreta de descarga o secundaria.

La FIG. 6 es una vista en perspectiva de la línea de máquinas de la FIG. 5 con un aparato de expansión de latas de acuerdo con una realización.

La FIG. 7 es una vista frontal de la línea de máquinas de la FIG. 5 con un aparato de conformado de latas de acuerdo con otra realización.

Aunque la invención es susceptible de diversas modificaciones y formas alternativas, realizaciones específicas se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describirán en detalle en este documento. Debería entenderse, sin embargo, que la invención no está concebida para estar limitada a las formas particulares descritas. Más bien, la invención cubre todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de la invención tal como se define en las reivindicaciones adjuntas.

Descripción de las realizaciones ilustradas

Los procesos y aparatos de expansión existentes adolecen de varias limitaciones significativas. En particular, por ejemplo, las herramientas de expansión utilizadas en los procesos de expansión convencionales a menudo tienen un pilotaje limitado. La falta de pilotaje suficiente a menudo proporciona un guiado inadecuado de un artículo o envase durante las operaciones de expansión, provocando de este modo que el envase esté descentrado en relación con la herramienta de expansión, lo que puede provocar un conformado irregular, un adelgazamiento no deseable o incluso la fisuración de una parte del material del envase, o similares.

De acuerdo con aspectos de la presente divulgación, se describen aparatos y métodos para mejorar los procesos de expansión de artículos (por ejemplo, envases). Los artículos conformados utilizando las realizaciones descritas en este documento pueden tener una parte expandida conformada por una parte expandida de una herramienta de expansión. La parte expandida puede tener un diámetro mayor que, por ejemplo, la parte no expandida del artículo.

Los artículos descritos en este documento pueden ser una lata, cualquier envase adecuado para alimentos o bebidas, un bote, una botella o cualquier otro artículo adecuado. El artículo tiene un extremo abierto opuesto a un extremo cerrado y una pared lateral que se extiende desde el extremo cerrado. De forma alternativa, el artículo puede estar abierto en ambos extremos. Después del proceso de expansión se puede añadir al artículo una parte superior, una tapa u otro cierre.

Únicamente a modo de ejemplo, la siguiente descripción describirá el aparato y los métodos de expansión para su uso en un envase. Se reconocerá que los métodos y el aparato descritos en este documento pueden utilizarse con cualquier artículo adecuado.

De acuerdo con las realizaciones descritas en este documento, un mecanismo de expansión incluye dos o más herramientas de expansión en las que hay un pilotaje, o guiado, constante durante cada expansión, de modo que la herramienta de expansión permanece generalmente centrada dentro del envase. De esta manera, pueden minimizarse la expansión/conformado irregular, el adelgazamiento no deseable/irregular, la fisuración, los abombamientos y similares.

De acuerdo con una realización, una herramienta de expansión para expandir un artículo incluye una parte de guiado de entrada que se extiende hacia el exterior desde un primer extremo de la herramienta de expansión y una primera parte piloto que se extiende desde la parte de guiado de entrada. La primera parte piloto tiene un primer diámetro. La herramienta de expansión incluye además una segunda parte piloto que es generalmente paralela a la primera parte piloto. La segunda parte piloto tiene un segundo diámetro mayor que el primer diámetro. La herramienta de expansión incluye además una parte de conformado que une la primera parte piloto y la segunda parte piloto. La parte de conformado generalmente está inclinada. La herramienta de expansión incluye además una parte de expansión que se extiende desde la segunda parte piloto hacia un segundo extremo de la herramienta de expansión. La parte de expansión tiene un tercer diámetro mayor que el segundo diámetro.

Las FIGS. 1A-1C ilustran un ejemplo no limitativo de un método y aparato para expandir un envase, de acuerdo con una realización no limitativa. En las realizaciones ilustradas expuestas en este documento, el proceso de expansión conforma un envase que tiene una superficie de pared lateral contorneada, en el que una parte no expandida del envase es más estrecha que una parte expandida del envase.

El proceso de expansión mostrado en las FIGS. 1A-1C incluye una primera herramienta de expansión 12 (FIG. 1A) y una segunda herramienta de expansión 14 (FIGS. 1B, 1C, 3A, 3B). La FIG. 3A muestra una vista en primer plano y la FIG. 3B muestra una vista lateral en perspectiva de la segunda herramienta de expansión 14 de las FIGS. 1B, 1C. Como se muestra en la FIG. 1A, un primer extremo frontal 16 de la primera herramienta de expansión 12 es empujado axialmente una distancia predeterminada introduciéndolo en un extremo abierto de un envase 18. Comenzando en el primer extremo, la primera herramienta de expansión 12 incluye una parte de guiado de entrada 19, un piloto 20, una parte de expansión 22 y, opcionalmente, una parte de alivio 23. La parte de guiado de entrada 19 generalmente está inclinada, se extiende generalmente hacia el exterior desde el primer extremo 16 de la primera herramienta de expansión 12 y facilita la inserción de la primera herramienta de expansión 12 en el envase 18. La parte piloto 20 tiene un diámetro piloto 24 generalmente igual a un diámetro inicial 26 del envase 18. De esta manera, la parte piloto 20 generalmente encaja de forma ajustada en él, guiando así axialmente el envase 18 y manteniéndolo en una posición generalmente central con respecto a la primera herramienta de expansión 12. La parte de expansión 22 tiene un diámetro de expansión 28 mayor que el diámetro piloto 24 y define el diámetro al que se expande el envase. Una superficie de transición 29 generalmente inclinada une la parte piloto 20 y la parte de expansión 22. La parte de alivio 23 puede tener un diámetro de alivio 39 menor que el diámetro de expansión 28 de la parte de expansión 22. La parte de expansión 22 conforma un envase parcialmente expandido que tiene una parte expandida 30 y una parte generalmente no expandida 31.

Cuando la primera herramienta de expansión 12 se inserta una distancia predeterminada en el envase en la dirección de la flecha A, la parte de expansión 22 hace contacto con y expande la pared lateral interior del envase. El diámetro de expansión 28 de la parte de expansión 22 es mayor que el diámetro inicial 26 del envase 18, dictando y conformando así el primer diámetro expandido (diámetro 40 de la FIG. 1B) del envase 18b después de la primera operación de expansión de la FIG. 1A.

Como se muestra en la FIG. 1B, la superficie de transición 29 de la primera herramienta de expansión 12 deja una protuberancia o deformidad 33 saliente en la pared lateral del envase 18b. La deformidad tiene una forma que generalmente se corresponde con la forma de la superficie de transición 29.

Después del primer proceso de expansión de la FIG. 1A, un primer extremo 32 de una segunda herramienta de expansión 14 se inserta una distancia predeterminada en el extremo abierto del envase 18b, como se muestra en la FIG. 1B. La segunda herramienta de expansión 14 incluye una parte de guiado de entrada 37, una primera parte piloto 34 que tiene un primer diámetro piloto 36, una segunda parte piloto 38 que tiene un segundo diámetro piloto 40, y una parte de conformado 42 que une las partes piloto primera y segunda 34, 38. El primer diámetro piloto 36 de la primera parte piloto 34 puede ser generalmente igual que el diámetro inicial 26 del envase (y, de esta manera, que el diámetro piloto 24 de la parte piloto 20 de la primera herramienta de expansión 12). Las partes piloto primera y segunda 34, 38 son generalmente paralelas entre sí. El segundo diámetro piloto 40 de la segunda parte piloto 38 es mayor que el primer diámetro piloto 36 de la primera parte piloto 34. La segunda parte piloto 38 tiene generalmente el mismo diámetro que la parte de expansión 22 de la primera herramienta de expansión 12 (por ejemplo, el diámetro de la parte expandida del envase 18b) de manera que la segunda parte piloto 38 encaja en ella, guiando así el envase 18b y manteniéndolo en una posición generalmente central. La parte de conformado 42 generalmente está inclinada y une las partes piloto primera y segunda 34, 38. Una parte de expansión 44 se extiende desde la segunda parte piloto 38 hacia un segundo extremo posterior 45 de la segunda herramienta de expansión 14. La parte de expansión 44 tiene un diámetro de expansión 46 mayor que el segundo diámetro piloto 40. Una superficie de transición 41 generalmente inclinada une la segunda parte piloto 38 y la parte de expansión 44. La segunda herramienta de expansión 14 también puede incluir una parte de alivio 48 situada en o cerca del extremo posterior 45 de la segunda herramienta de expansión 14. La parte de alivio 48 puede tener un diámetro de alivio 49 menor que el diámetro de expansión 46 de la parte de expansión 44.

El segundo diámetro piloto 40 es generalmente igual al diámetro 26 de la parte expandida 30 del envase 18b. De esta manera, la segunda parte piloto 38 encaja generalmente de forma ajustada en ella, guiando así axialmente el envase 18b y manteniéndolo en una posición generalmente central con respecto a la segunda herramienta de expansión 38. Una vez que la segunda herramienta de expansión 14 ha sido insertada una distancia predeterminada en el envase 18b al final de una carrera de expansión, la primera parte piloto 34 hace contacto con la parte generalmente no expandida 31, de aguas abajo, del envase 18b. Durante este movimiento axial, la parte de conformado 42 hace contacto con la deformidad 33 conformada durante la primera expansión (véase la FIG. 1A), haciendo que la deformidad 33 se alise para conseguir una geometría inclinada que se corresponde generalmente con la de la parte de conformado 42. Simultáneamente, la parte de expansión 44, que tiene un diámetro de expansión 46 mayor que el diámetro 40 de la parte expandida 30 resultante del primer proceso de expansión de la FIG. 1A, expande aún más la parte expandida 30 del envase 18b.

En una realización, la segunda herramienta de expansión 14 puede insertarse generalmente la misma distancia predeterminada en relación con el extremo distal 50 del envase 18c (véase la FIG. 2C) que la primera herramienta de expansión 12. En esta realización, la distancia axial desde el primer extremo 16 de la primera herramienta de expansión 12 hasta la superficie de transición 29 es generalmente igual que la distancia axial desde el primer extremo 32 de la segunda herramienta de expansión 14 hasta la parte de conformado 42, facilitando así el alisado de la deformidad 38 conformada por la primera herramienta de expansión 12 durante el proceso de expansión previo.

Se contempla que la segunda herramienta de expansión 14 puede insertarse una distancia en relación con el extremo distal 50 del envase 18c mayor o menor que la primera herramienta de expansión 12. En estas realizaciones, la distancia axial desde el primer extremo 32 de la segunda herramienta de expansión 14 hasta la parte de conformado 42 debería ser tal que la parte de conformado 42 pueda hacer contacto con y alisar la deformidad 38 conformada por la primera herramienta de expansión 12 en el proceso de expansión anterior. Por ejemplo, si la segunda herramienta de expansión 14 debe insertarse a una distancia menor en el envase 18c (más lejos del extremo distal 50 del envase), la parte de conformado 42 debería estar situada a una distancia menor del primer extremo 32 de la segunda herramienta de expansión 14.

Como se describió anteriormente, una operación de expansión posterior utiliza una herramienta de expansión que incluye una parte piloto secundaria (por ejemplo, la segunda parte piloto 38 de la FIG. 1B) que se ajusta al diámetro del envase expandido conformado durante la operación de expansión anterior (por ejemplo, el diámetro de expansión 28 de la FIG. 1A) y guía el envase hasta que el diámetro piloto original (por ejemplo, el primer diámetro piloto 36 de la FIG. 1B) toma el control al final de la carrera de expansión. La segunda parte piloto descrita en este documento también ayuda a evitar el igualado y/o el alisado de la expansión anterior, ya que la parte de expansión está situada detrás de la segunda parte piloto (en relación con la dirección en la que se inserta la herramienta de expansión en el envase, por ejemplo, la flecha A de la FIG. 1A).

Durante la operación de expansión, el envase es ubicado por la segunda parte piloto y expandido por la geometría de la parte de expansión ubicada detrás de la segunda parte piloto. A medida que la herramienta de expansión se acerca al final de la carrera de expansión, la parte de conformado alisa la protuberancia o deformidad creada durante la operación de expansión anterior. Por lo tanto, las operaciones y herramientas de expansión de las realizaciones descritas en este documento realizan dos operaciones a la vez: alisado y expansión adicional.

Esto puede repetirse a lo largo del resto del proceso de expansión hasta que se logre la forma deseada del envase. De esta manera, la siguiente operación de expansión puede repetir el proceso de igualado/alisado y expansión.

Se contempla que se pueda utilizar cualquier número de operaciones de expansión utilizando un número respectivo de herramientas de expansión para conformar una forma deseada de un envase final. Opcionalmente, al final de una operación de expansión, se puede insertar en el envase un expansor final (véase el expansor final 102 de la FIG. 2E) para igualar o alisar aún más cualquier protuberancia o deformidad no deseada que resulte de las expansiones anteriores.

La relación de operaciones de expansión e igualado se puede variar en base a la forma deseada del envase acabado. Por ejemplo, el envase puede someterse a múltiples operaciones de expansión (creando así múltiples deformidades o protuberancias) antes de ser sometido a alisado (o múltiples procesos de alisado).

De acuerdo con una realización, un mecanismo de expansión para expandir un artículo incluye una primera herramienta de expansión y una segunda herramienta de expansión. La primera herramienta de expansión incluye una primera parte de guiado de entrada que se extiende hacia el exterior desde un primer extremo de la primera herramienta de expansión y una primera parte piloto que se extiende desde la primera parte de guiado de entrada. La primera parte piloto tiene un primer diámetro. La primera herramienta de expansión incluye además una primera parte de expansión que tiene un segundo diámetro que es mayor que el primer diámetro. La primera herramienta de expansión incluye además una primera superficie de transición que une la primera parte piloto y la primera parte de expansión. La segunda herramienta de expansión incluye una segunda parte de guiado de entrada que se extiende hacia el exterior desde un primer extremo de la segunda herramienta de expansión y una segunda parte piloto que se extiende desde la segunda parte de guiado de entrada. La segunda parte piloto tiene un tercer diámetro. La segunda herramienta de expansión incluye además una tercera parte piloto que es generalmente paralela a la segunda parte piloto. La tercera parte piloto tiene un cuarto diámetro que es mayor que el tercer diámetro. La segunda herramienta de expansión incluye además una parte de conformado que une la segunda parte piloto y la tercera parte piloto y una segunda parte de expansión que tiene un quinto diámetro. El quinto diámetro es mayor que el tercer diámetro. La segunda herramienta de expansión incluye además una segunda superficie de transición que une la parte de conformado y la segunda parte de expansión. La distancia axial desde el primer extremo de la primera herramienta de expansión hasta la primera superficie de transición es generalmente igual que la distancia axial desde el primer extremo de la segunda herramienta de expansión hasta la parte de conformado, estando configurada la segunda herramienta de expansión para ser usada después de la primera herramienta de expansión.

El proceso mostrado en las FIGS. 1A-1C puede repetirse con otras herramientas de expansión o con herramientas de expansión adicionales (véanse las FIGS. 2A-2E) para obtener una forma deseada del envase resultante (por ejemplo, el envase 18E de la FIG. 2E). Las FIGS. 2A-2E muestran herramientas de expansión ejemplares y los respectivos envases expandidos resultantes de la inserción de las herramientas de expansión en los mismos de acuerdo con una realización. Haciendo referencia a la FIG. 2A, por ejemplo, se muestra un cilindro o envase 18a inicial antes de la expansión, por ejemplo, antes de ser transferido desde una primera rueda de estrella de transferencia 202 a una torreta de expansión (de conformado) 210 (véase la FIG. 5). En la FIG. 2B, el envase 18b ha sido sometido a un proceso de expansión utilizando la primera herramienta de expansión 12 de la FIG. 1A durante el cual la primera herramienta de expansión 12 se inserta en el envase inicial 18a de la FIG. 2A y se extrae del mismo. De forma similar, la FIG. 2C muestra la segunda herramienta de expansión 14 de las FIGS. 1B-1C y el envase 18c (véase la FIG. 1C) resultante de la segunda expansión (véase la FIG. 1C) durante la cual la segunda herramienta de expansión 14 se inserta en el envase 18b de la FIG. 2B y se extrae del mismo. La FIG. 2D muestra una tercera herramienta de expansión posterior 106 opcional y el envase 18d resultante de una tercera expansión (no mostrada) durante la cual la tercera herramienta de expansión 106 puede insertarse en el envase 18c de la FIG. 2C y extraerse del mismo. La herramienta expansora final 102 se puede insertar en el envase 18d para igualar o alisar aún más cualquier protuberancia o deformidad no deseada resultante de expansiones anteriores, creando así el envase final 18e con la forma deseada.

Como se muestra en las realizaciones ilustradas de las FIGS. 2A-2E, el diámetro de la parte de expansión 22, 44, 120 de cada herramienta de expansión 12, 14, 106 es mayor que el utilizado en la operación de expansión anterior, de modo que el envase se expande de manera incremental, paso a paso, minimizando así las tensiones aplicadas al material del envase. Dicho de otro modo, cada herramienta de expansión de cada operación de expansión generalmente funciona para expandir aún más y dar forma al envase conformado por la herramienta de expansión anterior. Se contempla que se pueda utilizar cualquier número de herramientas de expansión/operaciones de expansión durante el proceso de expansión para conformar la forma deseada del envase.

En particular, las herramientas de expansión segunda y tercera 14 y 106 incluyen una primera parte piloto 34, 112 y una segunda parte piloto 38, 138 que son sustancialmente paralelas entre sí y paralelas a las paredes laterales principales del envase. La primera parte piloto 34, 112 tiene generalmente el mismo diámetro que el diámetro inicial 26 del envase 18a (por ejemplo, la parte no expandida 114 del envase final 18e) de modo que, cuando la primera parte piloto 34, 112 se inserta en el envase, guía, pero no expande más, el envase cerca del final de la carrera de expansión. La segunda parte piloto 38, 138 tiene generalmente el mismo diámetro que la parte expandida 30 conformada durante el paso de proceso anterior por la herramienta de expansión anterior. De esta manera, el envase se mantiene en una posición generalmente centralizada durante todo el proceso de expansión.

En la realización de las FIGS. 2A-2E, cada una de las herramientas de expansión 12, 14, 106, 102 se inserta la misma distancia axial en el envase 18. De esta manera, como se muestra en las FIGS. 2B-2D, la parte de expansión 44, 120 y la superficie de transición 41, 128 de las herramientas de expansión segunda y tercera 14, 106 están situadas a una distancia mayor del extremo frontal 32, 136 de las herramientas de expansión 14, 106 en comparación con la herramienta de expansión 12, 14 anterior. En consecuencia, la parte de conformado 42, 140 de cada herramienta de expansión 14, 106 está situada a una distancia del extremo frontal 32, 126 mayor que la de una herramienta de expansión 12, 14 anterior. De esta manera, la parte de conformado 42, 140 de la herramienta de expansión posterior 14, 106 puede hacer contacto con y alisar la protuberancia o deformación 33, 144 conformada por la herramienta de expansión 12, 14 anterior y la parte de expansión 44, 120 de la herramienta de expansión 14, 106 posterior (que tiene un diámetro mayor que el de la herramienta de expansión 12, 14 anterior) puede continuar expandiendo la parte deseada del envase.

Las realizaciones descritas en este documento proporcionan diversas ventajas sobre los procesos y aparatos de expansión convencionales. Por ejemplo, en los procesos y aparatos de expansión convencionales, la parte piloto de una herramienta de expansión posterior no proporciona ningún beneficio a un envase previamente expandido parcialmente hasta que la parte piloto entra en contacto con el interior del envase que no ha sido expandido. En las realizaciones descritas en este documento, por otro lado, la segunda parte piloto situada justo antes de la parte de expansión proporciona un pilotaje y un guiado constantes del envase de modo que el envase no se sitúe descentrado con respecto a la herramienta de expansión durante la operación de expansión. De esta manera, se logra una concentricidad mejorada entre las operaciones de expansión, especialmente para el conformado profundo en el cual el proceso de conformado se realiza generalmente sobre toda la longitud del envase (o desde lo más cerca posible del fondo hacia arriba atravesando o hasta cerca de la parte superior del envase). De esta manera, es menos probable que el material de la pared lateral del envase se adelgace o se ensanche de manera indeseable, lo que puede reducir los defectos o la fisuración del material. Además, la superficie resultante del envase expandido es generalmente más lisa e incluye menos defectos visuales (o ninguno). Las realizaciones descritas en este documento también proporcionan la capacidad de utilizar una parte de expansión que tiene un diámetro menor en comparación con un diámetro de acabado mayor, lo que puede permitir una mayor tasa de expansión que aplica menos tensión al material del envase.

Las FIGS. 4A, 4B ilustran una herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 de acuerdo con otra realización. La herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 de las FIGS. 4A, 4B es generalmente similar a las descritas anteriormente. Sin embargo, la herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 incluye además una segunda parte de expansión 152 que tiene un diámetro 154 mayor que el diámetro 156 de una primera parte de expansión 158. En la realización ilustrada, la herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 incluye una parte de alivio 160 que se extiende desde la primera parte de expansión 158 hacia un segundo extremo posterior/no frontal 162 de la herramienta de expansión 200 y una parte de superficie de transición inclinada 164 que une la parte de alivio 160 y la segunda parte de expansión 164. La herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 funciona esencialmente como dos herramientas de expansión combinadas en una. De esta manera, la herramienta de expansión de doble superficie de transición 200 puede proporcionar mayores tasas de expansión utilizando un único proceso de conformado (en lugar de dos). Se contempla que las herramientas de expansión de acuerdo con las realizaciones descritas en este documento puedan tener cualquier número adecuado de partes de expansión. Se contempla además que el envase pueda ser sometido a cualquier número adecuado de otras operaciones antes, entre y/o después de las operaciones de expansión.

Los artículos descritos en este documento pueden procesarse a través de cualquier número de etapas, una o más de las cuales pueden ser una etapa de expansión del diámetro. Cuando se completan todas las etapas del proceso/conformado, se descarga el artículo de la máquina. Los mecanismos de expansión descritos en este documento pueden ser parte de una línea de máquinas como por ejemplo una línea de máquinas recirculadas o cualquier otro tipo de línea de máquinas.

Un mecanismo de expansión puede ser una máquina independiente, o el mecanismo de expansión puede ser una máquina en una línea de máquinas. Un ejemplo de una línea de máquinas que se puede utilizar con las realizaciones descritas en este documento se describe en la Patente de EE.UU. No. 7.963.139. Haciendo referencia a la línea de máquinas 250 de la FIG. 5, por ejemplo, un artículo o envase se alimenta primero a una primera máquina para llenar estaciones en una torreta/rueda de estrella. Cada rueda de estrella puede tener cualquier número de estaciones para contener artículos para procesamiento o transferencia. Por ejemplo, una rueda de estrella puede tener seis, ocho o diez estaciones para contener seis, ocho o diez artículos, respectivamente. Se reconocerá que la rueda de estrella es capaz de tener una estación para cualquier número adecuado de estaciones.

De acuerdo con una realización, un proceso de expansión incluye alimentar un artículo a una torreta de rotación continua, como se describe en la Patente de EE.UU. No. 7.963.139. Se carga el artículo en una estación de conformado y se inserta una herramienta de expansión en un extremo abierto del artículo. La herramienta de expansión se extrae y se transfiere el artículo a otra torreta, pista de descarga u otro aparato. Como se describió en detalle anteriormente, una parte de la herramienta de expansión tiene un diámetro mayor que el diámetro de al menos una parte del artículo.

Las FIGS. 6 y 7 ilustran realizaciones ejemplares de un aparato de expansión de envases (por ejemplo, una lata) y un aparato de conformado. La FIG. 6 ilustra de manera general un aparato de estricción 200, y la FIG. 7 ilustra de manera general un aparato de conformado de forma 300 (descritos con más detalle, respectivamente, en la patente de EE. UU. No. 7.963.139 y en la publicación de solicitud de patente de EE. UU. No. 2015/0082849). Latas 205, de acuerdo con una realización, se alimentan a una torreta de rotación continua 210 desde una pista de alimentación o desde una torreta de proceso 202 anterior, que puede ser parte de una línea de máquinas 250 (véase la FIG. 5). La FIG. 5 ilustra una rueda de estrella de la torreta de alimentación 202 que pasa una lata 205 a la rueda de estrella de la torreta de rotación continua 210 del proceso de expansión de latas. Mientras la torreta 210 está girando con la lata 205 cargada en una estación de conformado dentro de ella, una herramienta de expansión 230 (por ejemplo, la herramienta de expansión 14 o 106 de las FIGS. 2C, 2D) que incluye un diámetro mayor que el diámetro de la lata existente (inicial) se insertará en la lata 205 y luego se extraerá. A continuación, la lata 205 se transfiere de la torreta 210 a otra torreta de proceso 204 o a una pista de descarga, en la dirección ilustrada por las flechas en la FIG. 5.

Volviendo a hacer referencia a la FIG. 5, el aparato, de acuerdo con una realización, comprende una rueda de alimentación de transferencia por vacío 202, la torreta de conformado 210 y una rueda de descarga de transferencia por vacío 204. Las ruedas de alimentación y de descarga de transferencia por vacío 202, 204 son similares en diseño y función. La rueda de alimentación 202 carga la lata 205 en la torreta de conformado 210 y la rueda de descarga 204 descarga la lata 205 de la torreta de conformado 210.

Las latas 205 pueden mantenerse en su posición en esta primera rueda de estrella de transferencia utilizando un diferencial de presión neumático o "succión", como se denominará.

A continuación, las latas se hacen pasar de la primera rueda de estrella de transferencia a una primera rueda de estrella de la torreta y entran en el proceso de conformado de expansión de latas en la máquina de expansión de latas. Aunque la invención no está limitada en este sentido, realizaciones de la invención pueden comprender máquinas de expansión construidas como módulos. El uso de módulos de expansión de latas permite ensamblar/cambiar la línea de máquinas 250 para proporcionar tantas etapas de expansión de latas como sea necesario y permitir la adición de etapas adicionales como rebordeado, estricción, recortado, ondulado, roscado y/o o reformado/reperfilado de la base, que se pueden añadir/eliminar según se desee.

Aunque la invención es susceptible de diferentes modificaciones y formas alternativas, realizaciones específicas y métodos de la misma se han mostrado a modo de ejemplo en los dibujos y se describen en detalle en este documento. Se debería entender, sin embargo, que no se pretende limitar la invención a las formas o métodos particulares descritos, sino que, por el contrario, la intención es cubrir todas las modificaciones, equivalentes y alternativas que caen dentro del alcance de la invención, como se define en las reivindicaciones.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una herramienta de expansión (14) para expandir un artículo, comprendiendo la herramienta de expansión: una parte de guiado de entrada (37) que se extiende hacia el exterior desde un primer extremo (32) de la herramienta de expansión (14);

una primera parte piloto (34) que se extiende desde la parte de guiado de entrada (37), teniendo la primera parte piloto (34) un primer diámetro (36);

una segunda parte piloto (38) que es generalmente paralela a la primera parte piloto (34), teniendo la segunda parte piloto (38) un segundo diámetro (40) mayor que el primer diámetro (36);

una parte de conformado (42) que une la primera parte piloto (34) y la segunda parte piloto (36), estando la parte de conformado (42) generalmente inclinada;

una parte de expansión (44) que se extiende desde la segunda parte piloto (38) hacia un segundo extremo (45) de la herramienta de expansión (14), teniendo la parte de expansión (44) un tercer diámetro (46) mayor que el segundo diámetro (40); y

una parte de alivio (48) inclinada que se extiende desde la parte de expansión (44), teniendo la parte de alivio (48) tiene un cuarto diámetro (49) menor que el tercer diámetro (46), estando situada la parte de alivio (48) en el segundo extremo (45) de la herramienta de expansión (14).

2. La herramienta de expansión de la reivindicación 1, donde la herramienta de expansión está configurada para ser usada para conformar un artículo (18) que tiene una superficie exterior contorneada.

3. La herramienta de expansión de la reivindicación 1, en la que la parte de guiado de entrada (37) está generalmente inclinada.

4. Un mecanismo de expansión para expandir un artículo, comprendiendo el mecanismo de expansión:

la herramienta de expansión (14) de la reivindicación 1; y

una segunda herramienta de expansión (12) que incluye

una segunda parte de guiado de entrada (19) que se extiende hacia el exterior desde un primer extremo (16) de la segunda herramienta de expansión (12),

una tercera parte piloto (20) que se extiende desde la segunda parte de guiado de entrada (19), teniendo la tercera parte piloto (20) un cuarto diámetro (24), siendo el cuarto diámetro (24) generalmente igual al primer diámetro (36), una segunda parte de expansión (22), teniendo la segunda parte de expansión un quinto diámetro (28), siendo el quinto diámetro generalmente igual al segundo diámetro (40), siendo el quinto diámetro mayor que el cuarto diámetro (24), y

una superficie de transición (29) que une la tercera parte piloto (20) y la segunda parte de expansión (22) y está configurado para conformar una deformidad (33) en una pared lateral del artículo, donde la herramienta de expansión (14) está configurada para ser usada después de la segunda herramienta de expansión (12),

en el que la distancia axial desde el primer extremo (16) hasta la primera superficie de transición (29) de la segunda herramienta de expansión (12) es generalmente igual que la distancia axial desde el primer extremo (32) hasta la parte de conformado (42) de la herramienta de expansión (14) de manera que la parte de conformado (42) está configurada para hacer contacto con y alisar la deformidad (33) conformada por la superficie de transición de la segunda herramienta de expansión (12).

5. El mecanismo de expansión de la reivindicación 4, en el que el cuarto diámetro (24) es generalmente igual a un diámetro inicial del artículo.

6. El mecanismo de expansión de la reivindicación 4, en el que la parte de guiado de entrada (37) y la segunda parte de guiado de entrada (19) están generalmente inclinadas.

7. El mecanismo de expansión de la reivindicación 4, en el que la parte de conformado (42) está generalmente inclinada.

8. Un método para expandir un artículo, comprendiendo el método:

insertar un primer extremo (16) de una segunda herramienta de expansión (12) en un extremo abierto del artículo (18), teniendo la segunda herramienta de expansión (12) una tercera parte piloto (24) seguida de una segunda parte de expansión (22), teniendo la tercera parte piloto (20) un cuarto diámetro (24) generalmente igual a un diámetro inicial (26) del envase, teniendo la segunda parte de expansión (22) un quinto diámetro (39), siendo el quinto diámetro mayor que el cuarto diámetro (24), conformando la segunda parte de expansión un envase parcialmente expandido (18b) que tiene una parte expandida (30); e

insertar un primer extremo (32) de la herramienta de expansión de la reivindicación 1 en el extremo abierto del envase parcialmente expandido (18b), alisando la parte de conformado (42) al menos una deformidad (33) conformada en la parte expandida del envase por la segunda herramienta de expansión.

9. El método de la reivindicación 8, en el que la segunda herramienta de expansión (12) incluye una superficie de transición (29) que une la tercera parte piloto (20) y la segunda parte de expansión (22), teniendo la al menos una deformidad (33) generalmente la misma forma que la superficie de transición (29).

10. El método de la reivindicación 9, en el que la herramienta de expansión (14) y la segunda herramienta de expansión (12) se insertan generalmente la misma distancia en el envase (18).

11. El método de la reivindicación 10, en el que la distancia desde el primer extremo (16) de la segunda herramienta de expansión (12) hasta la superficie de transición (29) es generalmente igual que la distancia desde el primer extremo (32) de la herramienta de expansión (14) hasta la parte de conformado (42).

12. El método de la reivindicación 8, que comprende además, después de insertar la herramienta de expansión (14), insertar un primer extremo (136) de una tercera herramienta de expansión (106) en el extremo abierto del envase (18c), incluyendo la tercera herramienta de expansión (106) una cuarta parte piloto (112) que tiene un sexto diámetro, una quinta parte piloto (138) que tiene un séptimo diámetro, siendo el séptimo diámetro generalmente igual al tercer diámetro y mayor que el sexto diámetro, uniendo una segunda parte de conformado (140) las partes piloto cuarta y quinta (112, 138), estando la segunda parte de conformado generalmente inclinada, y una tercera parte de expansión (120) que se extiende desde la quinta parte piloto (138), teniendo la tercera parte de expansión (120) un octavo diámetro mayor que el séptimo diámetro, alisando la parte de conformado una segunda al menos una deformidad (144) conformada en la parte expandida del envase (18c) por la herramienta de expansión (14).

13. El método de la reivindicación 12, en el que la herramienta de expansión (14) incluye una superficie de transición (41) que une la segunda parte piloto (38) y la parte de expansión (44), teniendo la segunda al menos una deformidad (144) generalmente la misma forma que la superficie de transición (41).

14. El método de la reivindicación 13, en el que la herramienta de expansión (14) y la tercera herramienta de expansión (106) se insertan generalmente la misma distancia en el envase (18).

15. El método de la reivindicación 14, en el que la distancia entre el primer extremo (32) de la herramienta de expansión (14) y la superficie de transición (41) es generalmente igual que la distancia entre el primer extremo (136) de la tercera herramienta de expansión (106) y la segunda parte de conformado (140).