MX2010011457A - Metodo y aparato de expansion en direccion radial de cuerpo de recipiente, cuerpo de recipiente expandido en direccion radial y recipiente que comprende tal cuerpo de recipiente. - Google Patents

Abstract

La invención se refiere a un método de expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente, que comprende las etapas de i) proporcionar un cuerpo de recipiente cilíndrico (1) que tiene una costura de soldadura longitudinal; ii) proporcionar el cuerpo de recipiente (1) al menos en un extremo con una pestaña (4); iii) fijar el cuerpo de recipiente (1) en posición circunferencial en la pestaña (4) en un estado suspendido; e iv) expandir en dirección radial el cuerpo suspendido y fijado a partir del extremo de cuerpo fijado hacia el extremo de cuerpo suspendido; además, se refiere a un aparato (5) para este método, y al cuerpo de recipiente y recipiente.

Description

METODO Y APARATO DE EXPANSION EN DIRECCION RADIAL DE CUERPO DE RECIPIENTE, CUERPO DE RECIPIENTE EXPANDIDO EN DIRECCION RADIAL Y RECIPIENTE QUE COMPRENDE TAL CUERPO DE RECIPIENTE Descripción de la Invención La presente invención se refiere a un método y aparato de expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente, a un cuerpo de recipiente expandido en dirección radial y a un recipiente que comprende este cuerpo de recipiente expandido en dirección radial.

En la actualidad, los recipientes proporcionados con una porción de cuerpo de cuello son utilizados para la elaboración de recipientes, tales como recipientes de vacío, presurizados o de aerosol. Estos recipientes comprenden un cuerpo de recipiente que tiene una porción de cuello, en esta porción de cuello es conectado un cierre o tapa superior. De manera general, este cierre está residiendo dentro de la confinación cilindrica del cuerpo de recipiente. El otro extremo del cuerpo de recipiente es proporcionado con un extremo inferior. Para estos recipientes que tienen un área superficial diferente en el extremo inferior y en el extremo de tapa, es posible utilizar materiales de diferentes espesores. Por ejemplo, el extremo inferior tiene un diámetro aproximadamente de 65 mm y el extremo de tapa tiene un diámetro aproximadamente de 52 mm. En este extremo inferior, REF. 214618 el espesor de pared podría ser aproximadamente de 0.18 mm. En el extremo de tapa, la tapa podría tener un espesor aproximadamente de 0.26-0.28 mm o más gruesa en diámetros más grandes.

Para este recipiente presurizado que tiene una porción de cuello, es tradicional producir el cuerpo de recipiente para este recipiente comenzando a partir de un cuerpo de recipiente cilindrico producido mediante el conformado en una forma cilindrica de una lámina de metal rectangular o cuadrada de la cual los bordes longitudinales de apoyo o superposición son soldados juntos a través de una costura de soldadura longitudinal .

De manera subsiguiente, este cuerpo de recipiente cilindrico, que tiene una costura de soldadura longitudinal, es sometido a la expansión radial utilizando medios de troquelado que son movidos o impulsados a través de un extremo del cuerpo de recipiente cilindrico y que empujan en dirección radial hacia afuera el cuerpo de recipiente hacia un diámetro más ancho mientras que los medios de troquelado son impulsados, en forma progresiva, a través del cuerpo de recipiente. Durante la expansión radial mediante la impulsión de los medios de troquelado a través del cuerpo de recipiente cilindrico, el cuerpo se está apoyando sobre una mesa de reacción para resistir las fuerzas de impulsión de los medios de troquelado que son ejercidas sobre la superficie interior del cuerpo de recipiente.

El cuerpo de recipiente expandido en dirección radial producido con el método tradicional como se describió con anterioridad, muestra varios defectos. En primer lugar, existe una estructura ondulante sobre la costura de soldadura longitudinal y sobre otras áreas en la superficie exterior del cuerpo de recipiente cilindrico. En segundo lugar, el extremo del cuerpo de recipiente a través del cual son impulsados los medios de troquelado para la expansión en dirección radial del cuerpo de recipiente, muestra un borde irregular, predominantemente irregular cuando éste extremo fue proporcionado con una pestaña que se pretende para su conexión con la parte inferior del recipiente. Este borde irregular o borde de pestaña en este extremo de recipiente es referido como arete o aro. Este borde irregular podría generar problemas cuando se conecte el extremo inferior con el recipiente, de preferencia, por medio de la pestaña del cuerpo de recipiente. Las irregularidades podrían aumentar de 0.1 a 0.5 mm. En tercer lugar, a través de la altura del cuerpo de recipiente cilindrico sometido a la expansión radial, el .espesor de pared no es sustancialmente constante y tiende a incrementar comenzando a- partir del extremo de cuerpo de recipiente en donde inició la expansión radial.

Las irregularidades en el borde de cuerpo de recipiente podrían ser eliminadas mediante el corte resultando en la formación de un borde de cuerpo de recipiente sustancialmente regular. Sin embargo, estas operaciones de corte son molestas y elevan el costo.

La presente invención tiene como su objetivo mejorar el método de expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente e intenta evitar o minimizar los inconvenientes identificados con anterioridad.

En consecuencia, la presente invención proporciona un método de expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente, que comprende las etapas de: i) proporcionar un cuerpo de recipiente cilindrico que tiene una costura de soldadura longitudinal; ii) proporcionar el cuerpo de recipiente al menos en un extremo con una pestaña; iii) fijar el cuerpo de recipiente en posición circunferencial en la pestaña en un estado suspendido; e iv) expandir en dirección radial el cuerpo suspendido y fijado a partir del extremo de cuerpo fijado hacia el extremo de cuerpo suspendido.

La presente invención está basada en la perspicacia, que cuando el cuerpo de recipiente cilindrico es suspendido y no hace contacto durante la expansión radial con la costura de soldadura -longitudinal, de manera sustancial, son superados todo los inconvenientes mencionados con anterioridad. En forma presumible, debido a que cuando se encuentra en el estado libremente suspendido, la expansión radial no iniciará o generará una fuerza contraria o esfuerzo que pudiera ocurrir cuando el cuerpo de recipiente podría ser soportado por la costura de soldadura longitudinal . En consecuencia, durante la expansión radial, el metal que forma el cuerpo de recipiente se moverá en dirección radial hacia afuera aunque también en dirección axial hacia el extremo libremente suspendido del cuerpo de recipiente permitiendo una compensación o neutralización de los esfuerzos durante la expansión radial y el alargamiento axial casi hasta el límite de elasticidad del material.

En consecuencia, el cuerpo de recipiente expandido en dirección radial no mostrará, de manera sustancial, una estructura ondulante a lo largo de la costura de soldadura longitudinal o en otras regiones expandidas en dirección radial del cuerpo de recipiente. Además, el borde de cuerpo de recipiente o el borde de pestaña serán sustancialmente regulares y desprovistos del aro, de esta manera, se evitan las operaciones de corte o cualquier . interferencia en la operación de conexión de la parte inferior con el cuerpo de recipiente expandido en dirección radial. Además,. se encontró, de manera sorprendente, que después de la expansión radial y durante la separación o retiro de los medios de troquelado, los medios de troquelado se liberan de manera más fácil, presumiblemente debido a la reducción mínima del estiramiento en un- valor aproximadamente del 0.2-0.4%. Por consiguiente, el uso de aceite para la lubricación de la superficie interior del cuerpo de recipiente durante la expansión radial podría ser evitado, lo cual es de importancia principal con relación al uso subsiguiente del cuerpo de recipiente en un recipiente que comprende alimento, alimentos o bebidas.

Además, podría ser utilizado un material de metal más duro para el recipiente, tal como un material de metal que tenga una alta dureza hasta de DR8. Esto implica una reducción adicional del aumento de deformación o formación de una estructura ondulante. De manera más importante, esto podría originar una reducción, adicional en el espesor de pared del cuerpo de recipiente cilindrico para que sea expandido en dirección radial y del cuerpo de recipiente producido y finalmente, del recipiente. De manera final, parece que con el método de acuerdo con la invención, la relación de estiramiento es más grande.

De acuerdo con una modalidad preferida, es posible con el método de acuerdo, con la invención que el cuerpo sea expandido del 10-40%, de preferencia, del 15-30%. El método de acuerdo con la invención es en esencia, adecuado para uso de la expansión en dirección radial de cualquier cuerpo de _ recipiente que tenga una sección transversal simétrica. Aunque la invención es aplicable a cualquier dimensión y diámetro, tal como por ejemplo, el cuerpo de recipiente cilindrico que tiene un diámetro de 30-100 mm, de preferencia, de 40-80 mm.

Para una operación de expansión radial confiable y suave y para la inserción de los medios de troquelado para la expansión radial, se prefiere que el cuerpo sea proporcionado con una boca de forma de bocina sobre una parte de la altura del cuerpo. En consecuencia, es posible insertar, confiable y rápidamente, los medios de expansión radial por medio de esta boca de forma de bocina del cuerpo de recipiente cilindrico.

En forma elegante, debido a la reducción en el tiempo de procesamiento, se prefiere que la boca de trompa sea formada en la misma operación cuando se conforme la pestaña de recipiente al menos en el extremo en donde iniciará la expansión radial. Obviamente, es posible al mismo tiempo, después o antes, formar las pestañas o ambas pestañas y en particular, la pestaña para la parte inferior.

De acuerdo con una modalidad preferida, la expansión radial del .cuerpo de recipiente cilindrico no se realiza a través de su longitud total sino que a través de una parte sustancial de la altura del cuerpo de recipiente cilindrico, con lo cual, se forma una parte del diámetro reducido que podría formar-, de manera alterna, la porción de cuello, del recipiente. Obviamente, es posible reducir adicionalmente el diámetro de esta porción de cuello a través de una operación adicional de formación de cuello. No está por demás señalar que dentro del concepto de la invención, el cuerpo de recipiente podría ser expandido en dirección radial a través de su altura total . " El material del cual es elaborado el cuerpo de recipiente podría ser cualquier tipo de metal, aunque, de preferencia es acero, tal como acero con hierro en el alma, y similares. Si fuera necesario, podrían aplicarse revestimientos en las superficies interior y exterior del cuerpo de recipiente cilindrico antes o después de la expansión radial. A continuación, se prefiere debido a que después de la expansión radial la superficie interior y de preferencia, también la superficie exterior del cuerpo de recipiente cilindrico expandido - en dirección radial tendrá una superficie sustancialmente circular e incluso una superficie interior y exterior.

La presente invención además proporciona un aparato para la elaboración de un cuerpo expandido en dirección radial que comprende-: - - - - i) medios para la fijación, en posición circunferencial, de una pestaña de un cuerpo de recipiente cilindrico, de manera que el cuerpo fijado se encuentre libremente suspendido durante su expansión radial; ii) medios de troquelado proporcionados con una superficie de expansión circunferencial; e iii) medios de impulsión de los medios de troquelado a través del extremo fijado del cuerpo de recipiente suspendido, sobre al menos parte de la altura del cuerpo de recipiente.

Es importante que los medios para la fijación en posición circunferencial de una pestaña del cuerpo de recipiente cilindrico que serán expandido en dirección radial, sean situados en una altura de manera que el otro extremo del cuerpo de recipiente cilindrico no haga contacto con la mesa de reacción, de manera sustancial, durante la totalidad la operación de expansión radial.

De preferencia, la superficie de expansión circunferencial es proporcionada con medios para el ajuste en dirección radial del diámetro de la superficie de expansión circunferencial. En consecuencia, es posible retirar los medios de troquelado después de la expansión radial a través de la altura deseada del cuerpo de recipiente cilindrico en fuerzas más bajas debido a que los medios de troquelado ya no se encuentran en contacto con la superficie interior del cuerpo de recipiente cilindrico después de la ¦ expansión radial. Además, se prefiere que los medios de impulsión muevan, en forma recíproca, los medios de troquelado a través del cuerpo de recipiente para que sean expandidos en dirección radial. En consecuencia, la operación de la expansión radial y la separación posterior de los medios de troquelado es en una operación regular y suave. En consecuencia, se prefiere que los medios de ajuste radial ajusten el diámetro de la superficie de expansión circunferencial en un diámetro más pequeño cuando después de la expansión radial sean removidos los medios de troquelado del cuerpo de recipiente expandido en dirección radial.

. Como se indica aquí y con anterioridad, se prefiere la expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente cilindrico que sea proporcionada con una boca de forma de bocina. En consecuencia, se prefiere que el aparato de acuerdo con la invención comprenda medios que suministren el cuerpo de recipiente cilindrico con una pestaña y/o boca de forma de bocina.

Otro aspecto de la presente invención se refiere a un cuerpo de recipiente expandido en dirección radial que puede ser obtenido con el método mencionado- con anterioridad o a través de la aplicación del aparato mencionado con anterioridad. Este cuerpo de recipiente expandido en dirección radial presenta las mejoras mencionadas con anterioridad con respecto a los cuerpos de recipiente cilindrico expandidos en dirección radial de la técnica anterior.

Finalmente, la presente invención también se refiere a un recipiente que comprende este cuerpo de recipiente expandido en dirección radial y que ha sido proporcionado en un extremo con una parte inferior y/o en el otro extremo con una tapa para el cierre del recipiente, por ejemplo, un recipiente de vacío. Estos recipientes son muy bien adecuados por ejemplo, para recipientes de aerosol y recipientes de crema limpiadora.

Las características mencionadas y otras más del cuerpo de recipiente del método-aparato y el recipiente de acuerdo con la invención serán además aclaradas con referencia a las modalidades de la presente invención, las cuales son dadas con propósitos de—información y no se pretende que limiten cualquier alcance de la presente invención.- A este respecto, se hará referencia a las figuras adjuntas, en las cuales: Las Figuras 1-3 muestran, de manera esquemática, la formación de un cuerpo de recipiente cilindrico proporcionado con una boca de forma de bocina; Las Figuras 4-6 muestran la formación de un cuerpo de recipiente expandido en dirección radial de acuerdo con la primera modalidad; y . Las Figuras 7-14 muestran un método y aparato para la expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente de acuerdo con una segunda modalidad.

La Figura 1 muestra un cuerpo de recipiente cilindrico 1 que se apoya sobre una mesa de reacción 2. La mesa de reacción 2 es proporcionada con una ranura 3 en la cual el cuerpo 1 será proporcionado con una pestaña -4 durante la operación mostrada en la Figura 2. Además, se muestra un herramienta de troquel 5 proporcionada con una estructura de superficie exterior 6 para la formación de una boca de forma de bocina 7 (véase la Figura 5) . La herramienta de troquel 5 además es proporcionada con una estructura 8 para la formación de una pestaña 9 en el cuerpo de recipiente 10.

Como se muestra en la Figura 2, la herramienta de troquel 5 es presionada en el cuerpo de recipiente 1, con lo cual, se forma la boca de forma de bocina 7, la pestaña 4 y la pestaña 9.

Como se muestra en la Figura 3., la boca de forma de bocina comprende adyacente a la pestaña 9 la sección expandida en dirección radial 11 y la sección de transición 12.

Como se muestra en las Figuras 4-6, este cuerpo de recipiente 10 proporcionado con la boca de forma de bocina 7 es montado en el aparato 13 para la elaboración del cuerpo expandido en dirección radial 14 de acuerdo con la invención. El aparato 13 comprende un soporte 15 que soporta un bastidor o 16 que lleva los medios 17 para la fijación de la pestaña 9 entre un anillo inferior de fijación 18 y un anillo superior de fijación 19 presionados entre sí por los pernos de fijación 20. Los medios de fijación 17 son colocados en un nivel por encima del soporte 15 de . manera que el cuerpo 10 fijado por los medios de fijación estará en un estado suspendido y a una distancia 21 por encima del soporte 15 a través de la totalidad de la operación de expansión radial (véase la Figura 5) .

Siguiendo la flecha 22, un troquel 23 para la expansión en dirección radial del cuerpo de recipiente 10 es impulsado a través del extremo fijo 24 del cuerpo de recipiente suspendido 10. El troquel 23 lleva una herramienta de troquel 25 que tiene una estructura exterior que corresponde con la forma expandida en dirección radial que se pretende del recipiente obtenido cuando el troquel 23 es bajado hasta un alcance de manera que la herramienta 25 se aproxime al otro extremo 26 del cuerpo de recipiente ahora expandido en dirección radial 14, todavía fijado en su pestaña 9 en los medios de fijación 17. A través del movimiento recíproco, los medios de troquelado son removidos del cuerpo de recipiente expandido en dirección radial 14. Debido a la expansión radial en la etapa libre suspendida, el troquel 23 puede ser removido, de una manera relativamente fácil del cuerpo de recipiente 14, incluso sin usar aceite.

. La Figura 6 muestra el recipiente 14 de acuerdo con la invención que comprende una porción de cuello 27 que a su vez comprende la .sección de cuello 28 y la sección de transición 29. Se observa que ésta porción de cuello podría ser adicionalmente de cuello si es requerido o ensanchada si también es requerido. Todavía en las pestañas 4 y 9, el cuerpo de recipiente 14 podría estar en contacto con la parte inferior y la tapa que no se muestran, de manera -respectiva .

Las Figuras 7-14 muestran otro aparato 30 de acuerdo con la invención para la expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente. Una vez más, un cuerpo de recipiente cilindrico 10 es fijado con su pestaña 9 en los anillos de fijación 18 y 19 de los medios de fijación 17.

Los medios de troquelado 31 llevan una nariz de troquel 32 conectada por medio de un perno 33 con el cuerpo de troquel 34. La nariz de troquel o perforación 32 es proporcionada con un eje 35 alrededor del cual son colocados los elementos de cuña que pueden moverse en dirección radial 36 conectados en la superficie de cuña 37, con las partes de anillo de cuña 38. Estas partes de anillo de cuña se sitúan contra la superficie interior de una herramienta de troquel 39 que forma con la superficie de la nariz de troquel 32, un troquel continuo aunque se incrementa en forma gradual en su diámetro .

Como se muestra en la Figura 8, los medios de troquelado 31 son impulsados o movidos hacia abajo en dirección de la boca de forma de bocina 7 del cuerpo de recipiente 10 mientras ejercen una fuerza de acuerdo con las flechas 40 y 41. De acuerdo con las flechas 41 por medio de los elementos de transición 42, la fuerza es ejercida sobre las partes de anillo de cuña 37, las cuales a través de las superficies de cuña 43 empujan las partes de anillo de cuña 38 hacia afuera contra la herramienta de troquel 39 la cual expande en dirección radial el cuerpo de recipiente 10.

Como se describió con relación a la Figura 10, los medios de troquelado 31 son impulsados hasta el alcance que se muestra en la Figura 9 todavía con el cuerpo de recipiente ahora expandido en dirección radial 14 suspendiéndose en forma libre a partir del soporte 15.

Antes de la separación o retiro de los medios de troquelado 31 de la posición que se muestra en la Figura 12, la presión de acuerdo con la flecha 41 en las Figuras 10 y 11 es liberada, de modo que bajo la propiedad, elástica de la herramienta de prensa 39, las partes de anillo de cuña 38 podrían moverse hacia adentro debido a que se permite que la parte de anillo de cuña 37 se mueva hacia arriba. Esto origina un huelgo 45 entre el cuerpo de recipiente expandido en dirección radial 14 y los medios de troquelado 31. De manera proporcional, el elemento de transición 42 se ha movido hacia arriba a través de una distancia 46 (véase la Figura 14) .

Con un huelgo 45 entre el cuerpo de recipiente expandido en dirección radial 14 y los medios de troquelado 31, los medios de troquelado que siguen las flechas 47, ahora podrían ser movidos hacia arriba, de manera sustancial, sin resistencia de flexión con el cuerpo de recipiente expandido en dirección radial 14.· En consecuencia, ya no se requiere más la utilización de aceite para la expansión radial y la remoción, en forma recíproca, de los medios de troquelado fuera del cuerpo de recipiente expandido en dirección radial .

El cuerpo de recipiente expandido en dirección radial de acuerdo con la invención y el recipiente que comprende este recipiente expandido en dirección radial no muestra en particular en la costura de soldadura longitudinal, de manera sustancial, ninguna estructura ondulante y la pestaña utilizada para la fijación es sustancialmente regular y no requiere operaciones de corte y podría ser utilizada para la conexión con el extremo inferior. Finalmente,, el espesor de las paredes del cuerpo de recipiente expandido en dirección radial es sustancialmente constante y por ejemplo, un cuerpo de recipiente que inicia a partir de un diámetro aproximadamente de 52 mm y con un espesor de pared aproximadamente de -0.18 mm mostrará sobre la porción de cuello y sobre la porción expandida en dirección radial un espesor que varía aproximadamente entre 0.165 a 0.175 mm .

Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor- método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de . la presente descripción de la invención.

Claims (13)

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones :

1. Un método de expansión en dirección radial de un cuerpo de recipiente, caracterizado porque comprende las etapas de: i) proporcionar un cuerpo de recipiente cilindrico que tiene una costura de soldadura longitudinal; ii) proporcionar el cuerpo de recipiente al menos en un extremo con una pestaña; iii) fijar el cuerpo de recipiente . en posición circunferencial en la pestaña en un estado suspendido; y iv) expandir en dirección radial el . cuerpo suspendido y fijado a partir del extremo de cuerpo fijado hacia el extremo de cuerpo suspendido.

2. El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el cuerpo es expandido del 10 al 40%, de preferencia, del 15 al 30%.

3. El método de conformidad con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque el cuerpo de recipiente cilindrico tiene un diámetro-de 30-100 mm de -preferencia , 40-80 rara.

4. El método de conformidad con las reivindicaciones 1-3, caracterizado porque el cuerpo es proporcionado con una boca de forma de bocina sobre una parte de la altura del cuerpo .

5. El método de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la boca de forma de bocina es formada cuando se configura la pestaña del cuerpo de recipiente.

6. El método de conformidad con las reivindicaciones 1-5, caracterizado porque el cuerpo es expandido en dirección radial a través de una parte sustancial de la altura del cuerpo dejando un extremo de cuerpo de cuello.

7. Un aparato para la elaboración de un cuerpo expandido en dirección radial, caracterizado porque comprende : i) medios para la fijación, en posición circunferencial, de una pestaña de un cuerpo de recipiente cilindrico, de manera que el cuerpo fijado se encuentre libremente suspendido durante la expansión radial; ii) medios de troquelado proporcionados con una superficie de expansión circunferencial; e iii) medios de impulsión de los medios de troquelado a través del extremo fijado del cuerpo de recipiente suspendido, sobre al menos parte de la altura del cuerpo de recipiente.

8. El aparato de conformidad con la reivindicación 7, caracterizado porque la superficie de expansión circunferencial es proporcionada con medios' que ajustan en dirección radial el diámetro de la superficie de expansión circunferencial .

9. El aparato de conformidad con la reivindicación 7 y 8, caracterizado porque los medios de impulsión mueven, en forma recíproca, los medios de troquelado a través del cuerpo de recipiente para que sea expandido en dirección radial .

10. El aparato de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque los medios de ajuste radial ajustan el diámetro de la superficie de expansión circunferencial en un diámetro más pequeño cuando después de la expansión radial, los medios de troquelado son removidos del cuerpo de recipiente expandido en dirección radial.

11. El aparato de conformidad con las reivindicaciones 7-10, caracterizado porque comprende medios que proporcionan el cuerpo de recipiente cilindrico con una pestaña y/o una boca de forma de bocina.

12. El cuerpo de recipiente expandido en dirección radial, caracterizado porque puede ser obtenido con el método de conformidad con las reivindicaciones 1-6.

13. El recipiente, caracterizado porque comprende un cuerpo de recipiente expandido en dirección radial de conformidad con la reivindicación 12 proporcionado con una tapa y/o parte inferior.