MX2012014197A - Recipiente que comprende un fondo abovedado con asiento cuadrado. - Google Patents

Abstract

Se describe un recipiente de material plástico, provisto de un cuerpo (5) y de un fondo (6) que se extiende hacia un extremo inferior del cuerpo (5), el fondo (6) comprende: Un asiento anular (7) que se extiende sensiblemente en la prolongación del cuerpo (5) y que define un plano de colocación (8) y una región lateral anular (11) interna, sensiblemente perpendicular al plano de colocación; Una bóveda (13) cóncava que se extiende a partir de una zona cercana del asiento (7) hacia una zona central (14). La dimensión axial H de la región lateral y la dimensión radial L del plano de colocación son tales como en la fórmula (I).

Description

RECIPIENTE QUE COMPRENDE UN FONDO ABOVEDADO CON ASIENTO CUADRADO DESCRIPCION DE LA INVENCION La invención se refiere a la fabricación de recipientes, tales como botellas o recipientes, obtenidos mediante soplado o estiramiento por soplado a partir de preformas de material termoplástico .

La fabricación, mediante soplado, de un recipiente consiste en general en introducir en un molde para la impresión del recipiente, una pieza en bruto (término que designa ya sea una preforma o bien un recipiente intermediario obtenido mediante pre- soplado de una preforma) previamente calentado a una temperatura superior a la temperatura de transición vitrea del material, y en inyectar en la pieza en bruto un gas (tal como aire) bajo presión. El soplado puede ser completado por un estiramiento previo de la pieza en bruto por medio de una varilla deslizante.

La doble orientación molecular que sufre el material en el curso del soplado (axial y radial, respectivamente paralela y perpendicularmente al eje general del recipiente) le confiere al recipiente una cierta rigidez estructural .

Pero la disminución - dictada por el mercado - por la cantidad del material empleado para la fabricación de los ef.: 287598 recipientes, obliga a los fabricantes a recurrir a astucias de fabricación o de forma para rigidizar sus recipientes, revelándose que la bi-orientación es insuficiente. Resulta pues que a pesos iguales de dos recipientes se tiene necesariamente los mismos desempeños mecánicos (resistencia, rigidez) .

Una solución técnica para favorecer la rigidez estructural de un recipiente consiste en sobre-estirar el fondo del recipiente, por medio de un molde especial equipado de un fondo de molde móvil en translación que llega a empujar el material (ver principalmente la patente Europea EP 1 069983) . El sobre-estiramiento induce un aumento de la proporción de deformación del material y por lo tanto un aumento mecánico de su cristalinidad.

Pero esta técnica, denominada "encajonamiento" no garantiza que la rigidez del fondo será satisfactoria; esto es por lo que se le combina generalmente a las astucias de forma. No obstante, todas las formas no son admisibles, en virtud de los constreñimientos de la habilidad del material (se denomina "soplabilidad" a la capacidad del recipiente para ser formado mediante soplado, o en otros términos la capacidad del material para adoptar convenientemente la impresión del molde) .

Se busca por consecuencia un buen compromiso entre la elección de los parámetros que se desean elevar al máximo (principalmente la rigidez y la soplabilidad) y aquellos que se desea por el contrario reducir al mínimo (principalmente peso y presión de soplado) .

Hoy en día, los recipientes mencionados, destinados para las aplicaciones ordinarias (principalmente para agua simple) presentan desempeños mecánicos insuficientes. En particular, se ha constatado que, incluso en la hipótesis donde la rigidez de un recipiente alegado parece suficiente al momento del llenado, su colocación en tarimas impone problemas, puesto que el peso de los recipientes superpuestos ejerce sobre los recipientes inferiores esfuerzos tales como que los fondos tengan la tendencia a enrollarse, y la tarima a caer.

Un objetivo de la invención es mejorar, a peso igual o inferior, y de preferencia a presión de soplado igual o inferior, los desempeños mecánicos de un recipiente, elevando siempre al máximo su soplabilidad.

Para este efecto, la invención propone un recipiente de material plástico, provisto de un cuerpo y de un fondo que ser extiende a un extremo inferior del cuerpo, comprendiendo el fondo: Un asiento anular que se extiende sensiblemente en la prolongación del cuerpo, y que define un plano de colocación y una región lateral anular interna sensiblemente perpendicular al plano de colocación; Una bóveda cóncava que se extiende a partir de una zona cercana al asiento, hacia una zona central; caracterizado porque la dimensión axial H de la región lateral y la dimensión radial L del plano de colocación son tales que: 0,6< =1,5 Un recipiente de este tipo presenta una estabilidad y una rigidez incrementadas, gracias principalmente a la combinación del asiento grande (en la prolongación del cuerpo) y del asiento cuadrado.

De acuerdo a una modalidad particular, la dimensión axial H de la región lateral y la dimensión radial L del plano de colocación son tales que: L 0f8=-<l,2 ¿i La dimensión axial de la región lateral y la dimensión radial del plano de colocación son, de preferencia, sensiblemente iguales.

De acuerdo a una modalidad, el recipiente comprende además : una serie de rayos que se extienden radialmente desde la zona central hasta el asiento; una cara de unión (que es por ejemplo troncocónica y presenta una abertura angular predeterminada) entre la bóveda y la región lateral; una serie periférica de contornos, que está saliente desde la cara de unión hacia el interior hacia los rayos y que puede modificar localmente (aumentando o por el contrario disminuyendo) la abertura angular de la cara de unión.

De acuerdo a una modalidad particular, cada contorno presenta un borde interno arqueado, que desborda sobre la bóveda, y bordes laterales que pueden estar no paralelos .

Otros objetivos y ventajas de la invención aparecerán a la luz de la descripción realizada posteriormente con referencia a las figuras anexas, en las cuales : la figura 1 es una vista en perspectiva inferior de un recipiente de material plástico; la figura 2 es una vista en perspectiva, de fondo agrandado, que muestra el fondo del recipiente de la figura 1, de acuerdo a un primer ejemplo de realización; la figura 3 es una sección del fondo del recipiente de la figura 2; la figura 4 es un detalle de la sección del fondo, de acuerdo al círculo IV de la figura 3; la figura 5 es una vista en perspectiva, análoga a la figura 2, que ilustra una segunda modalidad del fondo del recipiente; Las figuras 6 y 7 son vistas del detalle en corte, respectivamente, siguiendo los planes de corte VI-VI y VII-VII de la figura 5; la figura 8 es una vista en perspectiva, análoga a la figura 5, que ilustra una variante de realización del fondo del recipiente; las figuras 9 y 10 son vistas del detalle en corte, respectivamente, siguiendo los planes de corte IX- IX et X-X de la figura 8 ; - la figura 11 es una vista en perspectiva, análoga a la figura 5, que ilustra otra variante de realización del fondo del recipiente ,- las figuras 12 y 13 son vistas del detalle en corte, respectivamente, siguiendo los planes de corte XII-XII y XIII-XIII de la figura 11.

En la figura 1 se representa un recipiente 1 elaborado mediante estiramiento por soplado a partir de una preforma de material termoplástico tal como PET (tereftalato de polietileno) .

Este recipiente 1 comprende, en un extremo superior, un cuello 2 roscado, provisto de un tapón 3. En la prolongación del cuello 2, el recipiente 1 comprende, en su parte superior, un hombro 4 que va ensanchándose en la dirección opuesta al cuello 2, este hombro 4 es prolongado por una pared lateral o cuerpo 5 , de forma en general cilindrica de revolución alrededor de un eje X principal del recipiente l.

El recipiente 1 comprende además un fondo 6 que se extiende hacia un extremo inferior del recipiente 1.

Como es visible en las figuras, el fondo 6 comprende un asiento 7 bajo la forma de un reborde anular delgado que se extiende sensiblemente de manera axial en la prolongación del cuerpo 5. El asiento 7 se termina por una cara continua y anular que forma el extremo inferior del recipiente l y define un plano 8 de colocación, perpendicular al eje del recipiente 1, mediante el cual éste puede colocarse de manera estable sobre una superficie plana S (figura 3) .

El plano 8 de colocación se extiende radialmente sobre una anchura L y se empalma hacia el exterior a una cara lateral externa 9 del asiento 7 (que se extiende en la prolongación del cuerpo) por un redondeo exterior 10 de radio pequeño, es decir del orden de milímetros.

Hacia el interior del recipiente 1, el asiento 7 comprende una región lateral 11 anular que se extiende axialmente hacia el interior del recipiente 1 en la prolongación del plano de colocación 8, sensiblemente a un ángulo recto con relación a éste.

El plano de colocación 8 se empalma hacia el interior en la región lateral 11 por un redondeo interno 12 de preferencia de radio de curvatura pequeño - inferior o igual a 1 mm aproximadamente .

El fondo 6 comprende además una bóveda cóncava 13 (con la concavidad volteada hacia el exterior del recipiente 1 en ausencia de constreñimiento, es decir, en ausencia del contenido del recipiente 1) , que se extiende en la prolongación de la región lateral 11 hasta una zona central 14 del fondo 6.

Como es visible en la figura 3, la bóveda 13 es poco profunda, y su curvatura poco pronunciada. El ángulo máximo Al de su tangente con un plano perpendicular al eje X del recipiente 1 (medido en la ocurrencia sobre un borde externo de la bóveda 13) es pequeño - inferior o igual a 21° aproximadamente .

En la zona central 14, el fondo 6 comprende, en la prolongación de la bóveda 13, un peón central 15 que se extiende axialmente en saliente hacia el interior del recipiente 1.

Como aparece en las figuras, la bóveda 13 no es empalmada a la región lateral 11 directamente, sino por la intermediación de una cara de unión 16 de forma general troncocónica de revolución alrededor del eje X del recipiente 1, donde el ángulo A2 con un plan perpendicular al eje X del recipiente 1 está comprendido entre 31° y 70°.

La región lateral 11 se extiende axialmente sobre una altura H donde la relación a la anchura L del plano 8 de colocación está comprendida entre 0.6 y 1.5: 0,6= ¿ i(5 n De preferencia, la relación L/H está más cercana a 1, estando comprendida entre 0.8 y 1.2: L Q,S=- £ 1,2 ti Se puede incluso cuidar que la relación L/H sea sensiblemente igual a 1: L — ¾ i fí De este modo, el asiento 7 tiene en sección un perfil sensiblemente cuadrado, como es visible en las figuras 4, 6, 9 y 12.

Resulta para el recipiente 1, por una parte, una buena rigidez y una buena estabilidad tanto al momento del llenado como al momento de su colocación en tarimas y, por otra parte, una buena soplabilidad.

Los ensayos han demostrado que la rigidez del fondo 6 es óptima cuando la región lateral 11 y el plano de colocación 8 presentan dimensiones, respectivamente axial y radial, similares, como aquello que es evocado anteriormente.

De hecho, la rigidez es la mejor cuando estas dimensiones son sensiblemente iguales, pero los desempeños otorgados por una relación L sobre H comprendida entre 0.6 y 1.5, son buenos.

Por otra, el asiento 7 grande, donde el diámetro del plano 8 de colocación es sensiblemente igual a aquel del cuerpo 5 o cercano al del fondo 6, combinado con el radio pequeño de la curvatura externa 10, procura al recipiente 1 una mejor estabilidad con un asiento clásico donde el diámetro del plano de colocación es sensiblemente inferior al diámetro del cuerpo, y donde el redondeo con radio grande favorece el enrollamiento del fondo.

El recipiente 1 puede ser fabricado mediante estiramiento por soplado a partir de una preforma de material plástico tal como el PET. Para la formación del fondo 6, se tiene la ventaja de recurrir a una operación de encajonamiento.

Se describen en la presente con más detalle diversas modalidades particulares, que presentan todas las características descritas anteriormente, pero diferentes de acuerdo a la geometría de la bóveda y/o del asiento.

En una primera modalidad, ilustrada en las figuras 2, 3 y 4, se observa que la bóveda 13 es lisa y se presenta bajo la forma de una calota esférica.

La relación L/H es de aproximadamente 0.68.

La cara 16 de unión es lisa, y se limita a un tronco de cono donde el ángulo A2 es relativamente pronunciado, su valor está de aproximadamente 65°, confiriendo de este modo en la cercanía del asiento 7 una buena rigidez estructural.

La relativa simplicidad de la forma del fondo 6 le confiere una buena soplabilidad, lo que permite soplar el recipiente 1 a una presión moderada, inferior o igual a 25 barias aproximadamente .

En una segunda modalidad, ilustrada en las figuras 5 a la 13, la bóveda 13 está provista de una serie de rayos 17 bajo la forma de ramificaciones en saliente que se extienden radialmente desde la zona central 14 del fondo 6 hasta la región lateral 11, y que forma conjuntamente una porción en estrella.

En esta modalidad, los rayos 17 se empalman a la zona central 14 del fondo 6 por un extremo radial interno 18 y se empalman a la región lateral 11 por un extremo radial externo 19. En los ejemplos ilustrados, los rayos 17 están en número de 8, pero este número es proporcionado a manera de ejemplo y podría ser diferente. De manera más precisa, este número puede estar comprendido entre 4 y 12; para fines de resistencia mecánica, éste está de preferencia comprendido entre 6 y 10. De igual manera, la altura, la anchura y la forma de los rayos 17 pueden variar de acuerdo a las aplicaciones. Los rayos 17 pueden ser rectos o arqueados en forma de Y apuntando ya sea hacia el centro o bien a la inversa hacia la periferia del fondo, o incluso en forma de X. En los ejemplos ilustrados, los rayos 17 presentan un perfil en Y invertida, y poseen, sobre la mitad de su longitud aproximadamente, una porción 20 interna recta en forma de I, de anchura sensiblemente constante, que se prolonga por una porción 21 externa en forma de V invertida, y va agrandándose desde la porción 20 interna hacia el extremo externo 19.

En los intersticios entre los rayos 17, la bóveda 13 define los paneles 22 reforzados, donde el perfil es completamente de aquel de los rayos 17.

Cada rayo 17 presenta una cara 23 inferior, cóncava, que se extiende en la prolongación de la superficie de la zona central 14 y dos bordes laterales 24 que forman los redondeos 25, 26 de empalme de la cara inferior 23 con los paneles ahuecados 22. Como es bien visible en las figuras 5, 8, y 11, los bordes 24 son de doble radio, y comprenden primer redondeo 25 con perfil convexo que aflora la cara inferior 23, seguido de un segundo redondeo 26 con perfil cóncavo, que afloja el panel 22.

La zona central 14 del fondo 6 está reducida en el peón 15, que sobre su contorno delimita los extremos internos 18 de los rayos 17. Como es visible en la figura 14, el peón 15 presenta un perfil en estrella, los extremos internos 18 de los rayos 17 están adelgazados estando completamente biselados .

Como es visible en las figuras 5, 8 y 11, con el fin de mejorar la soplabilidad del fondo 6, los redondeos 27 están previstos en los extremos externos 19 de los rayos, para asegurar su empalme con la cara de unión 16, por una parte, y con la región lateral 11, por otra parte.

La relación L/H es sensiblemente igual a 1: Además, el fondo 6 es ahuecado por medio de una serie periférica de contornos 28 formados cada uno en saliente radial hacia el interior, sobre la cara de unión 16 entre la región lateral 11 y la bóveda 13, entre los extremos externos 19 de los dos rayos 17 adyacentes. Los contornos 28 están convexos en dirección del eje X del recipiente 1, e invierten localmente la curvatura de la cara 16. Los contornos 28 tienen igualmente por efecto modificar localmente la abertura angular A2 de la cara 16.

Como es visible en las figuras 5, 8 y 11, cada contorno 28 presenta un contorno sensiblemente trapezoidal, y comprende : un borde interno 29 arqueado que se extiende en saliente con relación a la cara 16 en dirección al eje X, y desborda sobre la bóveda 13 (más precisamente sobre el panel 22) ; un borde exterior 30 que se extiende al límite entre la región lateral 11 y la cara 16 (en los ejemplos de realización de las figuras 5 y 8) o desborda sobre la región lateral (en la modalidad ejemplar de la figura 11) ; el borde exterior 30 puede ser recto (figura 5) o arqueado hacia el exterior del recipiente 1 (figuras 8 y 11) ; dos bordes laterales 31 están paralelos extendiéndose en una dirección sensiblemente radial a través de la cara 16 y van separándose uno del otro, ya sea del exterior hacia el interior del recipiente 1 (en los ejemplos de realización de las figuras 5 y 8) , o bien a la inversa desde el interior hacia el exterior (en la modalidad ejemplar de la figura 11) .

En la modalidad ejemplar de las figuras 5, 6 y 7, los dos bordes laterales 31 van separándose uno del otro hacia el interior del recipiente 1, y forman un ángulo cercano a los 90°.

Como es visible por comparación de las secciones de las figuras 6 y 7, el contorno 28 tiene por efecto disminuir muy fuertemente la abertura angular A2 de la cara 16 : de aproximadamente 45° el exterior del contorno 28 (figura 6) , el ángulo A2 es de aproximadamente 35° en un plano radial mediano al contorno 28 (correspondiente al plano de corte VII-VII) .

En una variante, ilustrada en las figuras 8, 9 y 10, los bordes laterales 31 van separándose uno del otro hacia el interior del recipiente 1 y forman un ángulo cerrado, inferior a 45° (en este caso de aproximadamente 31°) . Como es visible en la figura 8, el borde exterior 30, arqueado hacia el exterior del recipiente l, desborda (al menos) parcialmente sobre la región lateral 11.

Como es además visible por comparación de las secciones de las figuras 9 y 10, el contorno 28 tiene por efecto disminuir muy débilmente la abertura angular A2 de la cara 16: de aproximadamente 45° al exterior del contorno 28 (figura 9) , el ángulo A2 es de aproximadamente 40° en un plano radial mediano al contorno 28 (correspondiente al plano del corte X-X) .

En otra variante más, ilustrada en las figuras 11, 12 y 13, los bordes laterales 31 van separándose uno del otro hacia el exterior del recipiente 1, y forman un ángulo cercano a los 60°.

En la figura 11 se observa que el borde exterior 31 del contorno 28 se extiende casi completamente sobre la región lateral 11. Por otra parte, como es visible en las figuras 11 y 13, el contorno 28 presenta, longitudinalmente de su borde externo 31, un desenganche 32, de tal suerte que el contorno 28 tiene por efecto aumentar fuertemente la abertura angular A2 de la cara 16: de aproximadamente 45° en el exterior del contorno (figura 12) , el ángulo A2 es de aproximadamente 55° en un plano mediano al contorno 28 (correspondiente al plano del corte XIII-XIII) .

En esta segunda modalidad, la presencia de los rayos 17 aumentan la rigidez de la bóveda 13, y disminuye el riesgo de aplastamiento del fondo 6 bajo el efecto de una carga tal como aquella a las cuales son sometidos los recipientes en tarimas.

Además, los rayos 17, en virtud de su forma, actúan a la manera de piernas de fuerza, asegurando una absorción radial de los esfuerzos axiales ejercidos sobre la bóveda 13 por la presión hidrostática del contenido del recipiente 1.

Los rayos 17 toman apoyo contra la región lateral 11 en sus extremos, la absorción radial de los esfuerzos se traduce en un constreñimiento radial centrífugo permanente, ejercido por los rayos 17 sobre el asiento 7 vía la región lateral 11, lo que contribuye a rigidizar el asiento 7, impidiendo principalmente su ovalización.

Los contornos 28 tienen por su parte dos funciones principales. Una primera función de los contornos 28 es la de aumentar la rigidez del fondo en la unión entre la bóveda 13 y el asiento 7 entre los rayos 17; una segunda función es la de compensar la degradación de la soplabilidad del fondo 6 en virtud de la presencia de los rayos 17.

En efecto, al momento del moldeo del fondo 6, el material alcanza en primer lugar las impresiones que corresponden a los bordes laterales 24 de los rayos 17, donde éste tiene la tendencia a solidificarse localmente antes de alcanzar el asiento 7. Resulta pues, al momento de la toma de la impresión del fondo, una tensión del material entre los rayos 17, al nivel de la cara de unión 16 y del asiento 7. La presencia de los contornos 28 facilita, gracias a la inversión local de la curvatura de la cara de unión 16 y del desplazamiento generada por el desenganche 32, la toma de impresión del material entre los rayos 17, tanto a nivel de la cara 16 como del asiento 7.

De esta forma, la presión de soplado puede ser mantenida a un valor inferior a 28 bares, y en la práctica comprendida entre 20 bares y 28 bares.

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 (10)

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

1. Un recipiente de material plástico, provisto de un cuerpo y de un fondo, que se extiende hacia un extremo inferior del cuerpo, el fondo comprende: un asiento anular que se extiende sensiblemente en la prolongación del cuerpo y que define un plano de colocación y una región anular interna, sensiblemente perpendicular al plano de colocación; una bóveda cóncava que se extiende a partir de una zona cercana del asiento hacia una zona central; caracterizado porque la dimensión axial H de la región lateral y la dimensión radial L del plano de colocación son tales que : L 0,6=-=: 1.5 tí

2. El recipiente de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la dimensión axial H de la región lateral y la dimensión radial L del plano de colocación son tales que: 0,8<¿<=1,2

3. El recipiente de conformidad con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizado porque la dimensión (H) axial de la región lateral y la dimensión (L) radial del plano de colocación son sensiblemente iguales.

4. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque comprende : une serie de rayos que se extienden radialmente desde la zona central hasta el asiento; una cara de unión entre la bóveda y la región lateral; una serie periférica de contornos que están en saliente desde la cara de unión hacia el interior, entre los rayos .

5. El recipiente de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la cara de unión es troncocónica y presenta una abertura angular predeterminada.

6. El recipiente de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque cada contorno modifica localmente la abertura angular de la cara de unión.

7. El recipiente de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada contorno disminuye localmente la abertura angular de la cara de unión.

8. El recipiente de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado porque cada contorno aumenta localmente la abertura angular de la cara de unión.

9. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 8, caracterizado porque cada contorno presenta un borde interno arqueado que desborda sobre la bóveda.

10. El recipiente de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 4 a 9, caracterizado porque cada contorno presenta bordes laterales no paralelos .