PT90529B - Fechos de recipientes e processo e aparelho para o fabrico dos mesmos - Google Patents

Description

69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 "Fechos de recipientes e processo e aparelho para o fabrico dos mesmos"

MEMÓRIA DESCRITIVA

Este invento refere-se genericamente ao fabrico de fechos para recipientes e diz respeito, mais particularmente, ao fabrico de fechos aperfeiçoados, incluindo os fechos com possibilidades de indicação de violação.

Um fecho de recipiente bastante comum é referido como um fecho de "coroa", devido ao mesmo ter aparência análoga à tiara ou coroa da realeza, tendo a forma fustocónica e tendo um membro de fecho de metal ou plástico, com um painel de topo, uma aba, pendendo do painel de topo com a superfície exterior ondulada, e meios de selagem interior para engate de selagem com a superfície superior do gargalo de um recipiente.

Os méritos de tais fechos de coroa e outros fechos relacionados de estrutura simples, tais como fechos de aba de linha direita, que têm a forma essencialmente cilíndrica, dependem largamente da sua capacidade de manter a pressurização do recipiente, existente na altura da sua aplicação inicial ao recipiente e aguentar as pressões internas aumentadas no recipiente, as quais, se excederem a capacidade de retenção de selagem do fecho, podem dar origem a fugas de pressurização do conteúdo ou levantamento efectivo do fecho.

Do ponto de vista dos requerentes, os fechos de coroa actualmente conhecidos apresentam os níveis de selagem da grandeza desejada. No entanto, sendo de metal, enferrujam facilmente e apresentam exteriormente um bordo aguçado que pode cortar as mãos. Não são também capazes de evidenciarem violação e podem ser removidos e recolocados, sem evidenciarem a mesma. É necessária uma operação de enrugamento, na aplicação inicial a um recipiente, para efectuar a selagem. São conhecidos certos fechos de garrafa moldados sintéticos, os quais têm rebordos internos, que cooperam com

69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 -2 rebaixos circunferenciais nos gargalos de garrafa. Quanto maior for a extensão radialmente interior de tal rebordo, maior é a capacidade de retenção de pressão. No entanto, no caso de fechos moldados sintéticos a extensão radialmente interior de tais rebordos tem de ser limitada, de modo que o fecho moldado possa ser removido ou desmoldado do seu núcleo de formação, sem danos no rebordo e sem necessidade de núcleos de formação colapsáveis cuja utilização determina o aumentado das despesas e a complexidade do aparelho de fabrico. É, claramente, desejável proporcionar um processo prático e uma estrutura que possam aumentar a extensão radialmente interior dos rebordos de selagem, para desse modo maximizar a capacidade de selagem e retenção de pressão.

Como mencionado atrás, é desejável a possibilidade de indicação de violação nos fechos simples. Até agora, os fechos conhecidos de coroa e relacionados, de construção simples não apresentavam tal possibilidade.

Um outro fecho comercial da arte anterior é do tipo tendo as chamadas "linguetas de fecho traseiras" e uma chamada "lingueta de fecho frontal", estando as três linguetas espaçadas mutuamente em torno da periferia interior da aba de fecho.

Tal fecho comercial é de fabrico moroso, envolvendo passos múltiplos e sequenciais na efectivação da libertação das linguetas de fecho traseiras do núcleo de formação, por pinos deslocáveis e rotação ou oscilação de fecho em relação ao núcleo de formação, para libertar a lingueta de fecho frontal do mesmo. A estrutura do fecho tipo lingueta de fecho, conhecida até agora, compreende um painel de topo de fecho e formado integralmente com uma aba pendendo para baixo do painel de topo, sendo o interior da aba completamente cilíndrico na primeira parte adjacente ao painel de topo, isto é, sem rebordos de retenção de selagem ou semelhantes. Uma segunda parte interior da aba tem linguetas de fecho formadas na mesma, com a configuração mostrada e explicada abaixo. Apesar das linguetas -3- 69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 estarem mutuamente espaçadas, a arte tem também observado um chamado rebordo de manutenção em baixo suplementar perimetricamente às linguetas em alçado semelhante. Em utilização deste tipo de fecho, para abrir um recipiente fechado pelo mesmo, o fecho é rodado até que as linguetas ficam em alinhamento com os recessos de libertação correspondentes, formados no gargalo do recipiente. 0 fecho pode então ser levantado do recipiente. 0 anel de manutenção em baixo evita que o fecho se auto-1iberte, quando tal alinhamento existe, requerendo alguma força de levantamento sobre o fecho, para a remoção e constituindo assim uma forma contra o manuseamento do fecho por crianças. É descrito em US 4346811 um fecho de recipiente que tem uma superfície de topo plana e uma aba cilíndrica, bem como uma processo e aparelho para o fabrico do fecho. 0 fecho é formado num núcleo de formação e é utilizado um anel de desmoldação, o qual rodeia o núcleo de formação e tem uma superfície superior plana, a qual define uma superfície inferior plana correspondente sobre o fecho de recipiente. É proporcionada uma alavanca de ejecção que engata a superfície plana interior do fecho de recipiente. O anel de desmoldação e a alavanca de ejecção são movidos verticalmente para cima em relação ao núcleo de formação para ejectar o fecho formado. Toda a força radial necessária para efectuar a libertação dos rebordos do fecho dos correspondentes rebaixos do núcleo de formação resulta da interacção entre os rebordos e o núcleo. O pedido de patente internacional PCT/US87/01639 (publicado com o número W088/00559) descreve um fecho para um recipiente do tipo utilizado tipicamente para bebidas carbonatadas. O fecho é indicado para completar um recipiente de bebida e não é um fecho removível como o fecho da US 4346811. 0 fecho sela a lata de bebida por uma acção de aperto de um rebordo interior e exterior. O fecho é formado por um núcleo de formação por moldação e é formado com uma parede de topo esférica. Durante a formação os rebordos interior e exterior abrem radialmente um a partir do outro. A superfície inferior do rebordo exterior é 69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 -4-

definida por um anel de desmoldação cónico. É proporcionada uma manga de ejecção em contacto com a superfície de topo esférica interior do fecho. 0 movimento vertical da manga de ejecção e do anel de desmoldação, em relação ao núcleo de formação, liberta o fecho, unindo a parede de ligação os rebordos interior e exterior, para permitir a dobragem dos rebordos afastados um do outro.

Nem o sistema da US 4346811 nem o sistema da W088/00559 resolve o problema de proporcionar um processo de fabrico rápido, para a produção de fechos com linguetas de fecho. O presente invento proporciona um processo para o fabrico de um fecho recipiente removível, tendo um painel de topo plano e uma aba cilíndrica, pendente do painel de topo, compreendendo os passos definidos na reivindicação 1.

De preferência, o primeiro rebaixo circunferencial do núcleo de formação utilizado, está localizado entre os rebaixos, que definem as patilhas de fecho, e a porção da superfície exterior do núcleo de formação, que define a superfície inferior do painel de topo, actuando o primeiro rebaixo circunferencial em conjunto com o rebordo formado no mesmo, de modo a gerar uma força radial para fora no fecho formado, durante o deslocamento da placa de desmoldação em relação ao núcleo de formação, auxiliando assim a libertação das patilhas de fecho dos rebaixos, que definem as mesmas.

No processo é utilizado um núcleo de formação que tem rebaixos adicionais que definem as patilhas de fecho do fecho, sendo estas patilhas de fecho libertadas do núcleo de formação durante o movimento relativo entre a placa de desmoldação e o núcleo de formação, actuando o rebaixo que define o rebordo, de preferência, em conjunto com o rebordo do núcleo de formação na efectivação do deslocamento radial do fecho formado. A força, dirigida radialmente para fora, exercida na aba cilíndrica pela placa de desmoldação, efectua a libertação do 69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 -5- rebaixo do núcleo de formação.

rebordo da aba do primeiro

De preferência, o núcleo de formação utilizado tem um segundo rebaixo circunferencial, espaçado ainda mais do primeiro rebaixo circunferencial da porção da superfície exterior do núcleo de formação, que define o painel de topo, definindo o segundo rebaixo um anel de manutenção em baixo.

De preferência, o núcleo de formação tem uma superfície contínua, que define a totalidade da superfície interior do painel de topo plano. A placa de desmoldação pode ser utilizada sozinha para libertar o fecho formado e não é necessário alavanca ou anel ejector, em contacto com a superfície plana do fecho para efectuar a libertação.

De preferência, o processo inclui o passo de deslocar o núcleo de formação em relação à placa de desmoldação, para desmoldar o fecho formado. Adicional ou alternativamente o núcleo de formação é deslocado em relação à placa de desmoldação para ocasionar forças dirigidas radialmente para fora no fecho formado, ocasionando tais forças até o rebordo do fecho ser libertado do rebaixo do núcleo de formação.

De preferência, a placa de desmoldação, utilizada no processo, tem uma porção cónica, que define a segunda superfície interior do fecho, e o núcleo de formação tem uma porção cilíndrica localizada numa perfuração cilíndrica através da placa de desmoldação. Num tal caso, é, de preferência, utilizada uma placa de desmoldação, que rodeia o núcleo de formação, e a superfície cónica da placa de desmoldação fica contígua à superfície exterior do núcleo de formação.

No processo pode ser utilizado um núcleo de formação, o qual tem uma superfície exterior, que inclui uma porção para formar um componente de selagem, integral com o fecho. É utilizado, de preferência, um núcleo de formação, que tem uma -6- -6- 69 297 ΤΒΑ/PWC/PMD/33812/016 χ/_ superfície exterior, que inclui um recesso cónico numa extremidade do núcleo de formação, pelo que é formado um componente de selagem cónico integral com o fecho, prolongando-se o componente de selagem cónico para baixo, a partir do painel de topo que abre radialmente para fora com o aumento da distância ao painel de topo.

Numa outra variação do processo, é utilizado um núcleo de formação, o qual tem uma superfície exterior que inclui um recesso numa extremidade do núcleo de formação, pelo que é formada uma superfície anular do fecho com um raio de curvatura pré-seleccionado como um componente de selagem, que pode actuar através da formação de dois locais de selagem trazidos para contacto com uma superfície do recipiente. 0 presente invento proporciona também um aparelho como definido na reivindicação 11, para utilização no processo acima descrito.

De preferência, o núcleo de formação tem um primeiro rebaixo circunferencial, para definir um rebordo, localizado entre a porção do núcleo de formação, que define a superfície inferior do painel de topo e os rebaixos, que definem as patilhas de fecho.

De preferência, o núcleo de formação tem um segundo rebaixo circunferencia 1, espaçado ainda mais do primeiro rebaixo circunferencial, a partir da porção da força de formação que define a superfície inferior do painel de topo, definindo o segundo rebaixo circunferencial um anel de manutenção em baixo.

De preferência, a porção superior do núcleo de formação é uma superfície contínua que define tudo da superfície inferior de painel de topo interior do fecho. Isto torna o aparelho mais simples do que o aparelho da arte anterior, por não ter uma alavanca ou anel ejector em contacto com a superfície interior do fecho e o núcleo de formação define a totalidade da superfície plana interior.

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De preferência são proporcionados meios para moverem o núcleo de formação em relação à placa de desmoldação para desmoldar o fecho formado do núcleo de formação.

De preferência, a porção superior da placa de desmoldação é cónica e define uma segunda superfície interior do fecho que compreende um cone que se abre aumentando radialmente para fora ao longo do seu comprimento.

De preferência, no aparelho a porção superior do núcleo de formação define a primeira superfície interior do fecho com uma superfície anular espaçada abaixo da superfície inferior do painel de topo. 0 invento será compreendido adicionalmente a partir da descrição pormenorizada proporcionada de concretizações e práticas preferidas e dos desenhos, nos quais os números de referência identificam partes e componentes idênticos, através dos mesmos. A fig. 1 é um alçado em plano de topo de um fecho feito pelo processo de acordo com o invento, a fig. 2 é um alçado de frente do fecho da fig. 1, a fig. 3 é uma vista em corte total do fecho da fig. 1, como seria visto a partir do plano III-III da fig. 2, a fig. 4 é um alçado em corte parcial do fecho da fig. 1, como seria visto a partir do plano IV-IV da fig. 1, a fig. 5 é um alçado em corte parcial do fecho da fig. 1, como seria visto a partir do plano V-V da fig. 1, a fig. 6 é um alçado em corte parcial do fecho da fig. 1, como seria visto a partir do plano VI-VI da fig. 1, a fig. 7 representa esquematicamente o aparelho de fabrico

69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 -8- de fechos do invento num primeiro passo, a fig. 8 representa esquematicamente o aparelho de fabrico de fechos do invento num segundo passo, a fig. 9 é uma representação esquemática de uma segunda concretização do fecho, a fig. 10 é uma representação esquemática que mostra como o aparelho de fabrico de fechos das figs. 7 e 8 podia ser modificado para incluir uma característica adicional.

Referindo as figs. 1-7, um fecho 210, fabricado por um processo de acordo com o invento, compreende um componente unitário cilíndrico moldado, definindo um painel de topo 212 e uma aba 214, que pende do painel de topo para uma extremidade aberta 216 e que é fixável de modo libertável num recipiente para o fecho do mesmo. A aba 214 é interiormente cónica na extremidade aberta 216, terminando tal superfície cónica 218 numa primeira circunferência radial em relação ao eixo central do fecho cilíndrico e tendo uma extremidade inferior, de preferência em frente do fundo do fecho. A aba 214 define adicionalmente linguetas de fecho traseiras 220 e 220a que são de configuração idêntica, em geral triangular. As linguetas de fecho traseiras estão espaçadas mutuamente em redor da periferia interior do fecho 210 e cada uma prolonga-se em arco na extensão visível na figura 3.

Como se vê nas figuras 4-7, um rebordo 222 não apresentado até agora nos fechos do tipo de lingueta de fecho, conhecidos, prolonga-se radialmente para dentro da aba 214 na localização para cima das linguetas de fecho e para baixo da superfície inferior do painel de topo 112. O rebordo 222 é, de preferência, contínuo perimetricamente, como mostrado e pode prolongar-se para uma segunda circunferência mais perto do eixo central do

69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 fecho do que a tal primeira O anel de manutenção em baixo 224 é visto em cada uma das figuras 5-7, como estando colocado verticalmente com as linguetas de fecho e perifericamente em suplemento com as mesmas, para evitar o levantamento próprio do fecho como referido acima.

Na figura 6, a configuração da lingueta de fecho frontal 226 é vista como incluindo uma superfície superior 226a genericamente perpendicular à aba 214 e uma superfície genericamente vertical sucessiva 226b, conduzindo à superfície cónica 218. A disposição da lingueta de remoção 228 do fecho é melhor vista na figura 1 e na figura 6, como compreendendo um painel de topo que se projecta radialmente 228a e painéis laterais 228b com conicidade a partir dos mesmos para o fundo do fecho, existindo um recesso 228c para dedo, por debaixo do painel de topo da lingueta e dos painéis laterais.

Voltando agora à figura 7, é mostrado o fecho 210, formado no aparelho de acordo com o invento, o qual compreende o núcleo de formação 230 e a placa de desmoldação 232, tendo esta última uma abertura central através da qual o núcleo de formação é móvel e tendo a porção superior cónica 232a (ver fig. 8), que forma a superfície cónica de fecho 218 explicada acima. A representação é esquemática, destina-se a representar as porções de núcleo para a esquerda para a formação das linguetas de fecho 220 e 220a e para a direita para a formação da lingueta 226. O alojamento de moldação superior é omitido. Algumas teriam a superfície interior em conformidade com a superfície exterior do fecho, inclusivé da estrutura para a formação da lingueta de abertura 228 do fecho. A placa de controlo de posição 234 do núcleo está disposta adjacente à placa de desmoldação 232 da figura 7 para a formação do fecho.

Na figura 8, a seguir ao endurecimento do material do fecho formado e deslocamento para cima do alojamento de moldação superior para exposição completa do fecho formado, é avançado a -10- 69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 placa de desmoldação 232, para cima em relação ã placa de controlo de posição de núcleo 234 e o fecho formado é radialmente expandido pelas forças da porção superior cónica de placa de desmoldação 232a, inicialmente para deslocar as linguetas de fecho 220 e 226 dos seus recessos do núcleo de formação, sendo o fecho formado, então retido com o núcleo de formação, por meio do rebordo 222. 0 movimento para cima continuado da placa de desmoldação 232, como mostrado na figura 8, resulta a saída do rebordo 222 do seu recesso de formação do núcleo. O movimento para baixo subsequente da placa de controlo de posição 234 do núcleo, resulta na desmoldação do fecho formado a partir do mesmo. O aparelho das figuras 7 e 8 é, de preferência, utilizado na disposição invertida em relação ao mostrado, de modo que o membro de fecho formado cai por gravidade para um dispositivo de recolha durante tal desmoldação do núcleo de formação.

Apesar de, na prática preferida, representada em particular, a placa de desmoldação ser configurada com uma superfície exterior cónica para definir uma conicidade interior como a segunda superfície interior do fecho, contígua à primeira superfície interior do fecho, formada de outro modo pelo núcleo de formação 212, outras configurações serão agora evidentes para os peritos na arte, através dos ensinamentos dados aqui pelos requerentes. De modo idêntico as configurações das linguetas de fecho e do rebordo de selagem de moldação 222, podem ser modificadas a partir das mostradas e explicadas em particular. Várias outras alterações na configuração e modificações na prática caem dentro do âmbito do invento. A figura 9 mostra como um fecho do invento pode ser modificado de modo a incluir um componente de selagem interiormente no mesmo, tal como indicado na forma preferida em 122c. 0 núcleo de formação do aparelho deve incluir um recesso na sua superfície superior com a finalidade de formar o tal componente de selagem. Como representado, o componente de -11- 69 297 TBA/PWC/PMD/33812/016 selagem 122c compreende uma superfície anular que segue um raio pré-seleccionado, de modo a definir os locais superior e inferior 122c e 122c-2 da superfície de selagem anular. O componente de selagem 122c proporciona características de selagem aperfeiçoadas, selagem sem dependência das superfície do recipiente que não estão dentro das normas de tolerâncias industriais, sem a utilização de um componente de selagem dependente do painel de topo do fecho e adaptado para entrar no recipiente e selar na superfície interior do recipiente não controlado por qualquer norma industrial, e eficaz na purga em recipientes pressurizados de modo a evitar o levantamento dos fechos devido a aumentos da pressão interior do recipiente e para proporcionar purga progressiva no ponto de abertura do recipiente. A função do componente de selagem 122c será melhor compreendida através de uma curta digressão à maneira de fabricar as garrafas convencionais e normas industriais sobre o fabrico das mesmas. No fabrico de garrafas, um aparelho de fabrico compreende um componente de placa (não mostrado) para a formação da superfície superior sem costura 124a (fig. 9) da garrafa 124 e tendo um recesso para a recepção do material moldado e formando assim a mesma. Estão ainda envolvidos dois moldes, cada um configurado para formar as duas metades com costura do remanescente da garrafa. Ver-se-á da inspecção de qualquer dessas garrafas convencionais, que uma costura começa no rebordo (na fig. 9) abaixo da superfície superior sem costura e continua para baixo para a base da garrafa, através da mesma, e para cima para o rebordo diametralmente oposto do início da costura.

Uma norma de tolerâncias industrial aplica-se à curvatura do exterior da superfície sem costura, mostrada na fig. 9 como RI. A concretização preferida toma tal tolerância e curvatura como um ponto escalonado, para aumentar a selagem através da configuração da superfície de selagem anular 122c do fecho 122 com um raio menor do que o raio Rl, mostrado como R2 na fig. 9.

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De preferência, a requerente estabeleceu o raio R2 com aproximadamente metade do raio Rl, como é visto na vista parcial aumentada da fig. 9 e isto dá origem aos locais de superfície de selagem anular 122c-l e 122c-2, cada um deles em engate na superfície superior sem costura 124a, quando existe pressurização normal dentro da garrafa 124, quando fechada pelo fecho 122 para o primeiro estado ou estado inicial de fecho.

Na avaliação laboratorial do desempenho dos fechos do invento, verificou-se que, quando a pressão do recipiente é aumentada, pelo aparelho de controlo, a partir de um nível de dados no fecho inicial, para um primeiro nível maior, vê-se o painel de topo do fecho arquear convexamente do fecho. O fecho continua desempenhar um papel não purgador, no primeiro nível maior, continuando a selagem do recipiente. Se agora, a pressão do recipiente for controladamente aumentada, para um segundo nível, maior do tal primeiro nível, observa-se a purga, ao observar-se o recipiente num banho de líquido, despredendo-se as bolhas de ar da parte de baixo da aba do fecho. Tal purga continua até a pressão do recipiente diminuir para o tal primeiro nível ou para próximo dele, com a purga então a desaparecer.

Crê-se que o aumento para o primeiro nível de pressurização provoca que o local de superfície de selagem anular superior 122c-1 seja levantado da superfície superior sem costura do recipiente com a pressão de selagem aumentada existente no local de superfície de selagem anular inferior 122c-2, como um resultado do arqueamento do painel de topo. Crê-se que o aumento continuado da pressão do recipiente para um segundo nível dá origem a um levantamento do local de superfície de selagem anular inferior e à passagem de ar do recipiente através das passagens de fluxo 122d-l no rebordo 222 que devem ser formadas pelos recessos de núcleo, resultando na diminuição da pressurização do recipiente. O culminar desta sequência crê-se que seja o levantamento de ambos os locais de superfície de selagem anular e a purga. -13- 69 297 ΤΒΑ/PWC/PMD/33812/016 À medida que a pressão diminui, crê-se, que os acontecimentos descritos atrás, ocorrem de modo inverso para fazer voltar o recipiente a uma pressão tolerável pelo fecho sem purga.

De novo através de observações, no decurso da abertura inicial do recipiente, quando a aba é deslocada radialmente para fora, o rebordo 222 escapa-se da depressão do recipiente e a superfície de selagem anular é aberta, pelo que o ar é purgado através das passagens de fluxo do rebordo antes dos passos seguintes da abertura do recipiente. Formando as passagens de fluxo apenas através de uma porção da extensão do rebordo, a integridade estrutural do fecho é suficientemente mantida, para os eventos seguintes que acorrem sem danos para o fecho, o qual é, evidentemente, reutilizável em fechos e aberturas subsequentes do recipiente.

Enquanto que na prática preferida, representada em particular, a superfície de selagem anular está configurada com um raio que dá origem aos locais de superfície de selagem anular superior e inferior, serão evidentes para os peritos da arte outras configurações, devido aos ensinamentos dados aqui pela requerente.

Um fecho formado pelo processo do invento pode incluir um componente de selagem no seu interior, tal como indicado na forma preferida em 22f, na fig. 10 e o núcleo de formação, num tal caso deve incluir um recesso na sua superfície superior com a finalidade de formar tal componente de selagem. Como representado, o componente de selagem 22f tem a forma de um cone prolongado-se para baixo a partir da superfície inferior do painel de topo e abrindo radialmente que aumenta com a sua extensão ao longo do eixo centro de fecho A.

Lisboa, 10. A3P. '995

EMfc,* ANTÓNIO JOÃODA CUNMA FrP!riRA

Av. r ftu· Was , LISCiL/·

Por EDWARD M. BROWN e EDWARD J. TOWNS