PT2111935E

PT2111935E - Método e aparelho para expandir radialmente um corpo de recipiente

Info

Publication number: PT2111935E
Application number: PT08007747T
Authority: PT
Inventors: Johan Willem Roeterdink
Original assignee: Impress Group Bv
Priority date: 2008-04-22
Filing date: 2008-04-22
Publication date: 2012-05-02
Also published as: DK2111935T3; KR101716508B1; EP2111935A1; CA2721632A1; BRPI0911424B1; MA32303B1; JP2011518043A; EP2111935B1; KR20100134059A; MX2010011457A; AU2009240237A1; RU2510302C2; US20110277528A1; WO2009130034A1; ZA201007172B; UA99960C2; ES2381439T3; PL2111935T3; CN102015145B; BRPI0911424A2

Description

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DESCRIÇÃO "Método e aparelho para expandir de modo radial um corpo de recipiente" 0 presente invento refere-se a um método e aparelho para expandir de modo radial um corpo de recipiente, a um tal corpo de recipiente radialmente expandido, e a um recipiente que compreende um tal corpo de recipiente radialmente expandido.

Presentemente, os recipientes providos de uma porção de corpo estrangulada são utilizados para fazer recipientes, tais como recipientes de vácuo, pressurizados ou de aerossóis. Tais recipientes compreendem um corpo de recipiente que tem uma porção estrangulada a cuja porção estrangulada é ligado um fecho ou tampa de topo. Tal fecho reside em geral dentro do confinamento cilíndrico do corpo de recipiente. A outra extremidade do corpo de recipiente está provida de uma extremidade de fundo. Para tais recipientes que têm uma área superficial diferente na extremidade de fundo e na extremidade de tampa, é possível utilizar materiais de espessura diferente. Por exemplo, a extremidade de fundo tem um diâmetro de cerca de 65 mm e a extremidade de tampa tem um diâmetro de cerca de 52 mm. Numa tal extremidade de fundo a espessura da parede pode ter cerca de 0,18 mm. Na extremidade de tampa, a tampa pode ter uma espessura de cerca de 0,26-0,28 mm ou mais grossa em diâmetros maiores.

Para um tal recipiente pressurizado que tem uma porção estrangulada é tradicional produzir o corpo de recipiente para um tal recipiente ao começar a partir de um corpo de recipiente cilíndrico produzido ao formar numa forma cilíndrica uma folha de metal rectangular ou quadrada da qual os bordos de encosto ou de sobreposição são soldados em conjunto por uma costura de soldadura longitudinal.

De modo subsequente, este corpo de recipiente cilíndrico que tem uma costura de soldadura longitudinal é sujeito à expansão radial pela utilização de meios de puncionamento, os quais são conduzidos através de uma extremidade do corpo de recipiente cilíndrico e impelindo radialmente para fora o 2

ΕΡ 2 111 935/PT corpo de recipiente para um diâmetro mais largo enquanto os meios de puncionamento são progressivamente conduzidos através do corpo de recipiente. Durante a expansão radial ao conduzir os meios de puncionamento através do corpo de recipiente cilíndrico, 0 corpo assenta sobre uma mesa de reacção para resistir às forças de condução dos meios de puncionamento exercidas sobre a superfície interna do corpo de recipiente. Um tal método e aparelho para expandir de modo radial um corpo de recipiente são conhecidos a partir da JP-2000-301249-A. 0 corpo de recipiente radialmente expandido produzido com o método tradicional e descrito acima mostra vários defeitos. Em primeiro lugar, existe uma estrutura ondulada sobre a costura de soldadura longitudinal e sobre outras áreas na superfície exterior do corpo de recipiente cilíndrico. Em segundo lugar, a extremidade do corpo de recipiente através da qual os meios de puncionamento são conduzidos para se expandir de modo radial o corpo de recipiente mostra um bordo irregular, predominantemente irregular quando esta extremidade foi proporcionada com uma flange destinada à ligação ao fundo de recipiente. Tal bordo irregular ou bordo de flange nesta extremidade de recipiente é referido como um pendente. Este bordo irregular pode dar origem a problemas quando se liga a extremidade de fundo ao recipiente, de preferência através da flange do corpo de recipiente. As irregularidades podem ir de 0,1 a cerca de 0,5 mm. Em terceiro lugar, acima da altura do corpo de recipiente cilíndrico sujeito a expansão radial, a espessura da parede não é substancialmente constante e tende a aumentar em diante a partir da extremidade do corpo de recipiente onde começou a expansão radial.

As irregularidades no bordo de corpo de recipiente podem ser removidas por corte, resultando na formação de um bordo de corpo de recipiente substancialmente regular. Contudo, tais operações de corte são incómodas e levantam custos. O presente invento tem por seu objecto aperfeiçoar o método para expandir de modo radial um corpo de recipiente e pretende evitar ou minimizar as desvantagens acima identificadas. 3

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Em conformidade, o presente invento proporciona um método para expandir de modo radial um corpo de recipiente, de acordo com a reivindicação 1. 0 presente invento baseia-se no critério de que, quando o corpo de recipiente cilíndrico está suspenso e não contacta durante a expansão radial com a mesa de reacção, substancialmente todas as desvantagens atrás mencionadas são ultrapassadas. Presumivelmente porque quando no estado livremente suspenso, a expansão radial não irá iniciar ou gerar uma força ou tensão contrária tal como iria ocorrer quando o corpo de recipiente fosse suportado pela mesa de reacção. Em conformidade, durante a expansão radial, o metal que forma o corpo de recipiente irá mover-se radialmente para fora mas também axialmente na direcção da extremidade livremente suspensa do corpo de recipiente, permitindo uma compensação ou neutralização das tensões durante a expansão radial e alongamento axial para cima para perto do ponto de cedência do material.

Em conformidade, o corpo de recipiente radialmente expandido não irá mostrar substancialmente uma estrutura ondulada ao longo da costura de soldadura longitudinal ou em outras regiões radialmente expandidas do corpo de recipiente. Além do mais, o bordo de corpo de recipiente ou bordo de flange serão substancialmente regulares e desprovidos de pendente, evitando assim operações de corte ou qualquer interferência na operação de ligação do fundo ao corpo de recipiente radialmente expandido. Além do mais, verifica-se surpreendentemente que, depois da expansão radial e durante a remoção dos meios de puncionamento, os meios de puncionamento libertam-se mais facilmente, presumivelmente devido a uma redução minima de estiramento num valor de cerca de 0,2-0,4%. Em conformidade, a utilização de óleo para lubrificar a superfície interna do corpo de recipiente durante a expansão radial pode ser evitada, o que é da maior importância em relação à utilização subsequente do recipiente de corpo num recipiente que compreende comida, forragem ou bebidas.

Em adição, pode ser utilizado um material de metal mais duro para o recipiente, tal como material de metal que tem uma elevada dureza até DR8. Isto implica uma redução 4

ΕΡ 2 111 935/PT adicional de uma elevação para caneladura ou formação de uma estrutura ondulada. Mais importante que tudo, isto pode resultar num outra redução na espessura da parede do corpo de recipiente cilíndrico a ser expandido de modo radial e do corpo de recipiente produzido e, por fim, do recipiente. Finalmente, parece que com o método de acordo com o invento, a relação de estiramento é maior.

De acordo com uma concretização preferida, é possível com o método de acordo com o invento que o corpo seja expandido em 10-40%, de preferência 15-30%. O método de acordo com o invento é na essência adequado para utilização da expansão de modo radial de qualquer corpo de recipiente que tenha uma secção transversal simétrica. Muito embora o invento se possa aplicar a qualquer dimensão e diâmetro, o corpo de recipiente cilíndrico tem de preferência um diâmetro de 30-100 mm, de preferência 40-80 mm.

Para uma operação de expansão radial segura e suave e inserção dos meios de puncionamento para a expansão radial, é preferido que o corpo esteja provido de um bocal alargado sobre uma parte da altura do corpo. Em conformidade, é possível inserir de modo seguro e rapidamente os meios para expansão radial através deste bocal alargado do corpo de recipiente cilíndrico.

De modo elegante, devido a uma redução no tempo de processamento, é preferido que o bocal alargado seja formado na mesma operação quando se forma a flange de recipiente pelo menos na extremidade onde irá começar a expansão radial. Obviamente, é possível ao mesmo tempo, posteriormente ou em avanço, formar as flanges ou ambas as flanges e, em particular, a flange para a parte de fundo.

De acordo com uma concretização preferida, a expansão radial do corpo de recipiente cilíndrico não tem lugar sobre todo o seu comprimento mas sobre uma parte substancial da altura do corpo de recipiente cilíndrico, formando desse modo uma parte de um diâmetro reduzido que pode de modo alternativo formar a porção estrangulada do recipiente. É obvio que é possível reduzir mais o diâmetro desta porção estrangulada através de uma operação de estrangulamento 5

ΕΡ 2 111 935/PT adicional. Escusado será dizer que dentro do conceito do invento, o corpo de recipiente pode ser expandido de modo radial ao longo de toda a sua altura. 0 material do qual o corpo de recipiente é feito pode ser qualquer tipo de metal mas o preferido é o aço, tal como ferro e aço e semelhantes. Caso seja necessário, podem ser aplicados revestimentos às superfícies interna e externa do corpo de recipiente cilíndrico antes ou depois da expansão radial. Posteriormente é preferido uma vez que depois da expansão radial a superfície interna e, de preferência, também a superfície exterior do corpo de recipiente cilíndrico radialmente expandido serão uma superfície interna e externa substancialmente circulares e regulares. 0 presente invento proporciona ainda um aparelho para fazer um corpo radialmente expandido de acordo com a reivindicação 7. É importante que os meios para prender de modo circunferencial uma flange do corpo de recipiente cilíndrico sejam radialmente expandidos e posicionados numa tal altura que a outra extremidade do corpo de recipiente cilíndrico não entre em contacto com uma mesa de reacção durante substancialmente toda a operação de expansão de modo radial.

De acordo com o invento, os meios de puncionamento estão providos de meios para ajustarem de modo radial o diâmetro da superfície de expansão circunferencial. Em conformidade, é possível retirar os meios de puncionamento depois da expansão radial ao longo da altura desejada do corpo de recipiente cilíndrico com forças mais baixas, porque os meios de puncionamento já não estão em contacto com a superfície interna do corpo de recipiente cilíndrico depois da expansão radial. É ainda preferido que os meios de condução movam de modo alternativo os meios de puncionamento através do corpo de recipiente para serem expandidos de modo radial. Em conformidade, a operação da expansão radial e remoção depois disso dos meios de puncionamento é uma operação regular e suave. Em conformidade, é preferido que os meios de ajustamento radial ajustem o diâmetro da superfície de expansão circunferencial num diâmetro mais pequeno quando, 6

ΕΡ 2 111 935/PT depois da expansão radial, os meios de puncionamento forem removidos do corpo de recipiente radialmente expandido.

Tal como indicado aqui e antes, é preferido expandir de modo radial um corpo de recipiente cilíndrico que está provido de um bocal alargado. Em conformidade, é preferido que o aparelho compreenda meios para proporcionar o corpo de recipiente cilíndrico com uma flange e/ou um bocal alargado. 0 mencionado e outras características do método, aparelho, corpo de recipiente e recipiente de acordo com o invento serão ainda elucidadas através da referência às concretizações do presente invento. A este respeito, vai ser feita referência às figuras anexas nas quais: as FIGS. 1-3 mostram esquematicamente a formação de um corpo de recipiente cilíndrico provido de um bocal alargado; as FIGS. 4-6 mostram a formação de um corpo de recipiente radialmente expandido de acordo com uma primeira concretização que não faz parte do presente invento; e as FIGS. 7-14 mostram um método e aparelho para expandir de modo radial um corpo de recipiente de acordo com uma concretização preferida, de acordo com o invento. A FIG. 1 mostra um corpo de recipiente cilíndrico 1 que assenta numa mesa de reacção 2. A mesa de reacção 2 está provida de uma ranhura 3 na qual o corpo 1 será provido de uma flange 4 durante a operação mostrada na FIG. 2. É ainda mostrada uma ferramenta de puncionar 5 provida de uma estrutura de superfície exterior 6, para formar um bocal alargado 7 (ver a FIG. 5) . A ferramenta de puncionar 5 está ainda provida de uma estrutura de crescimento 8 para formar uma flange 9 no corpo de recipiente 10.

Tal como mostrado na FIG. 2, a ferramenta de puncionar 5 é pressionada para dentro do corpo de recipiente 1, formando desse modo o bocal alargado 7, a flange 4 e a flange 9. 7

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Tal como mostrado na FIG. 3, o bocal alargado compreende, adjacente à flange 9, uma secção expandida de modo radial 11 e uma secção de transição 12.

Tal como mostrado nas FIGS. 4-6, este corpo cilíndrico 10 provido do bocal alargado 7 é montado no aparelho 13 para fazer o corpo radialmente expandido 14. O aparelho 13 compreende um suporte 15 que suporta uma armação 16 que suporta meios 17 para prender a flange 9 entre um anel de prisão inferior 18 e um anel de prisão superior 19, pressionados um para o outro por parafusos de prisão 20. Os meios de prisão 17 estão dispostos num tal nível acima do suporte 15 que o corpo 10 preso pelos meios de prisão ficará num estado suspenso e a uma distância 21 acima do suporte 15 ao longo de toda a operação de expansão radial (ver a FIG. 5) .

Seguindo a seta 22, um punção 23 para expandir de modo radial o corpo de recipiente 10 é conduzido através da extremidade presa 24 do corpo de recipiente suspenso 10. O punção 23 suporta uma ferramenta de puncionar 25 que tem uma estrutura externa que corresponde à forma pretendida expandida radialmente do recipiente obtido quando o punção 23 é baixado numa tal extensão que a ferramenta 25 se aproxima da outra extremidade 26 do agora corpo de recipiente radialmente expandido 14 ainda preso na sua flange 9 nos meios de prisão 17. Através de um movimento alternativo, os meios de puncionamento são removidos para fora do corpo de recipiente radialmente expandido 14. Devido à expansão radial na fase livremente suspensa, o punção 23 pode remover-se de modo relativamente fácil para fora do corpo de recipiente 14, mesmo sem a utilização de um óleo. A FIG. 6 mostra um recipiente 14 que compreende uma porção estrangulada 27 que compreende a secção estrangulada 28 e a secção de transição 29. É indicado que esta porção estrangulada pode ser mais estrangulada, caso seja necessário, ou alargada caso seja necessário. Ainda nas flanges 4 e 9, o corpo de recipiente 14 pode ser ligado a um fundo e tampa não mostrados, respectivamente. 8 ΕΡ 2 111 935/ΡΤ

As FIGS. 7-14 mostram o aparelho 30 de acordo com o invento para expandir de modo radial um corpo de recipiente. Mais uma vez, um corpo de recipiente cilindrico 10 é preso com a sua flange 9 nos anéis de prisão 18 e 19 dos meios de prisão 17.

Os meios de puncionamento 31 suportam uma ponta de punção ligada através de um parafuso 33 ao corpo de punção 34. A ponta de punção está provida de um veio 35 em torno do qual estão dispostos elementos de cunha 37 que se podem mover de modo radial, ligados numa superfície de cunha 43 com partes de anel de cunha 38. Estas partes de anel de cunha assentam contra a superfície interna de uma ferramenta de puncionar 39 que forma com a superfície da ponta de punção um punção continuo mas que aumenta gradualmente em diâmetro.

Tal como mostrado na FIG. 8, os meios de puncionamento 31 são conduzidos para baixo para dentro do bocal alargado 7 do corpo de recipiente 10 enquanto se exerce força de acordo com as setas 40 e 41. De acordo com as setas 41 através dos elementos de transição 42, é exercida uma força sobre os elementos de cunha 37 que, através das superfícies de cunha 43, impelem as partes de anel de cunha 38 para fora contra a ferramenta de puncionar 39 que expande radialmente o corpo de recipiente 10.

Tal como descrito em relação à FIG. 10, os meios de puncionamento 31 são conduzidos até à extensão tal como mostrada na FIG. 9 com o agora corpo de recipiente radialmente expandido 10 ainda a suspender livremente a partir do suporte 15.

Antes de retirar os meios de puncionamento 31 da posição tal como mostrada na FIG. 12, a pressão de acordo com a seta 41 nas FIGS. 10 e 11 é libertada, de modo que segundo a propriedade resiliente da ferramenta de pressionar 39, as partes de anel de cunha 38 podem mover-se para dentro pois os elementos de cunha 37 têm permissão para se moverem para cima. Isto resulta numa folga 45 entre o corpo de recipiente radialmente expandido 14 e os meios de puncionamento 31. De modo proporcional, o elemento de transição 42 moveu-se para cima numa distância 46 (ver a FIG. 14). 9 ΕΡ 2 111 935/ΡΤ

Com uma folga 45 entre o corpo de recipiente radialmente expandido 14 e os meios de puncionamento 31, os meios de puncionamento que seguem as setas 47 podem agora ser movidos para cima sem substancialmente qualquer resistência de fricção com o corpo de recipiente radialmente expandido 14. Em conformidade, já não é necessário utilizar óleo para expandir de modo radial e remover de modo alternativo os meios de puncionamento para fora do corpo de recipiente radialmente expandido. 0 corpo de recipiente radialmente expandido e um recipiente que compreende um tal recipiente radialmente expandido não mostra, em particular na costura de soldadura longitudinal, substancialmente qualquer estrutura ondulada e a flange utilizada para prender é substancialmente regular e não precisa de quaisquer operações de corte e pode ser utilizada como tal para ligação a uma extremidade de fundo. Finalmente, a espessura das paredes do corpo de recipiente radialmente expandido é substancialmente constante e, por exemplo, um corpo de recipiente que começa a partir de um diâmetro de cerca de 52 mm e com uma espessura de parede de cerca de 0,18 mm irá mostrar sobre a porção estrangulada e sobre a porção radialmente expandida uma espessura que varia entre cerca de 0,165 a cerca de 0,175 mm.

Lisboa, 2012-04-19

Claims

ΕΡ 2 111 935/ΡΤ 1/2 REIVINDICAÇÕES 1 - Método para expandir de modo radial um corpo de recipiente (1), que compreende os passos de: i) proporcionar um corpo de recipiente cilíndrico (1) que tem uma costura de soldadura longitudinal; ii) proporcionar o corpo de recipiente (1) em pelo menos uma extremidade com uma flange (9); iii) prender o corpo de recipiente (1) de modo circunferencial na flange (9) num estado suspenso; e iv) expandir de modo radial o corpo suspenso e preso (1) desde a extremidade de corpo presa até à extremidade de corpo suspensa, caracterizado por a expansão radial ser levada a cabo ao utilizar meios (37+38) para ajustarem de modo radial o diâmetro de uma superfície de expansão circunferencial contínua, radialmente ajustável, de uma ferramenta de puncionar resiliente (39), que actua sobre a superfície interna da ferramenta de puncionar (39).
2 - Método tal como reivindicado na reivindicação 1, em que o corpo (1) é expandido em 10-40%, de preferência 15-30%.
3 - Método tal como reivindicado na reivindicação 1 ou 2, em que o corpo de recipiente cilíndrico (1) tem um diâmetro de 30-100 mm, de preferência 40-80 mm.
4 - Método de acordo com a reivindicação 1-3, em que o corpo (1) está provido de um bocal alargado (7) sobre uma parte da altura do corpo.
5 - Método de acordo com a reivindicação 4, em que o bocal alargado (7) é formado quando se forma a flange de corpo de recipiente (9).
6 - Método de acordo com a reivindicação 1-5, em que o corpo (1) é radialmente expandido sobre uma parte substancial da altura do corpo que deixa uma extremidade de corpo estrangulada (27).
7 - Aparelho (30) para fazer um corpo radialmente expandido (14), que compreende: ΕΡ 2 111 935/ΡΤ 2/2 i) meios (17) para prender de modo circunferencial uma flange (9) de um corpo de recipiente cilindrico, de tal modo que o corpo preso (10) fica livremente suspenso durante a expansão radial; ii) meios de puncionamento (31) que compreendem uma ferramenta de puncionar (39) provida de uma superfície de expansão circunferencial; e iii) meios para conduzirem os meios de puncionamento (31) através da extremidade presa (24) do corpo de recipiente suspenso (10), sobre pelo menos parte da altura do corpo de recipiente, caracterizado por a superfície de expansão circunferencial da ferramenta de puncionar (39) ser contínua, e por os meios de puncionamento (31) estarem providos de meios (37 + 38) para ajustarem radialmente o diâmetro da superfície de expansão circunferencial contínua da ferramenta de puncionar resiliente (39), ao actuar sobre a superfície interna da ferramenta de puncionar (39).
8 - Aparelho (13, 30) de acordo com a reivindicação 7, em que os meios de condução movem de modo alternativo os meios de puncionamento (31) através do corpo de recipiente (1) para serem expandidos de modo radial.
9 - Aparelho (13, 30) de acordo com a reivindicação 8, em que os meios de ajustamento radial (37, 38) ajustam o diâmetro da superfície de expansão circunferencial num diâmetro mais pequeno quando depois da expansão radial os meios de puncionamento (31) são removidos do corpo de recipiente radialmente expandido.
10 - Aparelho (13, 30) de acordo com a reivindicação 7-9, que compreende meios (3, 6) para proporcionarem o corpo de recipiente cilíndrico com uma flange (9) e/ou um bocal alargado (7). Lisboa, 2012-04-19