Perfil de fondo de cuerpo de lata estirado y embutido.

Una lata de bebida, que comprende:

un cuerpo de lata de aluminio que tiene un espesor de 0.

03cm (0,0108 pulgadas) o más fino, dicho cuerpo de lata teniendo un perfil de fondo (10), dicho perfil de fondo (10) comprendiendo una porción de bóveda (14) que tiene un primer y segundo radios de curvatura R1a (18) y R1b (20), siendo R1a (18) mayor que 3,8 cm (1,5 pulgadas) y el radio R1b (20) entre 0,5 cm y 2,5 cm (0,2 pulgadas pulgadas y 1) en donde

(1) la formación de dicho cuerpo de lata se completa sin llevar a cabo una etapa de reforma de dicho perfil de fondo (10) para aumentar la resistencia de dicho perfil de fondo (10) para satisfacer los requisitos del cliente para el crecimiento de lata, caída y pandeo, y

(2) dicho cuerpo de lata pasa un ensayo de caída de al menos 14 cm (5 ½ pulgadas).

Perfil de fondo de cuerpo de lata estirado y embutido.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A. Campo de la invención [0001] Esta invención se refiere a la técnica de fabricación de latas, y más particularmente a una nueva construcción y disposición de la porción de fondo de un cuerpo de lata estirado y embutido y método para la fabricación de tal cuerpo de lata.

B. Descripción de la técnica relacionada [0002] Es bien conocido estirar y embutir una preforma de chapa metálica para hacer un cuerpo de lata de pared delgada para envasar bebidas, tales como cerveza, zumo de frutas o bebidas carbónicas. En un método típico de fabricación para la fabricación de cuerpo de lata estirado y embutido, un disco circular o preforma se corta de una lámina fina de metal (como aluminio) . La preforma se estira luego como una copa poco profunda utilizando un equipo formador de copa. La copa se transfiere entonces a un fabricante de cuerpos en donde se forma la configuración de lata. El fabricante de cuerpos re-estira y embuti la pared lateral de la copa hasta aproximadamente la altura deseada y forma bóveda y otras características en el fondo de la lata. La bóveda y otras características en el borde inferior de la lata se denominan aquí como el "perfil de fondo" de un cuerpo de lata estirado y embutido (véase por ejemplo el documento JP-A-04344842) .

Las técnicas de fabricación de cuerpo de lata se describen en la literatura de patentes. Patentes representativas incluyen Patentes U.S. 6.305.210; 6.132.155; 6.079.244; 5.984.604, y 5.934.127. Conjuntos formadores de bóveda para máquinas de estirar y embutir se describen en las patentes US 4.179.909, 4.620.434, 4.298.014, todas ellas concedidas a National Can Corporation.

En la práctica actual, después de que la lata se forma en la máquina de cuerpos, la lata se envía a una estación separada de formación de cuello y brida, donde se forman las características de cuello y brida en las regiones superiores de la lata. La brida se usa como una característica de unión para permitir que la tapa de la lata, conocida como un "extremo" en la técnica, sea unida a la lata. La última estación en el formador de cuello-brida es una estación de reforma. Esta estación incluye un conjunto de herramientas para reformar el perfil de fondo de la lata con el fin de aumentar la resistencia del perfil de fondo. Las patentes US 5.222.385 y 5.697.242, ambas asignadas a American National Can Co., describen un aparato para reformar cuerpos de latas y métodos para la reforma de cuerpos de lata para aumentar la resistencia del perfil de fondo. Ihly, Patente US. 5.934.127 describe también aparatos de reforma de fondos de lata. Otras patentes de interés incluyen Gouillard, patente US 6.132.155 y Saunders et al., Patente US 6.305.210. Después de la formación de cuello, brida y la reforma del fondo, el borde superior de la lata se recorta.

Hace tiempo, cuando las latas se hacían de un aluminio relativamente grueso, podría formarse un perfil de fondo por la máquina de cuerpos que no requería una operación separada de reforma con el fin de aumentar la resistencia del fondo de la lata. La operación separada de reforma no era necesaria debido a que el material de aluminio relativamente grueso proporcionaba la resistencia requerida. Sin embargo, según la práctica actual, la materia prima de aluminio utilizada para estirar y embutir latas de bebida es de un calibre mucho más delgado que lo que solía ser, con el fin de reducir la cantidad de material utilizado para fabricar una lata. Por consiguiente, es mucho más difícil proporcionar un perfil de fondo de lata que resulte de la conformación realizada por la máquina de cuerpos que posea la resistencia necesaria para satisfacer los requisitos del cliente para ejecución del fondo. Así, según la práctica actual del titular de esta invención, después de la formación de la lata por la máquina de cuerpos, la etapa separada de reforma de fondo se realiza para formar o configurar adicionalmente el fondo de la lata con el fin de aumentar la resistencia del perfil de fondo y permitirle satisfacer los requisitos del cliente en términos de ejecución del fondo de lata.

La ejecución del fondo de un cuerpo de lata estirado y embutido se caracteriza normalmente por tres criterios independientes y distintos: la lata crece, cae y pandea. El crecimiento de lata se refiere a una deformación del fondo de la lata debido a que el contenido presurizado de la lata hace que el fondo de la lata se amplíe aún más en la dirección axial La lata se presuriza a 621 kPa (90 PSI) , se elimina la presión, y se mide el crecimiento g. El fenómeno se muestra en la figura 1. El perfil de fondo de la lata antes de la presurización se muestra en líneas de trazos, el perfil del fondo después de la presurización se muestra en líneas continuas. El perfil de fondo 10 incluye una porción 12 de nariz, que define un pie o base circunferencial sobre la que se asienta la lata. El perfil de fondo 10' después del crecimiento, muestra la parte de nariz 12'. El crecimiento se produce por una acción de desenrollado de la nariz 12, en el que el material que forma la nariz se aleja de la región de la bóveda 14. La resistencia al crecimiento es por lo tanto una medida de la rigidez del perfil de fondo - la cantidad de presión que puede soportar la lata antes de que la nariz 12 se desenrolle, y la cantidad g de crecimiento de la lata a una presión dada. Como es conocido en la técnica, cuanto más reducido sea el radio de la nariz 12, más presión se requiere para "desenrollar" la nariz y producir crecimiento de la lata. Por lo tanto, reformar el perfil de fondo implica normalmente reformar la nariz a fin de disminuir el radio de la nariz para mejorar las características de crecimiento de la lata.

La caída se refiere a una medición de la altura a la que una lata llena de agua y presurizada con nitrógeno a 414 kPa (60 libras por pulgada cuadrada) , se deja caer y aterriza plana sobre una plataforma de acero, que da como resultado una reversión (ya sea total o parcial) de la bóveda en el fondo de la lata, de tal manera que la lata ya no esta de pie sin inclinarse. La altura de caída comienza en tres pulgadas y aumenta una pulgada hasta que se alcanza el criterio de fallo. Normalmente, se ensayan 10 o más latas y la desviación media y estándar se indican como resultados. Durante una prueba de caída, la carga dinámica repentina del líquido aumenta la presión en la bóveda. El resultado se muestra en la Figura 2. La figura muestra la bóveda 14' (línea continua) justo antes de la inversión de bóveda. La bóveda en 14 'en la figura no es la forma final de la bóveda en fallo, ya que en la configuración final la bóveda se invierte completamente, como se muestra. Se observan los resultados siguientes, como se muestra en la Figura 2: La nariz se ve impedida de desenrollarse (como se muestra en la Figura 1) por la plataforma de acero; la pata interna o testa 16 gira hacia el exterior da lugar a un ángulo negativo; se produce una bóveda más somera, y la carga dinámica del líquido en la lata causa un colapso local de la bóveda 14. El que la bóveda se haga más superficial no constituye un fallo, la incapacidad para soportar una lata sin vaivén es considerada un fallo.

Pandeo se refiere al límite de presión interna (por ejemplo, 689 kPa (100 psi) ) en cuyo punto la bóveda en el fondo de la lata se invierte. Al igual que el problema de crecimiento descrito anteriormente, la inversión de bóveda implica un "enrollado" dinámico en la nariz de la lata. Véase la Figura 3. La inversión de bóveda se produce cuando no existe material de pata disponible para el rollo (nariz) , además, el ángulo de pata se inclina hacia dentro en un margen considerable (ángulo positivo) . Un objetivos de diseño para incrementar el pandeo es proporcionar una profundidad mayor de bóveda, reformando para inclinar el ángulo de pata hacia fuera (proporcionar un ángulo de testa negativo) y proporcionar mayor radio de nariz y radio de esquina de bóveda para proporcionar más material para el enrollado dinámico de la nariz.

Como se conoce en la técnica, y como se indica en la discusión anterior, el cambio de los parámetros o valores de las diversas características del perfil del fondo de lata (radio de curvatura de la bóveda, diámetro de pie, radio de nariz, ángulo de testa, etc.) tiende a afectar la capacidad de la lata para cumplir los criterios de ejecución fondo referenciados anteriormente. Sin embargo, un cambio en un valor particular en el perfil del fondo de la lata puede resultar en una mejora positiva en uno de los criterios (tales como minimizar el crecimiento de lata) , pero al mismo tiempo afectar negativamente a uno o más de los otros parámetros... [Seguir leyendo]

1. Una lata de bebida, que comprende:

un cuerpo de lata de aluminio que tiene un espesor de 0.03cm (0, 0108 pulgadas) o más fino, dicho cuerpo de lata teniendo un perfil de fondo (10) , dicho perfil de fondo (10) comprendiendo una porción de bóveda (14) que tiene un primer y segundo radios de curvatura R1a (18) y R1b (20) , siendo R1a (18) mayor que 3, 8 cm (1, 5 pulgadas) y el radio R1b (20) entre 0, 5 cm y 2, 5 cm (0, 2 pulgadas pulgadas y 1) en donde

(1) la formación de dicho cuerpo de lata se completa sin llevar a cabo una etapa de reforma de dicho perfil de fondo (10) para aumentar la resistencia de dicho perfil de fondo (10) para satisfacer los requisitos del cliente para el crecimiento de lata, caída y pandeo, y

(2) dicho cuerpo de lata pasa un ensayo de caída de al menos 14 cm (5 ½ pulgadas) .

2. La lata de bebida de la reivindicación 1, en la que dicho perfil de fondo (10) comprende un radio de esquina de bóveda R2 (22) que conecta la bóveda (14) en dicho perfil de fondo (10) a una testa (16) en dicho perfil de fondo (10) , y en la que R2 (22) es mayor que 0, 2 cm (0, 080 pulgadas) .

3. La lata de bebida de la reivindicación 2, en el que R2 (22) es de entre 0.15cm y 0, 3 cm (0, 060 y 0, 12 pulgadas) , preferiblemente entre 0, 2 cm y 0, 38 cm (0, 08 y 0, 15 pulgadas) .

4. La lata de bebida de la reivindicación 1, en la que dicho perfil de fondo (10) comprende además una porción de nariz (12) que tiene un radio R3 (26, 28) , y en la que R3 (26, 28) es al menos 0, 12 cm (0, 048 pulgadas) .

5. La lata de bebida de la reivindicación 1, en la que dicho perfil de fondo comprende además una porción de nariz

(12) que tiene radios interno y externo R3i y R3º, respectivamente, y en la que dichos radios de nariz interior y exterior son de entre 0, 1 cm y 0, 15 cm (0, 040 y 0, 060 pulgadas ) , preferiblemente uno de los radios R3i y R3º es 0, 11 cm (0, 042 pulgadas) .

6. La lata de bebida de la reivindicación 1, en la que dicho perfil de fondo (10) comprende una bóveda (14) , un radio de esquina de bóveda R2 (22) , en donde dicha bóveda (14) intersecciona tangencialmente dicho radio de esquina de bóveda R2 (22) en un punto R , y en donde el ángulo α incluido entre las líneas L1 y L2 es de entre unos 45 grados y unos 55 grados, donde la línea L1 se extiende desde el centro de curvatura del radio de esquina de bóveda R2 (22) en una dirección perpendicular a un eje longitudinal de dicho cuerpo de lata, y la línea L2 se extiende desde el centro de curvatura del radio de esquina de bóveda (22) y corta dicho punto R.

7. La lata de bebida de la reivindicación 2, en la que en dicha testa (16) tiene una longitud de testa en la que dicha longitud de testa está entre 0, 15 cm y 0, 2 cm (0, 060 y 0, 080 pulgadas) .

8. La lata de bebida de la reivindicación 5, en la que dichos radios de nariz interior y exterior (26, 28) están entre 0, 13 cm y 0, 15 cm (0, 050 y unas 0, 060 pulgadas) .

9. Un método de fabricación de un cuerpo de lata a partir de una pieza en bruto de aluminio que tiene un espesor de 0, 03 cm (0, 0108 pulgadas) o inferior, que comprende las etapas de:

formar una copa a partir de dicha pieza en bruto;

estirar y embutir dicha copa en un formador de cuerpo para formar un cuerpo de lata, en donde dicho cuerpo de lata formado en dicho formador de cuerpo incluye un perfil de fondo (10) , dicho formador de cuerpo teniendo utillaje para formar las siguientes características en dicho perfil de fondo: una parte de nariz (12) con un radio interior de nariz (26) y un radio exterior de nariz (28) , una testa (16) adyacente a dicha porción de nariz (12) y que tiene una longitud de testa (16) , una porción de bóveda (14) , y un radio de esquina de bóveda R2 (22) que une dicha testa (16) a dicha bóveda (14) y que tiene un radio de curvatura de esquina de bóveda (22) ; en donde dicha porción de bóveda (14) comprende radios R1a (18) y R1b (20) , siendo R1a (18) mayor que 3, 8 cm (1, 5 pulgadas) y el radio R1b (20) entre 0, 5 cm y 2, 5 cm (0, 2 y 1, 0 pulgadas) , y el radio R2 (22) siendo entre 0, 15 cm y 0, 3 cm (0, 060 y 0, 120 pulgadas) , y

formar un cuello en dicho cuerpo de lata;

en el que las dimensiones de dicho utillaje que forma dicho radio interior de nariz (26) y radio exterior de nariz (28) , longitud de testa (16) , radios de curvatura de bóveda (14) y radio de esquina de bóveda (22) se seleccionan relativamente entre sí para dar como resultado que dicho cuerpo de lata satisfaga requisitos del cliente para rendimiento del fondo de lata en términos de pandeo, caída y crecimiento y en el que con posterioridad a dicho estirado y embutido no se aplica a dicho cuerpo de lata un proceso o aparato de reforma de perfil de fondo para proporcionar refuerzo adicional del perfil de fondo del cuerpo de lata con el fin de satisfacer dichos requisitos de rendimiento del fondo de lata.

10. El método de la reivindicación 10, en el que dicho utillaje está formado de manera que dicha bóveda (14) corta tangencialmente dicho radio de esquina de bóveda (22) en un punto R, y en el que el ángulo α incluido entre las líneas L1 y L2 es de entre unos 45 grados y unos 55 grados, donde

la línea L1 se extiende desde el centro de curvatura del radio de esquina de bóveda (22) en una dirección 5 perpendicular al eje longitudinal de dicho cuerpo de lata, y

la línea L2 se extiende desde el centro de curvatura del radio de esquina de bóveda (22) y corta dicho punto R.

11. El método de la reivindicación 9, en el que dicho utillaje está formado de modo que dicha longitud de testa (16) es entre 0, 15 cm y 0, 2 cm (0, 060 y 0, 080 pulgadas) .

12. El método de la reivindicación 9, en el que dicho utillaje está construido de manera que dichos radios de nariz 10 interior y exterior (26, 28) son entre 0, 1 cm y 0, 15 cm (0, 040 y 0, 060 pulgadas) .

Figura 1

Figura 2 Figura 3 Figura 4

Figura 5