ES2333743T3 - Procedimiento de fabricacion de recipiente y envases metalicos y linea de fabricacion para la puesta en practica. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación automatizado de recipientes metálicos (E), de preferencia aptos para ser apilados y que comprenden al menos un cuerpo sensiblemente cónico o cilíndrico-cónico, en al menos un extremo del cual se engasta un fondo, caracterizado porque se realizan sucesivamente al menos las etapas siguientes: a) se obtiene un tubo corto previo o virola (V) de metal, cilíndrico, de altura H y de diámetro D determinados, siendo dicho tubo mantenido verticalmente según su eje longitudinal sobre una plataforma de transferencia (12) por medio de medios de bloqueo (91, 131) y estando destinado a formar el cuerpo de un citado recipiente (E); b) se produce una primera expansión del tubo a la altura de un extremo superior (V1) del mismo y se rebordea simultáneamente el citado extremo (V1) del citado tubo (V) para formar en la circunferencia del mismo un reborde (V2) o flanco dirigido en esencia transversalmente al eje longitudinal del citado tubo; c) se distribuye y se posiciona mecánicamente un disco metálico sobre el reborde (V2) previamente formado en el extremo superior del citado tubo; d) se engasta mecánicamente el citado disco metálico con la ayuda de dicho reborde para formar el fondo de un citado recipiente (E); e) se voltea o invierte dicho recipiente después del engaste, de preferencia con ayuda de un medio de volteo (11) apto para adaptarse a la forma cilíndrica de los tubos antes de la expansión, y f) se produce una expansión del cuerpo del citado recipiente (E) por inserción de un útil de expansión mecánica (141) a la altura de su extremo no engastado y el accionamiento del citado útil de expansión de manera que se aumenta el diámetro del citado recipiente en al menos una parte de su altura H y se confiere al cuerpo de este una forma sensiblemente cónica o cilíndrico-cónica, conectándose la citada expansión con dicha primera expansión producida en la etapa b).
Description
Procedimiento de fabricación de recipiente y
envases metálicos y línea de fabricación para la puesta en
práctica.
La presente invención se refiere al dominio de
la fabricación de recipientes y envases metálicos cilíndricos y/o
cilíndrico-cónicos. Tales recipientes y envases son
utilizados en la industria bajo numerosos formatos para el
acondicionamiento de productos alimenticios o de productos
industriales tales como pinturas, aceites, disolventes y productos
químicos diversos u otros.
Tales recipientes y envases pueden ser de
apertura total; se les denomina entonces genéricamente "cubos",
o bien cerrados, en cuyo caso se habla genéricamente de "envases
de 3 piezas", así como bidones o recipientes de hojalata.
Los cubos están compuestos como mínimo de una
virola o tubo cilíndrico corto (en lo que sigue denominados
simplemente tubo), en un extremo del cual se engasta un fondo y cuyo
otro extremo está totalmente abierto. Son preferiblemente de forma
generalmente cónica para que puedan ser apilados cuando están
vacíos, siendo obtenida esta forma cónica por expansión parcial del
tubo cilíndrico corto previamente al engaste del fondo.
Los bidones (envases de 3 piezas) están
compuestos de un tubo cilíndrico corto, en los extremos del cual son
engastados discos (fondo y cubierta), que comprenden, dado el caso,
una espita o gollete de llenado/vaciado. En ese caso, los citados
bidones son entonces de forma globalmente cónica o
cilíndrico-cónica de manera que sea homogénea con
los recipientes de apertura total y se puedan utilizar los mismos
componentes de base, particularmente los fondos y cubiertas
engastados, para el taponamiento de los extremos del tubo cilíndrico
de partida o virola, el cual es igualmente expandido y/o mecanizado
antes de engastar el fondo y la cubierta.
La invención tiene más particularmente por
objeto un procedimiento de fabricación de recipientes y envases del
tipo anteriormente citado que mejora la calidad y la homogeneidad de
los mismos, así como una línea de fabricación para la puesta en
práctica de este procedimiento.
Según la técnica conocida, la fabricación de
cubos y bidones se efectúa a partir de tubos cilíndrico corto de
metal blanco, dado el caso tratado o revestido para satisfacer el
acondicionamiento de los productos a los cuales están destinados
los envases. Estos tubos cilíndricos cortos, que son arrollados y
soldados, sufren diferentes operaciones de mecanización, de
conformación y de ensamblaje para formar los envases tales como se
han descrito anteriormente. Estas operaciones se desarrollan
actualmente, para la fabricación de un cubo, según la secuencia
siguiente.
Se realiza en primer lugar una expansión cónica
o cilíndrico-cónica de los tubos con la ayuda de una
cabeza de expansión automática provista de tensores mecánicos. La
conicidad conferida durante la expansión puede ser variable en
función de la altura de los tubos, de manera que se obtengan al
final de la expansión dimensiones constantes en cada extremo para
poder utilizar para el taponamiento de los componentes (fondos y
cubiertas) de dimensiones estándar.
Se procede a continuación a la laminación de la
parte superior de los tubos expandidos en una o varias pasadas,
después a la realización de nervaduras anulares simples o múltiples
en las paredes de los tubos. Se voltean o invierten a continuación
los tubos a los que se ha dado forma, y se procede al rebordeado de
estos en el lado del fondo para poder a continuación distribuir y
engastar un fondo circular en el lado previamente rebordeado para
formar el cubo. Con el fondo engastado, se voltea a continuación una
vez más el cubo para proceder a las operaciones de terminación,
entre las cuales están la soldadura de pasadores cortos de fijación
de un asa en las paredes del cubo y la conformación de la puesta en
posición de un asa de asido en los pasadores cortos.
La fabricación de cubos y bidones metálicos
según este procedimiento presenta un cierto número de
inconvenientes. En efecto, la operación de expansión de los tubos
provoca pérdidas de altura desiguales según las generatrices de los
tubos antes de la expansión. Así, se observan diferencias de altura
de los tubos después de la expansión a todo lo largo del
procedimiento de fabricación. Ello crea en las operaciones de
rebordeado y de engaste irregularidades geométricas perjudiciales a
la homogeneidad y a la resistencia mecánica de los envases
fabricados.
Además, hasta la operación de engaste del fondo,
los tubos permanecen flexibles y no presentan buenas características
para la transferencia de puesto a puesto, realizada
tradicionalmente por transportadores de acumulación mecánicos. Una
primera respuesta a este problema de transferencia ha sido dada en
la patente US 6 371 277 B1, que describe un dispositivo de
transferencia paso a paso para una máquina modular de fabricación de
cubos metálicos según el procedimiento descrito anteriormente. Un
dispositivo de transferencia de este tipo garantiza la
sincronización de los envases fabricados delante de cada puesto de
la máquina y conduce a una simplificación mecánica de las líneas de
fabricación de envases metálicos, así como a una ganancia de espacio
importante.
Sin embargo, el dispositivo de transferencia
descrito en el documento US 6 371 277 B1 emplea pinzas de
transferencia de los envases que deben estar situadas a media
altura de los tubos, en la proximidad del centro de gravedad, y que
son por tanto sensibles a las variaciones de conicidad. Ello precisa
de ajustes delicados y de tiempos de parada significativos cuando
se produce un simple cambio de altura de los envases que se han de
producir.
Se conoce igualmente un procedimiento de
fabricación de cubos, particularmente descrito en el documento JP
59144534 A, que propone proceder al engaste del fondo de los cubos
en los tubos antes de la expansión de estos. No obstante, este
procedimiento genera frecuentes roturas de los tubos,
particularmente al nivel de su soldadura, cuando se procede a la
expansión cónica de los tubos. En efecto, la fuerza del impacto del
útil de expansión solicita de manera demasiado brutal los flancos
de los tubos y puede provocar roturas o fisuras que afecten a la
estanqueidad de las paredes de los cubos fabricados, en particular
cuando los espesores de los tubos y su diámetro son pequeños.
La presente invención pretende solucionar los
problemas de los procedimientos de fabricación de envases metálicos
enunciados más arriba. La invención tiene principalmente por
objetivos obtener un rebordeado y un engaste regulares de los
tubos metálicos con los cuales son realizados los envases, mejorar
la transferencia de los envases a todo lo largo de la cadena de
fabricación con respecto a los procedimientos por la simplificación
de los dispositivos de transferencia conocidos y facilitar el ajuste
de estos dispositivos para mejorar la ergonomía de utilización por
los
operarios.
operarios.
El procedimiento de la invención se dirige
igualmente a disminuir el impacto mecánico de las operaciones de
expansión en las paredes de los recipientes metálicos fabricados
para reducir las pérdidas materiales y por tanto reducir los costes
de los procedimientos de fabricación de cubos metálicos.
La solución propuesta por la invención consiste
en primer lugar en un nuevo procedimiento de fabricación
automatizado de recipientes metálicos aptos para apilarse unos
dentro de otros y que comprenden al menos un cuerpo sensiblemente
cónico o cilíndrico-cónico, en al menos un extremo
del cual se engasta un fondo. De acuerdo con la invención, este
procedimiento está caracterizado porque se realizan sucesivamente al
menos las etapas siguientes:
- a)
- se obtiene un tubo corto o envuelta de metal cilíndrico de altura H y de diámetro D determinados, siendo dicho tubo mantenido verticalmente según su eje longitudinal sobre una mesa o plataforma de transferencia por medio de unos medios de bloqueo y que está destinado a formar el cuerpo de un citado recipiente;
- b)
- se produce una primera expansión del tubo al nivel de un extremo superior del mismo y se rebordea simultáneamente el extremo superior del citado tubo para formar en la circunferencia del mismo un reborde o ala dirigida en esencia transversalmente al eje longitudinal del citado tubo;
- c)
- se distribuye y se sitúa mecánicamente un disco metálico sobre el reborde previamente formado en el extremo superior del citado tubo;
- d)
- se engasta mecánicamente el citado disco metálico con la ayuda del citado reborde para formar el fondo de un mencionado recipiente;
- e)
- se le da la vuelta al citado recipiente, de preferencia con la ayuda de un medio de volteo (11) apto para adaptarse a la superficie cilíndrica de los tubos antes de la expansión; y
- f)
- se produce una expansión del cuerpo de dicho recipiente por inserción de un útil de expansión mecánico al nivel de su extremo no engastado y accionamiento del citado útil de manera que se agrande diametralmente dicho cuerpo en al menos una porción de su altura H y se confiera al mismo una forma sensiblemente cónica o cilíndrico-cónica.
El procedimiento de fabricación según la
invención presenta una secuencia de operaciones modificada con
respecto al estado de la técnica, que permite en sí misma aportar
numerosas ventajas. En particular, el hecho de proceder a las
operaciones de rebordeado y engaste antes de la expansión permite
trabajar sobre tubos no expandidos y por tanto que no presentan
diferencias de altura entre ellos. Se obtiene de esa manera un
rebordeado y un engaste regulares y que obvian las diferencias de
altura entre tubos, que pueden existir cuando se hacen estas
operaciones después de la expansión, como se procedía en el estado
de la técnica.
Por otra parte, en la medida en que los tubos de
los recipientes ya no son expandidos antes del rebordeado y el
engaste, su diámetro permanece constante en toda la altura H de los
tubos hasta la operación de expansión, lo que en la práctica
permite utilizar un dispositivo de transferencia paso a paso
simplificado con respecto al conocido del documento US 6 371 277
B1, no precisando ya este dispositivo de transferencia, que utiliza
medios de bloqueo de los tubos, ni ajuste ni detención del
procedimiento consecutivos en función de la altura de los
recipientes o envases a producir.
La presente invención tiene igualmente por
objeto una línea de fabricación de recipientes metálicos que
comprende al menos los puestos de mecanización siguientes:
- -
- un puesto de rebordeado que comprende un útil de rebordeado mecánico de los citados tubos cilíndricos para formar un reborde en un extremo de los citados tubos, y
- -
- un puesto de engaste para solidarizar un disco metálico en el extremo de los citados tubos que hayan sido rebordeados y formar así el fondo de un citado recipiente, y
- -
- un puesto de volteo o inversión de los tubos a los que se hay engastado el fondo, y
- -
- un puesto de expansión cónica o cilíndrico-cónica de los citados tubos metálicos que comprende un útil de expansión mecánica apto para penetrar en los citados tubos y ampliar los mismos diametralmente en al menos una parte de su altura H para formar el cuerpo de los citados recipientes,
- -
- un dispositivo de transferencia paso a paso de los citados tubos en traslación entre los mencionados puestos sobre una mesa o plataforma de transferencia por medio de los citados medios de bloqueo de dichos tubos.
De acuerdo con la invención, el citado puesto de
rebordeado está situado aguas arriba del citado puesto de engaste,
él mismo situado aguas arriba del citado puesto de volteo y del
citado puesto de expansión, de manera que se realizan las
operaciones de rebordeado de los tubos y de engaste de los fondos en
los citados tubos previamente a las operaciones de volteo y de
expansión de los mismos como preconiza el procedimiento de la
invención, tal como se ha descrito en lo que antecede. Por otra
parte, el citado útil de rebordeado comprende dos sectores de
bloqueo móviles radialmente con respecto al eje longitudinal de
dicho útil y que están adaptados para producir, al ser accionados,
una primera expansión radial del tubo simultáneamente al rebordeado
de su extremo superior, estando la citada primera expansión
destinada a conectarse con la expansión principal realizada en el
puesto de expansión.
Esta línea de fabricación pone en práctica y se
aprovecha así de todas las ventajas procuradas por la nueva
secuencia de operaciones del procedimiento de la invención y añade a
ellas ventajas de simplificación mecánica, de ergonomía de
utilización, de facilidad de ajuste y de flexibilidad de producción
con respecto a la técnica anterior.
Las otras características y ventajas del
procedimiento y de la línea de fabricación de la invención se
pondrán de manifiesto mejor con la lectura de la descripción
detallada que sigue de la invención, dada a modo de ejemplo no
limitativo del alcance de la invención y con referencia a las
figuras adjuntas, entre las cuales:
- la figura 1 representa una línea de
fabricación para la fabricación de cubos y bidones metálicos según
la técnica anterior a la presente invención;
- la figura 2 representa una línea de
fabricación de cubos y bidones metálicos para la puesta en práctica
del procedimiento de la presente invención;
- la figura 3 representa, en perspectiva, un
primer y un segundo dispositivos de transferencia empleados en la
línea de fabricación según la invención;
- la figura 4 representa una vista en corte
transversal del primer dispositivo de transferencia de la figura
3;
- la figura 5 representa, una vista en corte
transversal del segundo dispositivo de transferencia de la figura
3;
- la figura 6A representa una vista en corte
transversal de un útil de rebordeado utilizado en la línea de
fabricación de la invención, en posición denominada cerrada;
- la figura 6B representa una vista en corte
longitudinal el útil de rebordeado de la figura 6A;
- la figura 6C representa un detalle del útil de
rebordeado de las figuras 6A y 6B;
- las figuras 7A a 7C son vistas
correspondientes del útil de rebordeado de las figuras 6A a 6C, pero
en posición llamada abierta.
La figura 1 representa una línea 1 de
fabricación de envases metálicos tal como se conoce en el estado de
la técnica. Esta línea de fabricación está compuesta de puestos
individuales dispuestos de manera modular unos a continuación de
otros para realizar las operaciones de conformación y de ensamble de
los envases tales como cubos y bidones metálicos de una capacidad
que puede llegar hasta 250 litros. Así, según la técnica anterior,
se procede en un primer momento a una operación de expansión cónica
o cilíndrico-cónica de los tubos metálicos V de
formatos idénticos, destinados a constituir los cuerpos de los
envases realizados. Esta expansión se realiza al nivel de un primer
puesto 2 que comprende una cabeza de expansión mecánica 2_{1}. Los
tubos expandidos son a continuación laminados y rebordeados al
nivel de un segundo puesto 3 y después volteados al nivel de un
tercer puesto por un dispositivo automático 4 tal como se describe
en la solicitud de patente US 2003/0136639 A1. Una vez volteados
los tubos son a continuación engastados con un fondo en un cuarto
puesto 5, y después el envase así formado es de nuevo volteado por
un dispositivo de volteo automático 6, siendo realizadas al nivel
de un último puesto 7 operaciones de acabado tales como la soldadura
de pasadores cortos y la puesta en posición de un asa.
La presente invención propone un procedimiento
de fabricación de cubos y bidones metálicos y una línea de
fabricación para la puesta en práctica de este procedimiento, que
son simplificados con respecto al procedimiento de la técnica
anterior y otorgan una mejora significativa de la calidad de los
envases producidos. Este procedimiento y esta línea de fabricación
8 están ilustrados esquemáticamente en la figura 2.
La originalidad principal del procedimiento de
fabricación de la invención reside principalmente en una
modificación de la secuencia de las operaciones de fabricación con
respecto a la técnica anterior, comenzando por la operación de
rebordeado y engaste de los fondos, con una adaptación consiguiente
de los útiles necesarios para la realización de cada operación en
los diferentes puestos de las líneas de fabricación.
De acuerdo con la presente invención, la
secuencia de fabricación es la siguiente. Se crea un tubo corto de
partida cilíndrico o virola V, de metal, de altura H y de diámetro D
determinados, que se mantiene verticalmente según su eje
longitudinal sobre una plataforma o mesa de transferencia 12 por
unos primeros medios de bloqueo de un dispositivo de transferencia
paso a paso 9 representado en la figura 3, siendo en ese caso los
citados medios de bloqueo unos medios de prensión circunferencial
de los tubos tales como pinzas 91. Dicho tubo es llevado en un
primer momento a un puesto de rebordeado y se engaste 10 en el que
se deforma el extremo superior de dicho tubo para formar un reborde
en la circunferencia del mismo. Una vez realizado el rebordeado, se
distribuye y se posiciona mecánicamente en el mismo puesto 10 un
disco metálico (no representado) sobre el reborde previamente
formado y se engasta mecánicamente el citado disco con la ayuda de
dicho reborde para formar el fondo de un citado recipiente E.
Una vez engastado el fondo, el recipiente E en
formación es a continuación volteado por un dispositivo de volteo
11 apto para adaptarse a la forma cilíndrica del recipiente E. A
este fin, el citado dispositivo de volteo 11 comprende un medio de
transferencia circular 111 de los recipientes E según un eje de
rotación horizontal dirigido perpendicularmente a la dirección de
desplazamiento en traslación de los citados recipientes sobre la
citada plataforma de transferencia 12. Este medio de transferencia
circular 111 comprende una superficie de contacto que presenta una
concavidad complementaria de la forma cilíndrica de los tubos
engastados antes de la expansión, comprendiendo la citada
superficie de contacto medios de bloqueo para la adherencia de los
tubos para evitar cualquier deslizamiento de los recipientes durante
el volteo. El volteo se efectúa sobre recipientes engastados, por
lo tanto ya rígidos, cilíndricos y sin nervaduras anulares. El
dispositivo de volteo 11 es por tanto mucho más sencillo que en la
secuencia correspondiente a la técnica anterior, por medio del cual
se tienen que voltear tubos no rígidos, de conicidad variable y
provistos de nervaduras anulares en número y posición cualesquiera
según el tipo de recipiente a producir.
El rebordeado, el engaste y el volteo se
efectúan así, de acuerdo con el procedimiento de la invención, sobre
tubos no expandidos, y por lo tanto cilíndricos. El resultado de
estas operaciones es por tanto perfectamente regular, a la vez en
su constancia de un lado al otro de un mismo recipiente y de un
recipiente a otro.
Los recipientes volteados son a continuación
transferidos por un dispositivo de transferencia 13 (figura 3),
equipado de segundos medios 131 de bloqueo de los recipientes por su
fondo, hacia un puesto de expansión cónica o
cilíndrico-cónica 14. Un útil de expansión mecánica
141 produce entonces un agrandamiento de los tubos en al menos una
porción de su altura H para formar el cuerpo del recipiente. La
medida de expansión es una función de la altura H del cuerpo del
recipiente fabricado de manera que se obtengan al final de la
expansión dimensiones constantes en cada extremo del citado cuerpo,
lo que permite utilizar para el fondo, y dado el caso para la
cubierta del recipiente, componentes de dimensiones estándar.
Después de la expansión de los cuerpos de los
recipientes en el puesto 14, tanto el resto del procedimiento como
de la línea de fabricación 8 resultan de acuerdo con el estado de la
técnica. Así, la citada línea de fabricación 8 puede comprender,
aguas abajo del puesto de expansión 14, al menos uno de los puestos
de mecanización suplementarios siguientes:
- -
- un puesto 15 de laminación del extremo no engastado de los cuerpos de los recipientes, pudiendo ser realizados igualmente nervaduras anulares simples o múltiples en este puesto 15;
- -
- un puesto 16 de soldadura de pasadores cortos en los flancos del cuerpo de los recipientes fabricados; y
- -
- un puesto 17 de conformación y de fijación de asas de transporte en los citados pasadores cortos.
En un modo de realización no representado en las
figuras, la línea de fabricación 8 de la invención puede comprender
igualmente, aguas abajo del citado puesto de expansión 14, para la
realización de los recipientes y los recipientes totalmente
cerrados tales como bidones, al menos un segundo puesto de
rebordeado y al menos un segundo puesto de engaste para rebordear y
engastar una cubierta, o un disco similar al que constituye el
fondo, en el segundo extremo de los recipientes, es decir en la
parte superior de los recipientes después del volteo. En ese caso,
el puesto de rodadura 15 puede estar situado de preferencia aguas
arriba o entre los citados segundos puestos de rebordeado y
engaste. Este puesto 15 puede igualmente, en este mismo caso, ser
excluido de la línea de fabricación 8.
Por otra parte, durante todo el procedimiento,
se mantiene el recipiente en posición por medio de medios de
bloqueo magnéticos integrados en la plataforma de transferencia 12 y
en contacto con el fondo del recipiente previamente engastado en el
puesto 13.
Como se ha indicado más arriba, la puesta en
práctica del procedimiento de la invención tiene necesidad de
modificaciones de los útiles necesarios para la fabricación
automatizada con el fin de adaptarlos a la nueva secuencia de las
operaciones de fabricación.
Las primeras adaptaciones residen en una
simplificación estructural de los dispositivos de transferencia 9,
13 utilizados en la línea de fabricación 8. Estos dispositivos de
transferencia están representados en la figura 3. Estos
dispositivos 9, 13 son transportadores paso a paso aptos para coger
y desplazar en traslación los tubos y recipientes fabricados de
puesto en puesto sobre la línea de fabricación 8. Aquellos presentan
los dos una estructura y un funcionamiento similares al dispositivo
de transferencia descrito en el documento US 6.371.277 B1. No
obstante, los medios de bloqueo y de prensión de los tubos y
recipientes de los dispositivos de transferencia 9, 13 de la
presente invención han podido ser simplificados con respecto a los
del dispositivo de transferencia del documento US 6.371.277 B1.
En efecto, según el procedimiento de la
invención, las operaciones de rebordeado y de engaste de un fondo
en los tubos metálicos son realizadas antes de la expansión de los
citados tubos, y en consecuencia el diámetro D de los citados tubos
es constante hasta la expansión, lo que permite utilizar en el
dispositivo de transferencia 9 medios de prensión circunferencial
de los tubos tales como las pinzas 91, representadas en las figuras
3 y 4, de forma cóncava y solidarias de brazos verticales 92 fijos
y articulados en largueros 93 de traslación y rotación, movidos por
un mecanismo 94 de leva 941 y manivela 942 accionado por un
moto-reductor 95.
Estas pinzas 91, de preferencia en número de 1 ó
2 en cada uno de los brazos 92, son aptas para aplicarse alrededor
de los tubos para bloquearlos y desplazarlos y después para
separarse de ellos para liberarlos por rotación de los largueros.
Estas pinzas 91 no precisan de medios de ajuste o de reglajes para
adaptarse a la forma cónica o cilíndrico-cónica de
los tubos expandidos como en la técnica anterior, lo que hace su
instalación y su mantenimiento mucho más sencillos para los
operarios de la línea de fabricación 8. Además, la sujeción de los
tubos es más segura y firme, lo que permite aumentar sensiblemente
la seguridad de funcionamiento y la productividad de la línea de
fabrica-
ción 8.
ción 8.
Después de haber sido los tubos engastados con
su fondo antes de la expansión, el diámetro de los recipientes
fabricados al nivel del citado fondo no es por consiguiente afectado
por la operación de expansión y es constante a todo lo largo del
procedimiento, siendo además aumentada la rigidez del recipiente en
el plano de engaste con respecto al resto del recipiente. Ello
permite ventajosamente utilizar en el segundo dispositivo de
transferencia 13 unos medios de bloqueo circunferencial de los
recipientes por su fondo, que son pinzas 131 que presentan una
concavidad adaptada a la forma exterior del fondo engastado de los
citados recipientes para bloquear dichos recipientes por su fondo
de manera periférica, como se representa en la figura 5.
Como las pinzas 91 del primer dispositivo de
transferencia, estas pinzas 131 están fijas sobre traviesas 132
horizontales fijadas en brazos oscilantes verticales 133 solidarios
de los largueros 134 de traslación y rotación movidos por un
mecanismo 135 de leva 1351 y manivela 1352, accionado por un
moto-reductor 136. Las pinzas 131 son así aptas
para aplicarse alrededor del fondo de los recipientes para
bloquearlos y desplazarlos paso a paso entre los puestos 14 a 17,
siendo el fondo engastado de los recipientes utilizado a la vez como
cara de plano de transferencia, rígido y sin asperezas, y como
pieza de transferencia rígida y de geometría perfectamente
constante cualquiera que sea la altura de los recipientes. Las
pinzas de transferencia 131 que están adaptadas a la forma exterior
de estos fondos engastados están por naturaleza situadas al nivel de
las plataformas de transferencia, y no constituyen obstáculo alguno
al acceso de los recipientes cuando la máquina precisa un acceso
manual, contrariamente a la situación de la técnica anterior, por la
cual se transfieren los tubos no engastados por tanto sobre el ala
y comprendiendo un punto de soldadura susceptible de bloquearse en
cualquier discontinuidad de las plataformas de transferencia.
Otro elemento de la línea de fabricación 8 ha
sido adaptado concretamente para la puesta en práctica del
procedimiento de fabricación de la invención. Se trata del útil de
rebordeado utilizado en el puesto 12. Este útil de rebordeado está
representado bajo diferentes vistas en las figuras 6A a 6C en una
primer posición de utilización denominada cerrada, y en las figuras
7A a 7C en una segunda posición de utilización llamada abierta.
El citado útil de rebordeado comprende un
mandril cilíndrico 121 apto para penetrar en los tubos a la altura
de uno de sus extremos. Este punzón comprende una placa 122 de guía
en traslación en el interior de los citados tubos, dirigida
verticalmente según el eje longitudinal ZZ' del citado mandril. Con
esta placa son solidarios, en la parte de la base del mandril, un
piso superior de rebordeado que comprende sectores 124 y un piso
inferior de bloqueo que comprende sectores 123, presentando los
citados sectores 123, 124 un perfil externo 1231, 1241
semicircular.
Estos sectores 123, 124 son móviles desde una
posición cerrada (figuras 6A y 6B) a una posición abierta (figuras
7A y 7B) bajo el efecto de un accionador 125 móvil en traslación
según el eje ZZ' del citado mandril. Dicho accionador 125 presenta
porciones de sección longitudinal cónica o troncocónica que cooperan
por sus flancos laterales inclinados respectivamente con la base de
los sectores 123 y con la base de dedos de empuje 1242 de los
sectores 124. Las citadas bases de los sectores 123 y de los dedos
1242 pueden estar equipadas con ruedecillas 126 de rodadura sobre
los citados flancos laterales del accionador 125 de manera que los
movimientos de traslación del accionador engendran movimientos de
traslación de los sectores 123, 124 del mandril radialmente con
respecto al eje ZZ' del mismo. El citado movimiento radial es
igualmente guiado por deslizamiento de dichos sectores sobre
vástagos 127, extendiéndose dichos vástagos 127 a través de
lumbreras 1232, 1242 practicadas en los sectores radialmente con
respecto al perfil semicircular 1231, 1241 de los mismos.
En referencia a las figuras 7B y 7C en
particular, los citados sectores de bloqueo 123 y de rebordeado 124
permiten respectivamente, cuando son accionados y por lo tanto están
en posición abierta, realizar una primera expansión radial del tubo
V en su extremo superior V1, y un bloqueo axial del tubo V y el
rebordeado del tramo superior V2 del citado tubo. De ese modo, la
primera expansión se propone producir un perfil previamente
expandido destinado a conectarse con la expansión principal que
tendrá lugar posteriormente en el puesto 14, impidiendo el bloqueo
axial cualquier deslizamiento del tubo V en rotación o en traslación
alrededor con respecto al punzón durante la operación de
rebordeado. Inversamente, cuando los citados sectores 123, 124 están
en posición cerrada, es posible insertar o extraer el punzón con
respecto al tubo V, que ya no está entonces en contacto con el
punzón.
En la secuencia correspondiente al estado de la
técnica conocida, el rebordeado es efectuado después de la
expansión principal. Los sectores de bloqueo son mucho menos
eficaces, ya que no pueden expandir el tubo bajo pena de producir
marcas antiestéticas.
El útil de rebordeado comprende igualmente
moletas 128 aptas para cooperar con dichos pisos de sectores de
rebordeado 124 para pinzar el ala superior V2 en toda la
circunferencia de los citados tubos contra dichos sectores de
rebordeado 124, como se representa en las figuras 6B, 6C y 7B, 7C.
Estas moletas permiten un contra-apoyo sobre la
pared exterior de los tubos que mejora el bloqueo de estos durante
la operación de rebordeado mientras se les permite por su forma la
formación durante el rebordeado de un radio de acuerdo del extremo
rebordeado V2 del tubo con la pared previamente expandida del tubo
V, lo que limita la zona de deformación plástica (limitación de la
longitud de metal estirado en la altura del tubo) del metal y
uniformiza los esfuerzos mecánicos aplicados en la zona de
deformación del metal en la periferia del tubo durante el
rebordeado.
Finalmente, el puesto de expansión 14 ha sido
igualmente modificado con el fin de adaptarlo al trabajo de tubos
ya engastados con un fondo. De ese modo, la cabeza de expansión 141
ha sido acortada para que la misma no interfiera con el fondo
engastado de los recipientes y así ponerlos en riesgo de ser
dañados. Además, el citado puesto de expansión 14, como por otra
parte la mayoría de los otros puestos de la línea de fabricación 8,
comprende una plataforma elevadora, no representada en las figuras,
de ajuste en altura de los tubos y/o de los recipientes con
respecto a los útiles.
De manera conocida, la citada plataforma
elevadora para el acoplamiento del recipiente en la cabeza de
expansión al puesto de expansión 14, así como, dado el caso, a los
puestos siguientes, dispone de imanes de retención. No obstante, en
la línea de fabricación 8 de la invención, estos imanes actúan sobre
la base del fondo engastado de los recipientes y ya no sobre el ala
de los tubos como en el caso de la técnica anterior. La fuerza de
atracción, y por tanto de retención, es así más de cuatro veces
superior y ya no es afectada por la presencia eventual de puntos de
soldadura sobre el ala de los tubos. Ello ha permitido aumentar la
velocidad de trabajo y por tanto de la productividad de la máquina
en más del 20% con respecto a los procedimientos y líneas de
fabricación de la técnica anterior.
Claims (14)
1. Procedimiento de fabricación automatizado de
recipientes metálicos (E), de preferencia aptos para ser apilados y
que comprenden al menos un cuerpo sensiblemente cónico o
cilíndrico-cónico, en al menos un extremo del cual
se engasta un fondo, caracterizado porque se realizan
sucesivamente al menos las etapas siguientes:
- a)
- se obtiene un tubo corto previo o virola (V) de metal, cilíndrico, de altura H y de diámetro D determinados, siendo dicho tubo mantenido verticalmente según su eje longitudinal sobre una plataforma de transferencia (12) por medio de medios de bloqueo (91, 131) y estando destinado a formar el cuerpo de un citado recipiente (E);
- b)
- se produce una primera expansión del tubo a la altura de un extremo superior (V1) del mismo y se rebordea simultáneamente el citado extremo (V1) del citado tubo (V) para formar en la circunferencia del mismo un reborde (V2) o flanco dirigido en esencia transversalmente al eje longitudinal del citado tubo;
- c)
- se distribuye y se posiciona mecánicamente un disco metálico sobre el reborde (V2) previamente formado en el extremo superior del citado tubo;
- d)
- se engasta mecánicamente el citado disco metálico con la ayuda de dicho reborde para formar el fondo de un citado recipiente (E);
- e)
- se voltea o invierte dicho recipiente después del engaste, de preferencia con ayuda de un medio de volteo (11) apto para adaptarse a la forma cilíndrica de los tubos antes de la expansión, y
- f)
- se produce una expansión del cuerpo del citado recipiente (E) por inserción de un útil de expansión mecánica (141) a la altura de su extremo no engastado y el accionamiento del citado útil de expansión de manera que se aumenta el diámetro del citado recipiente en al menos una parte de su altura H y se confiere al cuerpo de este una forma sensiblemente cónica o cilíndrico-cónica, conectándose la citada expansión con dicha primera expansión producida en la etapa b).
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en
el cual después de la etapa f) se realiza al menos una de las
operaciones siguientes, a elección, de manera automática:
- g)
- laminación de la parte superior de los recipientes (E) en una o más pasadas;
- h)
- realización de las nervaduras anulares simples o múltiples;
- i)
- soldadura de los pasadores cortos;
- j)
- formación y colocación en posición de un asa.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
2, en el cual después de la etapa f) se realizan sucesivamente el
rebordeado de la citada parte superior de los recipientes y el
engaste de una cubierta sobre esta parte superior.
4. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se ajusta la
expansión producida en la etapa f) en función de la altura H del
cuerpo del recipiente.
5. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 4, en el cual se desplaza dicho tubo (V) en
traslación sobre la citada plataforma de transferencia (12) antes
de la etapa e) por medio de un dispositivo de transferencia paso a
paso que comprende primeros medios de bloqueo que son medios de
prensión circunferencial (91) de los tubos y en el cual se desplaza
el citado recipiente (E) formado después del engaste y del volteo de
las etapas e) por medio de un dispositivo de transferencia paso a
paso equipado con segundos medios de bloqueo (131) de los
recipientes por su fondo.
6. Procedimiento según una de las
reivindicaciones 1 a 5, en el cual se mantiene el recipiente en
posición sobre la plataforma de transferencia después de la etapa
e) por mediación de medios de bloqueo magnéticos integrados en la
plataforma de transferencia (12) y en contacto con el fondo del
citado recipiente (E) que ha sido engastado en la etapa c).
7. Línea de fabricación (8) de recipientes
metálicos (E) para la puesta en práctica del procedimiento según
una de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende los puestos de
mecanización siguientes:
- -
- un puesto de rebordear (10) que comprende un útil de rebordear mecánico (121) de los citados tubos cilíndricos (V) para formar un reborde (V2) en un extremo de los citados tubos, y
- -
- un puesto de engaste (10) para solidarizar un disco metálico en el extremo de los citados tubos (V) que hayan sido rebordeados y formar así un fondo de un citado recipiente (E), y
- -
- un puesto de volteo (11) de los tubos en los que se ha engastado un fondo, y
- -
- un puesto (14) de expansión cónica o cilíndrico-cónica de los citados tubos (V) que comprende un útil de expansión mecánica (141) apto para penetrar en los citados tubos y agrandar estos diametralmente en al menos una parte de su altura H para formar los cuerpos de los citados recipientes,
- -
- un dispositivo (9, 13) de transferencia paso a paso de los citados tubos en traslación entre los citados puestos (10, 11, 14) sobre una plataforma de transferencia (12) por mediación de los citados medios de bloqueo (91, 131) de los mencionados tubos.
caracterizada porque el citado puesto de
rebordeado está situado aguas arriba de dicho puesto de engaste, él
mismo situado aguas arriba de dicho puesto de volteo (11) y de dicho
puesto de expansión (14) de manera que se realizan las operaciones
de rebordeado de los tubos (V) y el engaste de los fondos sobre los
citados tubos previamente a las operaciones de volteo y de
expansión de los mismos,
y porque el citado útil de rebordeado comprende
sectores de bloqueo (123) móviles radialmente con respecto al eje
longitudinal ZZ' del citado útil (121) y que están adaptados para
producir, cuando son accionados, una primera expansión radial del
tubo (V) simultáneamente al rebordeado de su extremo superior (V1),
estando la citada primera expansión destinada a conectarse con la
expansión principal realizada en el puesto de expansión (14).
8. Línea de fabricación según la reivindicación
7, caracterizada porque el citado puesto (11) de volteo de
los tubos engastados con un fondo comprende un medio (111) de
transferencia circular de los tubos según un eje de rotación
horizontal dirigido perpendicularmente a la dirección de
desplazamiento en traslación de los citados tubos sobre la
mencionada plataforma de transferencia (12), comprendiendo dicho
medio de transferencia circular (111) una superficie de prensión
que presenta una concavidad complementaria de la forma cilíndrica
de los citados tubos antes de la expansión, comprendiendo dicha
superficie de prensión medios de bloqueo por adherencia de los
tubos contra la citada superficie de contacto para evitar cualquier
deslizamiento de los tubos durante el volteo entre el puesto de
engaste (10) y el puesto de expansión (14).
9. Línea de fabricación según las
reivindicaciones 7 u 8, caracterizada porque comprende, aguas
abajo de dicho puesto de expansión, al menos uno de los puestos de
mecanización suplementaria siguientes:
- -
- un puesto (15) de laminación del extremo no engastado de los cuerpos de los recipientes;
- -
- un puesto (16) de soldadura de pasadores cortos en los flancos de los citados recipientes; y
- -
- un puesto (17) de formación y de fijación de asas de transporte de los recipientes en los citados pasadores cortos.
10. Línea de fabricación según una de las
reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque comprende, aguas
abajo del citado puesto de expansión (14), al menos un segundo
puesto de rebordeado y al menos un segundo puesto de engaste para
rebordear y engastar una cubierta en el segundo extremo de los
citados recipientes.
11. Línea de fabricación según una de las
reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque el citado
dispositivo (9, 13) de transferencia paso a paso de los recipientes
en traslación comprende primeros medios (91) de bloqueo
circunferencial de los tubos aguas arriba de dicho puesto de volteo
(11) y segundos medios (131) de bloqueo circunferencial de los
recipientes por su fondo aguas abajo del citado puesto de
volteo.
12. Línea de fabricación según la reivindicación
11, caracterizada porque los citados segundos medios de
bloqueo circunferencial (131) son pinzas adaptadas a la forma
exterior de los fondos engastados de los recipientes (E), estando
las citadas pinzas situadas en un plano de deslizamiento sobre la
plataforma de transferencia (12) de dicho dispositivo de
transferencia (13).
13. Línea de fabricación según una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho útil
de rebordear comprende un mandril cilíndrico (121) apto para
penetrar en los citados tubos (V) y que comprende una placa (122)
de la cual es solidario un piso inferior de dichos sectores de
bloqueo (123) y un piso superior de sectores de rebordeado (124),
siendo dichos sectores (123, 124) móviles radialmente con respecto
al eje longitudinal ZZ' del mandril (121) bajo el efecto de un
accionador (125) móvil en traslación según el citado eje ZZ'.
14. Línea de fabricación según la reivindicación
15, caracterizada porque el citado útil de rebordear
comprende igualmente moletas o ruedecillas (128) aptas para
cooperar con los citados sectores de rebordear (124) para pinzar el
ala superior (V2) de los mencionados tubos contra dichos sectores de
rebordear.
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