ITUD20090134A1 - Contenitore metallico a tenuta, e procedimento per la realizzazione di tale contenitore metallico - Google Patents

Description

"CONTENITORE METALLICO A TENUTA, E PROCEDIMENTO PER LA REALIZZAZIONE DI TALE CONTENITORE METALLICO"

CAMPO DI APPLICAZIONE

Il presente trovato si riferisce ad un contenitore metallico a tenuta ed al procedimento per la realizzazione di tale contenitore metallico.

Il contenitore metallico a tenuta secondo il trovato à ̈ vantaggiosamente di tipo pressurizzato, in particolare, ma non solo, per il contenimento di caffà ̈ od altro alimento in grani o polvere, bibite gassate, od altro ancora, e si applica in particolare nel caso di contenitori di medie/grandi dimensioni, ad esempio del tipo utilizzato per la somministrazione nei bar od altri locali pubblici.

STATO DELLA TECNICA

Sono noti i contenitori metallici pressurizzati, i quali comprendono un mantello, o corpo centrale, di conformazione cilindrica, associato alle due estremità a rispettive pareti circolari di chiusura, una di fondo ed un coperchio, quest'ultimo normalmente provvisto di un'apertura a sua volta chiusa amovibilmente da un tappo.

Nel seguito della descrizione, si farà spesso riferimento all'esempio di un contenitore in pressione per il contenimento di caffà ̈ in grani, senza che ciò sia limitativo o vincolante per l'ambito di protezione del presente trovato.

I contenitori in pressione di cui si discute possono, ad esempio, essere impiegati per alimentare le macchine per la preparazione automatica del caffà ̈ nei bar od altri locali di ristorazione pubblici, collocati in posizione capovolta con l'apertura verso il basso.

Questi contenitori contengono un elevato quantitativo di grani di caffà ̈, ad esempio 3 kg, e, in ragione dell'elevata superficie su cui si scarica la pressione interna, il fondo ed il coperchio sono sottoposti a forze di spinta molto maggiori rispetto ai barattoli di caffà ̈ più piccoli per uso domestico.

In tali contenitori, al fine di garantire le corrette condizioni di conservazione del caffà ̈, viene normalmente immesso un gas atossico, la cui pressione si va a sommare alla pressione dei gas progressivamente emessi in modo naturale dallo stesso caffà ̈. La pressione risultante, se non regolata, può raggiungere valori anche molto elevati, fino a 5 bar ed oltre, sì che normalmente questi contenitori presentano almeno una valvola di sfiato tarata su valori tali, ad esempio 2-3 bar, da preservare l'integrità e la tenuta del contenitore stesso.

Tuttavia, anche tali valvole di sfiato possono presentare difettosità, sì che à ̈ un obiettivo dei costruttori aumentare la capacità di tenuta alla pressione delle pareti di estremità di tali contenitori, senza peraltro ricorrere ad aumenti di spessore che garantirebbero una miglior tenuta a scapito però di un aumento della quantità di materiale utilizzato e quindi di costo del contenitore .

Normalmente, un contenitore di questo tipo viene realizzato predisponendo separatamente i vari elementi (mantello, o corpo centrale, parete di chiusura, o fondo, e coperchio) e poi assemblandoli fra loro. In una soluzione della tecnica nota, il fissaggio reciproco fra gli elementi viene eseguito mediante aggraffatura dei relativi bordi, ma questa soluzione, in relazione agli spessori che si vogliono utilizzare, non consente di garantire una tenuta efficace del contenitore, soprattutto nel caso di parete di fondo e coperchio di diametro elevato, su cui gravano, come detto, forze di spinta maggiori.

Ad esempio, la Richiedente ha verificato che per i convenzionali contenitori da 3kg di caffà ̈, utilizzando come parametro un voluto spessore di riferimento, già con valori di 2 bar di pressione interna si può avere uno srotolamento dell'aggraffatura ai bordi, con conseguente apertura anche parziale e quindi perdita dell'effetto di tenuta ermetica.

Un'altra tecnica nota prevede di fissare il mantello al coperchio ed al fondo con una saldatura continua a resistenza eseguita in prossimità od in corrispondenza della zona di aggraffatura.

Tale soluzione nota, pur garantendo, in teoria ed in condizioni ideali di esecuzione, una maggiore tenuta rispetto all'aggraffatura, comporta un processo produttivo complesso e costoso. In particolare, nel caso in cui la saldatura sia effettuata con la tecnologia della saldatura senza filo (contatto diretto dell'elettrodo), il processo à ̈ instabile e determina spesso problemi di qualità, ripetitività e bassa efficienza.

Nel caso si utilizzi la saldatura a filo, il processo à ̈ ancor più complesso e costoso e quindi può risultare inadeguato alle esigenze di produzione .

Uno scopo del presente trovato à ̈ quello di realizzare un contenitore metallico a tenuta, e mettere a punto un relativo procedimento, che consentano di ovviare agli inconvenienti della tecnica nota, in modo semplice ed efficace, garantendo la tenuta ermetica del contenitore anche a pressioni relativamente elevate, con un procedimento relativamente semplice, estremamente ripetibile in modo affidabile, e poco oneroso sia in termini di tempi, che di costi.

Per ovviare agli inconvenienti della tecnica nota e per ottenere questi ed ulteriori scopi e vantaggi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato.

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato à ̈ espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti.

Le relative rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

In accordo con i suddetti scopi, un contenitore metallico secondo il presente trovato comprende un mantello tubolare alle cui estremità vengono accoppiate due pareti di chiusura, rispettivamente un coperchio e un fondo.

Almeno una di dette pareti di chiusura à ̈ accoppiata al mantello mediante sovrapposizione e ripiegatura dei rispettivi bordi, cioà ̈ mediante un'operazione di aggraffatura.

L'accoppiamento per sovrapposizione e ripiegatura determina la formazione di un ricciolo di chiusura lungo i bordi, il quale definisce, in modo di per sé noto, l'assemblaggio per aggraffatura degli stessi.

Secondo un aspetto caratteristico del presente trovato, almeno una delle pareti di chiusura, vantaggiosamente, ma non necessariamente, quella soggetta alle forze di spinta maggiori a causa della struttura e/o geometria intrinseca del contenitore, comprende almeno una gola di tenuta circonferenziale, ricavata sostanzialmente concentrica ad un asse mediano longitudinale del mantello, in prossimità del ricciolo di chiusura.

La suddetta gola di tenuta si estende sostanzialmente parallela all'asse mediano e prevalentemente verso l'interno del contenitore rispetto ad un piano di giacitura della parete di chiusura stessa.

Inoltre, la parete di chiusura comprende almeno una nervatura circolare disposta sostanzialmente concentrica alla gola di tenuta e ricavata più internamente alla gola di tenuta stessa rispetto al ricciolo di chiusura. La nervatura circolare definisce un'onda formata da una cresta e da una valle, in cui l'onda sporge su almeno un lato rispetto al piano di giacitura della parete di chiusura.

Secondo una variante, l'altezza dell'almeno una nervatura circolare à ̈ inferiore all'altezza della gola di tenuta.

Grazie alla presenza congiunta della gola di tenuta e dell'almeno una nervatura ad essa interna e concentrica, le forze di spinta generate dalla pressione interna vengono compensate dal profilo su cui si applicano tali forze, dalle variazioni geometriche dello stesso e dalla modifica delle sue caratteristiche meccaniche conseguente alla deformazione .

Infatti, la presenza della suddetta onda fornisce un apporto aggiuntivo di materiale che, anche in presenza di una parziale deformazione verso l'esterno della parete di chiusura, dovuta alle spinte che ivi agiscono, fa sì che tale deformazione non vada ad interessare il ricciolo di chiusura.

In altre parole, le forze di spinta interne, prevalentemente ortogonali al piano delle pareti di chiusura, si scaricano sulla/e suddetta/e nervatura/e e vengono parzialmente compensate da esse, sì che, anche nel caso di sovrapressioni che provocano un parziale appiattimento dell'onda, l'aggraffatura viene preservata e non si generano componenti che porterebbero allo srotolamento del ricciolo.

Almeno il raggio di curvatura e l'ampiezza dell'una o più nervature possono essere regolati e dimensionati in base al valore che si vuole imporre alla modifica delle variazioni geometriche e, quindi, alla conseguente compensazione delle forze. Con il presente trovato à ̈ quindi possibile prevedere un contenitore di semplice ed economica realizzazione, utilizzando la tecnica consolidata dell'aggraffatura dei bordi per l'assemblaggio delle pareti di chiusura al mantello e, allo stesso tempo, viene garantita una tenuta ottimale dell'assemblaggio del contenitore anche a pressioni relativamente elevate, senza necessitare di operazioni di saldatura.

Inoltre, non vi à ̈ necessità di sovradimensionare lo spessore, e si può ricercare in fase di progettazione il compromesso ottimale tra riduzione dello spessore, e quindi del costo, delle pareti, e tenuta alle pressioni, dimensionando e profilando opportunamente la geometria delle nervature e delle relative onde.

Vantaggiosamente, sono previste almeno due, tre, o più nervature circolari ricavate sostanzialmente concentriche fra loro e progressivamente di diametro ridotto verso il centro della relativa parete di chiusura.

La superficie ondulata che ne deriva fornisce un' ottimale distribuzione delle forze di spinta in ragione della maggior quantità di materiale disponibile in fase di deformazione.

In una variante, le nervature circolari sono fra loro distanziate a passo costante. In altre soluzioni alternative, le nervature circolari sono a passo variabile.

Secondo una prima soluzione, le onde hanno un'altezza progressivamente ridotta dalla periferia al centro della relativa parete di chiusura.

In un'altra soluzione, le onde hanno altezza sostanzialmente costante.

In questo modo, possono essere previste nervature circolari definenti ciascuna una rispettiva onda di raggio ed ampiezza contenuta, sia uguali che differenti fra loro, per compensare le forze di spinta e preservare la tenuta del ricciolo di chiusura.

La Richiedente ha sperimentato che una conformazione a tre nervature circolari successive, adiacenti ad una gola di tenuta, definenti onde di raggio e ampiezza uguale fra loro, sono sufficienti a garantire la tenuta del ricciolo di chiusura di un contenitore atto a contenere, ad esempio, circa 3 kg di caffà ̈ in grani.

In particolare, un fondo di spessore pari a 0,5mm, con tre nervature adiacenti alla gola di tenuta circonferenziale, quest 'ultima avente un'altezza di circa 18mm, ha mostrato una tenuta ottimale con pressioni interne fino a 4,2 bar, mentre uno spessore di 0,4m ha mostrato una tenuta ottimale fino a 3,3 bar, mentre a pressioni superiori 5 bar si à ̈ riscontrato lo srotolamento del ricciolo.

Secondo una variante, la gola di tenuta ha una profondità, o altezza, compresa fra circa 4mm e circa 30mm, vantaggiosamente fra circa 8mm e circa 20mm, ed ha una larghezza compresa fra circa Imm e circa 3mm, vantaggiosamente fra circa l,5mm e 2 , 5mm.

Secondo un'altra variante, ciascuna onda ha un'ampiezza misurata fra una sua valle ed una sua cresta compresa fra circa 2mm e circa 6mm, vantaggiosamente fra circa 3mm e circa 5mm, ed un raggio di curvatura compreso fra circa 4mm e circa 9mm, vantaggiosamente fra circa 5mm e circa 8mm. Tali valori sia della gola di tenuta, sia della nervatura circolare possono essere variabili fra loro ed uno rispetto all'altro, in ragione, come detto sopra, del voluto compromesso fra valore di tenuta delle pareti, e loro parametri geometrici, quali in particolare spessore e diametro.

Secondo un'ulteriore variante, il contenitore comprende una zigrinatura su una superficie esterna del ricciolo di chiusura, la quale à ̈ ottenuta, ad esempio per godronatura, in modo da determinare una deformazione plastica dei tratti interessati del mantello e delle pareti di chiusura ed aumentare la tenuta del ricciolo di chiusura stesso.

Secondo un'altra variante, entrambe le pareti di chiusura, abbiano esse funzione di fondo o di coperchio, comprendono la gola di tenuta e le nervature circolari.

In alternativa, una prima parete di chiusura, che definisce il fondo del contenitore, à ̈ conformata con la gola di tenuta e le nervature circolari, mentre una seconda parete di chiusura, che definisce il coperchio del contenitore, à ̈ conformata per prevedere almeno un'apertura di estrazione dei grani del caffà ̈, ad esempio provvista di un bordo filettato per l'associazione selettiva con un tappo a vite.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 Ã ̈ una vista laterale schematizzata e parzialmente sezionata di un contenitore metallico a tenuta secondo il presente trovato;

- la fig. 2 Ã ̈ un particolare ingrandito di una prima forma di realizzazione del contenitore di fig. 1

- la fig. 3 Ã ̈ un particolare ingrandito di una seconda forma di realizzazione del contenitore di fig. 1.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME DI REALIZZAZIONE

PREFERENZIALI DEL TROVATO

Nelle figure allegate à ̈ illustrato un tipico contenitore metallico 10, a base circolare, per il contenimento di circa 3 kg di caffà ̈ in grani, pari ad un volume di circa 9,2 litri.

Il contenitore metallico 10 comprende un mantello o, corpo centrale, 12 di forma cilindrica, un coperchio 13, ed un fondo 14 concavo realizzato con una lamiera avente uno spessore compreso tra circa 0,3mm e 0,5mm.

Nel caso di specie, il fondo 14 Ã ̈ collegato al mantello 12 per aggraffatura dei relativi bordi circolari, in modo da definire un ricciolo di chiusura inferiore 16.

Vantaggiosamente, il ricciolo di chiusura inferiore 16 Ã ̈ provvisto esternamente di una zigrinatura ottenuta per godronatura, la quale permette di consolidare, con una relativa deformazione plastica reciproca del mantello 12 e del fondo 14, l'aggraffatura dei bordi.

Il coperchio 13 ha forma sostanzialmente troncoconica e comprende un'apertura di estrazione 17 dei grani di caffà ̈ contenuti, la quale apertura di estrazione 17 à ̈ selettivamente richiudibile a tenuta, ad esempio mediante un tappo a vite (non illustrato) che si applica su un codolo filettato 19.

La parete di fondo 14 giace su un piano P sostanzialmente ortogonale ad un asse mediano longitudinale X del mantello 12 e comprende una gola di tenuta 20, ricavata ad esempio mediante imbutitura, e tre nervature circolari 21 che definiscono una superficie ondulata.

Con particolare riferimento alla fig. 2, la gola di tenuta 20 à ̈ circolare, concentrica all'asse mediano longitudinale X e in posizione periferica, cioà ̈ sostanzialmente adiacente al ricciolo di chiusura inferiore 16.

Tale gola di tenuta 20 ha una conformazione che si estende prevalentemente in direzione sostanzialmente parallela all'asse mediano longitudinale X, verso l'interno del contenitore 10 rispetto al piano di giacitura P.

In questo modo, la gola di tenuta 20 ha una sezione trasversale stretta ed allungata verso l'interno del contenitore 10. Nella fattispecie, tale gola di tenuta ha una profondità di circa 10mm ed una larghezza di circa 2mm.

Le nervature circolari 21 sono ricavate in successione fra loro ed alla gola di tenuta 20 in direzione del centro del fondo 14 e quindi con diametri progressivamente ridotti.

In particolare, ciascuna nervatura circolare 21 Ã ̈ concentrica all'asse mediano longitudinale X e definisce un'onda 22 con creste e valli sporgenti rispetto ad un piano ideale di giacitura P (fig. 1) del fondo 14.

Nella fattispecie, ciascuna delle tre onde 22 ha un'ampiezza misurata fra una cresta ed una valle di circa 4,5mm ed un raggio di curvatura di circa 7mm. Di conseguenza le tre nervature circolari 21 sono conformate fra loro sostanzialmente uguali.

Anche nella forma di realizzazione illustrata in fig. 3, la gola di tenuta 20 Ã ̈ circolare, concentrica all'asse mediano longitudinale X, sostanzialmente adiacente al ricciolo di chiusura inferiore 16 ed ha una sezione trasversale stretta ed allungata verso l'interno del contenitore.

In questa soluzione, la gola di tenuta 20 ha una conformazione che si estende prevalentemente in direzione sostanzialmente parallela all'asse mediano longitudinale X, con una profondità di circa 6,5mm ed una larghezza di circa 2mm.

Le nervature circolari 21 definiscono relative onde 22 aventi, ciascuna, un'ampiezza di circa 4mm ed un raggio di curvatura di circa 6mm.

Inoltre, nella soluzione di fig. 3, Ã ̈ previsto un tratto inclinato 23 rivolto verso l'interno del contenitore 10, che serve ad evitare il bloccaggio reciproco fra due contenitori in caso di impilaggio.

E<1>chiaro comunque che al contenitore 10 metallico a tenuta, ed al relativo procedimento di realizzazione, fin qui descritti possono essere apportate modifiche e/o aggiunte di parti, o di fasi, senza per questo uscire dall'ambito del presente trovato.

E' anche chiaro che, sebbene il presente trovato sia stato descritto con riferimento ad esempi specifici, una persona esperta del ramo potrà senz'altro realizzare molte altre forme equivalenti di contenitore metallico a tenuta, e procedimento per la realizzazione di tale contenitore metallico, aventi le caratteristiche espresse nelle rivendicazioni e quindi tutte rientranti nell'ambito di protezione da esse definito.

Claims (16)

1. RIVENDICAZIONI 1. Contenitore metallico comprendente un mantello tubolare (12) definente un asse mediano longitudinale (X), ad almeno una estremità del quale viene accoppiata, per sovrapposizione e ripiegatura dei rispettivi bordi, una parete di chiusura (14) definente un piano di giacitura (P), in modo tale da formare un ricciolo di chiusura (16) fra detto mantello (12) e detta parete di chiusura (14), caratterizzato dal fatto che detta parete di chiusura (14) comprende almeno una gola di tenuta (20) circonferenziale, ricavata sostanzialmente concentrica a detto asse mediano (X), in prossimità di detto ricciolo di chiusura (16), ed estendentesi sostanzialmente parallela all'asse (X), prevalentemente verso l'interno del mantello tubolare (12) rispetto al piano di giacitura (P), ed almeno una nervatura circolare (21) sostanzialmente concentrica e più interna a detta gola di tenuta (20) rispetto a detto ricciolo di chiusura (16), e definente un'onda (22) sporgente su almeno un lato rispetto a detto piano di giacitura (P).
2. 2. Contenitore metallico come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta almeno una parete di chiusura (14) comprende una pluralità di nervature circolari (21) ricavate sostanzialmente concentriche fra loro e progressivamente di diametro ridotto verso il centro di detta parete di chiusura (14).
3. 3. Contenitore metallico come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette nervature circolari (21) sono fra loro distanziate a passo costante.
4. 4. Contenitore metallico come nella rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che dette nervature circolari (21) sono fra loro a passo variabile.
5. 5. Contenitore metallico come nella rivendicazione 2 , 3 o 4, caratterizzato dal fatto che le onde (22) definite da dette nervature circolari (21) hanno un'ampiezza ed un raggio uguali fra loro.
6. 6. Contenitore metallico come nella rivendicazione 2 , 3 o 4, caratterizzato dal fatto che le onde (22) definite da dette nervature circolari (21) hanno un'ampiezza ed un raggio diversi fra loro.
7. 7. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la gola di tenuta (20) ha una profondità compresa fra 4mm e 30mm, preferibilmente tra 8mm e 20mm.
8. 8. Contenitore come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che la gola di tenuta (20) ha una larghezza compresa fra Imm e 3mm, preferibilmente fra l,5mm e 2,5mm.
9. 9. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che ciascuna onda (22) ha un'ampiezza misurata fra un suo fondo ed una sua cresta compresa fra 2mm e 6mm, preferibilmente fra 3mm e 5mm.
10. 10. Contenitore come nella rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto che ciascuna onda (22) ha un raggio di curvatura compreso fra 4mm e 9mm, preferibilmente fra 5mm e 8mm.
11. 11. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una zigrinatura ricavata su una superficie esterna del ricciolo di chiusura (16), per determinare una deformazione plastica dei tratti interessati del mantello (12) e della parete di chiusura (14) ed aumentare la tenuta del ricciolo di chiusura (16).
12. 12. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che entrambe le pareti di chiusura inferiore e superiore (13, 14) comprendono la gola di tenuta (20) e le nervature circolari (21).
13. 13. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 11, caratterizzato dal fatto che una prima parete di chiusura (13) comprende la gola di tenuta (20) e le nervature circolari (21), mentre una seconda parete di chiusura (14), comprende almeno un'apertura di estrazione (17).
14. 14. Contenitore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che l'altezza dell'almeno una nervatura circolare (21) Ã ̈ inferiore all'altezza della gola di tenuta (20).
15. 15. Procedimento per la realizzazione di un contenitore metallico, comprendente almeno una fase in cui alle estremità di un mantello tubolare (12) viene accoppiata per sovrapposizione e ripiegatura dei rispettivi bordi (11, 18) almeno una parete di chiusura (14), e formato un ricciolo di chiusura (16) lungo detti bordi, il quale ricciolo di chiusura (16) definisce un'aggraffatura fra detto mantello (12) e detta almeno una parete di chiusura (14), caratterizzato dal fatto che comprende almeno una fase di sagomatura in cui su detta almeno una parete di chiusura (14) viene formata almeno una gola di tenuta (20) ci<’>rconf "erenzi<’>al’e e sostanzialmente concentrica ad un asse mediano longitudinale (X) di detto mantello tubolare (12), in prossimità di detto ricciolo di chiusura (16), ed in senso sostanzialmente parallelo all'asse mediano longitudinale (X) ed estendentesi prevalentemente verso l'interno del contenitore rispetto ad un piano di giacitura (P) della stessa parete di chiusura (14), ed almeno una nervatura circolare (21) sostanzialmente concentrica e più interna a detta gola di tenuta (20) rispetto a detto ricciolo di chiusura (16), e definente un'onda (22) sporgente verso l'esterno rispetto al piano di giacitura (P) di detta parete di chiusura (14).
16. 16. Parete di chiusura per un contenitore metallico provvisto di un mantello tubolare (12), comprendente un bordo periferico (18) atto ad essere accoppiato per sovrapposizione e ripiegatura con un coniugato bordo (11) del mantello tubolare (12) in modo tale da determinare la formazione di un ricciolo di chiusura (16) che definisce l'aggraffatura fra detto mantello (12) e detta parete di chiusura, caratterizzata dal fatto che comprende, inoltre, almeno una gola di tenuta (20) ricavata sostanzialmente concentrica rispetto ad un asse mediano longitudinale (X), in prossimità di detto bordo periferico (18), ed estendentesi prevalentemente in direzione trasversale rispetto ad un piano di giacitura (P) della stessa parete di chiusura (14), ed almeno una nervatura circolare (21) ricavata sostanzialmente concentrica e più interna a detta gola di tenuta (20) rispetto a detto bordo periferico (18), e definente un'onda (22) sporgente trasversalmente rispetto a detto piano di giacitura (P), in verso opposto rispetto a detta gola di tenuta (20).