СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИДАНИЯ ЗАДАННОЙ ФОРМЫ КОРПУСАМ КОНТЕЙНЕРОВ
METHOD AND DEVICE FOR SPECIFIED SHAPING TO BODIES OF CONTAINERS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к изготовлению формы корпусов металлических контейнеров заданной формы, в основном к получению боковой стенки корпуса заданной формы, для получения новых форм на основе первоначальных корпусов контейнеров, обычно имеющих цилиндрическую форму.
Обычно такие контейнеры относятся к аэрозольному типу с относительно высоким соотношением H/D, где Н и D - соответственно высота корпуса и его диаметр или наибольший размер в сечении, при этом такое соотношение больше 1.
Уровень техники
Документ US 5,794,474 раскрывает способ и устройство для изменения формы корпуса контейнера с использованием разнообразных текучих сред. В одном варианте выполнения во внутреннюю часть корпуса контейнера вводится сопло для воздействия на внутреннюю поверхность корпуса контейнера посредством высокоскоростного жидкостного потока воды.
Документ GB 2224965 раскрывает способы и устройство для изменения формы полых деталей. Это устройство содержит формовочный шаблон, выполненный из двух половинок, образующих камеру, верхнюю и нижнюю опоры для металлической тары, форму которой требуется изменить, гидравлический зажим для герметизации кромки этой тары, и сердечник с отверстиями для подачи в тару сжатого воздуха.
Документ FR 1345493 раскрывает способ и устройство для изменения формы корпусов контейнеров. Это устройство содержит фасонную форму, выполненную из двух шаблонных половинок, и камеру сжатия с поршнем.
Документ ЕР 0853513 раскрывает системы и способы для изготовления металлической тары, имеющей декоративную форму. Этот способ содержит стадии использования формовочного шаблона и подачи в этот формовочный шаблон жидкости под давлением, при этом в формовочный шаблон помещается тара, подверженная предварительному сжатию.
Документ WO 98/17416 раскрывает восстановление формы контейнеров посредством расширения контейнера под формовочный шаблон с использованием сжатого воздуха.
Документ ЕР 0824978 раскрывает приспособление для коррекции формы полого предмета. Это приспособление содержит формовочный шаблон, средство герметизации для герметизации входного отверстия полого предмета у стенки полости формовочного шаблона, средства сжатия и разрежения, при этом средства сжатия и разрежения приспособлены к аккумулированию энергии, освобождающейся в процессе разрежения.
Документ ЕР 0521637 раскрывает устройство и способ для изменения формы контейнеров с двойной фальцовкой. Это устройство содержит формовочный шаблон, средство для заделки открытого конца контейнера, средство подачи текучей среды под давлением во внутреннюю часть контейнера, и поддерживающее средство для предотвращения деформирования двойной фальцовки в процессе расширения контейнера.
Металлические контейнеры изготавливаются с точно выдержанной формой верхней концевой части с отверстием и с точно выдержанной формой нижней концевой части, чтобы предоставить потребителям контейнеры, пригодные для заполнения, закупоривания, главным образом, методом фальцовки, и, возможно, стерилизации в автоклаве.
Большинство металлических контейнеров имеет прямые боковые части. Но на рынке имеется спрос на металлические контейнеры, имеющие сложную форму, то есть на контейнеры, которые имеют боковые части сложной формы, и которые уже выполнены с точно выдержанной формой верхней концевой части с отверстием и с точно выдержанной формой нижней концевой части.
Задача, которую необходимо решить, заключается в том, чтобы придать определенную форму боковой части металлического контейнера без изменения геометрических характеристик точно выдержанной формы его верхней концевой части с отверстием и точно выдержанной формы его нижней концевой части, исходя при этом из того, что любое их изменение приведет упомянутый контейнер в полную негодность.
Раскрытие изобретения
Первой целью настоящего изобретения является способ изменения формы боковой части полого металлического контейнера, имеющего типовую форму открытой верхней концевой части с отверстием и/или типовую форму нижней концевой части.
Согласно такому способу:
a) контейнер помещают в две половины формовочного шаблона, имеющего внутреннюю стенку определенной формы,
b) в течение промежутка времени Δt внутри полого контейнера, образующего полость, создают внутреннее давление Р текучей среды, обычно воздуха, таким образом, чтобы придать форму боковой части посредством ее растягивания к указанной стенке определенной формы, при этом стенка определенной формы имеет внутреннюю поверхность, ограничивающую сбоку пространство, в котором обычно поддерживают атмосферное давление.
Такой способ отличается тем, что внешнее давление Р' текучей среды, обычно воздуха, создают в верхнем пространстве, прилегающем к внешней или верхней поверхности открытой верхней концевой части, и/или в нижнем пространстве, прилегающем к внешней или нижней поверхности нижней концевой части определенной формы так, чтобы в течение промежутка времени Δt разность давлений ΔР=(Р-Р') была достаточно низкой, чтобы предотвратить искривления открытой верхней концевой части определенной формы и/или упомянутой нижней концевой части определенной формы, для получения металлического контейнера заданной формы.
Такой способ решает поставленную задачу. Способ можно применять для контейнеров любого типа и любого размера.
Описание чертежей
Фиг.1 - осевое сечение устройства или пресса, используемого для изменения формы металлических контейнеров, верхние и нижние поршни которого находятся в верхнем положении.
Фиг.2 - то же, что и фиг.1, но верхние и нижние поршни находятся в нижнем положении.
Фиг.3 - детализированный частичный разрез устройства согласно фиг.1.
Фиг.4 - поперечное сечение формовочного шаблона для придания формы, используемого в устройстве или прессе по фиг.1-3.
Осуществление изобретения
В соответствии с настоящим изобретением упомянутая разность давлений ΔР обычно может быть меньше 0,05 МПа при толщине контейнера, выполненного из алюминия, составляющей 0,2 мм, или при толщине контейнера, выполненного из стали, составляющей 0,17 мм. Как правило, упомянутая разность давлений может быть меньше 0,01 МПа.
Могут быть использованы верхнее и нижнее отделяющие средства для предотвращения сообщения и выравнивания давления между боковым пространством (211) и верхним пространством (101) и/или нижним пространством (141) таким образом, чтобы поддерживать ΔP1 и ΔР2 как можно ниже, при этом ΔР1 и ΔР2 представляют собой разность давлений между упомянутой полостью (15) и соответственно верхним пространством (101) и нижним пространством (141) во избежание искривления формы открытой верхней концевой части (10) и/или формы нижней концевой части (14) в процессе придания заданной формы боковой части (12).
Боковое пространство (211), как правило, находится под атмосферным давлением. Поскольку в нижнем пространстве (141) и верхнем пространстве (101) требуется поддерживать сравнительно высокое давление Р', близкое к внутреннему давлению Р, поэтому важно иметь средства для отделения бокового пространства (211) от верхнего пространства (101) и нижнего пространства (141).
В верхнем пространстве (101) и нижнем пространстве (141) можно поддерживать одинаковое давление, как правило, посредством канала или трубки, соединяющей оба пространства, и получая тем самым ΔP1=ΔР2.
Устройство или пресс (5) по фиг.1-3 содержит такой канал или трубку, соединяющую верхнее пространство (101) и нижнее пространство (141), но на фигурах эти не показаны.
В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения сжатый воздух под одним и тем же давлением Р может подаваться одновременно в полость (15) полого контейнера (1, 6), верхнее пространство (101) и нижнее пространство (141).
L
L
В соответствии с другим вариантом выполнения давление Р может создаваться с помощью нижнего поршня (3), входящего в полость (15) полого контейнера (1) через отверстие (11) таким образом, чтобы сжимать воздух внутри полости (15) с заданной степенью сжатия V1/V2, где V1 и V2 представляют собой соответственно внутренний объем полости (15) до и после перемещения нижнего поршня (3) объема V, в процессе его движения вниз в полость (15), при этом значение V2 обычно равно V1-V, а давление Р' создается вспомогательным источником давления.
В этом случае вспомогательный источник давления может использовать сжатый воздух с приспособлением для уравнивания давлений Р и Р' в течение промежутка времени Δt. Промежуток времени Δt обычно составляет от 0,5 сек до 2 сек.
Но, как показано на фиг.1-3, нижний поршень (3) может работать с помощью верхнего поршня (4), при этом нижний поршень (3) представляет собой нижнюю часть верхнего поршня (4), а верхний поршень (4) перемещается в верхнем корпусе (52) сжатия пресса (5), создавая верхнюю полость (520) сжатия со степенью сжатия V'1/V'2, где V'1 и V'2 представляют собой соответственно внутренний объем верхней полости (520) сжатия до и после перемещения верхнего поршня (4), который перемещается вниз в верхнюю полость (520) сжатия; верхний поршень (4) перемещается внутри верхней полости (520) сжатия, а верхнее пространство (101) обычно является частью верхней полости (520) сжатия, таким образом создается дополнительный источник давления.
Степени сжатия V'1/V'2 и V1/V2 обычно могут поддерживаться одинаковыми, при этом соотношение V'1.V2/V'2.V1 составляет от 0,8 до 1,2, а в предпочтительном варианте выполнения - от 0,9 до 1,1, так, чтобы разность давлений ΔР была достаточно маленькой, чтобы предотвратить какое-либо искривление формы открытой верхней концевой части и/или формы нижней концевой части, и, таким образом, выполнить металлический контейнер заданной формы.
Другим объектом настоящего изобретения является устройство, как правило, пресс (5), для применения способа согласно настоящему изобретению с целью изменения формы боковой части (12) полого контейнера (1), обычно имеющего открытую верхнюю концевую часть (10) определенной формы с отверстием (11); упомянутое устройство содержит:
a) состоящий из двух половинок формовочный шаблон (2), имеющий внутреннюю стенку (21) заданной формы, в которой обычно выполнены боковые отверстия (212) для поддержания в боковом пространстве (211) атмосферного давления; при этом формовочный шаблон (2) и внутренняя стенка (21) заданной формы выполнены так, чтобы соответствовать размеру боковой части (12) полого контейнера (1, 6),
b) верхнее и нижнее средства, обычно верхнее кольцо (53) и нижнее основание (54) для запирания/отпирания или закрытия/открывания половинок (20) формовочного шаблона (2); при этом верхнее и нижнее средства предотвращают сами или, возможно, в сочетании с дополнительными средствами, существенное выравнивание давления в боковом пространстве и верхнем и нижнем пространствах,
c) средство для подачи текучей среды под давлением в полость (15) полого контейнера (1, 6) с целью создания внутреннего давления Р текучей среды, обычно воздуха, способного расширить боковую часть (12) до стенки (21) заданной формы,
d) вспомогательное средство для подачи текучей среды под давлением, обычно воздуха, в верхнее (101) и нижнее (141) пространства с целью создания внешнего давления Р' текучей среды в верхнем пространстве (101) и нижнем пространстве (141), для получения разности давлений ΔР=(Р-Р'), достаточно низкой для предотвращения какого-либо искривления формы открытой верхней концевой части (10) и/или формы нижней концевой части (14), и, таким образом, выполнения металлического контейнера (1', 6') заданной формы.
Такое устройство или пресс (5) может содержать средство для выравнивания давлений между верхним пространством и нижним пространством; при этом упомянутое средство обычно выполняется в форме трубки или канала, соединяющего верхнее пространство (101) и нижнее пространство (141).
В соответствии с вариантом выполнения настоящего изобретения средство для подачи текучей среды под давлением в полость (15) для создания внутреннего давления Р текучей среды, обычно воздуха, может представлять собой нижний поршень (3), выполненный с возможностью перемещаться в осевом направлении в полости (15) полого контейнера (1, 6) через отверстие (11) таким образом, чтобы сжимать воздух внутри полости (15) со степенью сжатия V1/V2, где V1 и V2 представляют собой соответственно внутренний объем полости (15) полого контейнера (1, 6) до и после перемещения нижнего поршня (3), движущегося вниз или входящего в полость (15) полого контейнера (1,6), при этом давление Р' создается вспомогательным источником давления.
Как показано на фиг.1-3, вспомогательное средство для подачи текучей среды под давлением в верхнее (101) и нижнее (141) пространства для создания внешнего давления Р' текучей среды, обычно воздуха, может представлять собой верхний поршень (4), перемещающийся в верхней полости (520) сжатия таким образом, чтобы сжимать воздух до степени сжатия V'1/V'2, где V'1 и V'2 представляют собой соответственно внутренний объем верхней полости (520) сжатия до и после перемещения верхнего поршня (4), который перемещается вниз в верхнюю полость (520) сжатия; при этом верхний поршень (4), перемещающийся внутри верхней полости (520) сжатия, образует вспомогательное средство или вспомогательный источник давления.
Нижний поршень (3) может являться частью верхнего поршня (4), и нижний поршень (3) приводится в движение в результате перемещения верхнего поршня (4); при этом оба поршня (3) и (4) имеют одинаковое осевое смещение Н в процессе цикла сжатия пресса (5).
В типовом варианте выполнения нижний поршень (3) может иметь диаметр, близкий по размеру к внутреннему диаметру отверстия (11), при этом зазор между нижним поршнем (3) и отверстием (11) позволяет осуществлять свободное прохождение нижнего поршня (3) через отверстие (11).
В соответствии с настоящим изобретением величины V1, V2 и Н устанавливаются заранее, а величины V'1 и V'2 такие, что V'1.V2/V'2.V1 составляет от 0,8 до 1,2, предпочтительно - от 0,9 до 1,1, чтобы получить разность давлений ΔР=(Р-Р'), достаточно низкую для предотвращения любого искривления формы открытой верхней концевой части (10) и/или формы нижней концевой части (14).
Но в соответствии с настоящим изобретением возможно, что полость (15) и верхняя полость (520) сжатия поддерживаются под одинаковым давлением Р, при этом нижний поршень (3) взаимодействует с отверстием (11) с образованием достаточно большого зазора, что позволяет выравнивать давление между полостью (15) и верхней полостью (520) сжатия в течение промежутка времени Δt.
Как показано на фиг.3, дополнительное средство может быть выполнено в виде подвижного кольца (55), обычно содержащего уплотнительное кольцо (550).
Другим объектом настоящего изобретения является использование способа в соответствии с настоящим изобретением и/или использование устройства в соответствии с настоящим изобретением для изготовления металлических контейнеров заданной формы, как правило, металлических консервных банок и металлических контейнеров (6) для аэрозолей на основе контейнеров, уже имеющих верхние концевые части определенной формы и/или нижние концевые части определенной формы.
ПРИМЕР
На фиг.1-4 представлен пример способа и устройства или пресса (5) в соответствии с настоящим изобретением.
Металлический контейнер (1) является аэрозольным (6). Он имеет открытую верхнюю концевую часть (10) определенной формы и нижнюю концевую часть (14) определенной формы, как показано на фиг.3.
Нижний (3) и верхний (4) поршни перемещаются вдоль оси вверх и вниз, обычно в осевом направлении (16), как показано на фиг.3.
Нижнее пространство (141) и верхнее пространство (101) соединены трубкой, не показанной на фиг.1-3.
Показанный на фиг.1-3 пресс (5) содержит дополнительное кольцо (56) для обеспечения осевого смещения подвижного кольца (55), содержащего уплотнительное кольцо (550).
Такой пресс (5) позволяет придать заданную форму боковой части контейнера, уже имеющего верхнюю концевую часть определенной формы и нижнюю концевую часть определенной формы.
Как видно из фиг.3, контейнер (1, 6), которому требуется придать заданную форму, является стандартным аэрозольным контейнером, готовым для заполнения и приведения в соответствие с установленными нормами.
ПЕРЕЧЕНЬ ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ
Металлический контейнер
1
Металлический контейнер заданной формы
1'
Верхняя концевая часть определенной формы элемента 1
10
Наружная или верхняя поверхность элемента 10
100
Верхнее пространство
101
Отверстие элементов 1, 10
11
Боковая часть, которой требуется придать заданную форму
12
Боковая часть заданной формы
13
Нижняя концевая часть определенной формы
14
Наружная или нижняя поверхность элемента 14
140
Нижнее пространство
141
Полость элемента 1
15
Осевое направление
16
Формовочный шаблон для придания
заданной формы боковой части 12
2
Половинки элемента 2
20
Стенка заданной формы элементов 2, 20
21
Внутренняя поверхность
210
Боковое пространство
211
Боковые отверстия
212
Нижний поршень
3
Верхний поршень
4
Устройство - пресс
5
Основание элемента 5
50
Верхняя рама элемента 5
51
Верхний корпус сжатия
52
Верхняя полость сжатия
520
Верхнее кольцо
53
Нижнее основание
54
Подвижное кольцо
55
Уплотнительное кольцо
550
Дополнительное кольцо
56
Металлический контейнер аэрозольного типа
6
Плечо элемента 6
60