CH690321A5 - Attrezzatura e procedimento per la bordatura o rastrematura di corpi scatola cilindrici. - Google Patents

Description

  
 



  Il presente trovato concerne una apparecchiatura per la bordatura o rastrematura di corpi scatola cilindrici in materiale metallico e realizzati tramite saldatura dei suoi due lembi longitudinali sovrapposti oppure mediante il processo di imbutitura e reimbutitura, ed il metodo per attuare tale bordatura o rastrematura in una od in entrambe le estremità. 



  Nel campo della realizzazione di corpi scatola cilindrici metallici (normalmente ad uso alimentare, conserviero e delle bevande), una delle fasi più delicate è la definizione dei bordi circolari dei corpi scatola; tali bordi infatti devono essere "deformati" in modo da presentare, in un primo caso, un profilo arcuato e debordante rispetto all'ingombro cilindrico del corpo scatola (detta operazione viene denominata bordatura), oppure in un altro caso, un restringimento dei bordo verso l'interno dello stesso corpo (detta operazione viene denominata rastrematura). 



  Per ottenere queste forme dei bordi vengono utilizzate macchine nelle quali sono presenti delle attrezzature realizzanti corrispondenti tecniche di deformazione plastica scelte in funzione delle dimensioni dei corpi scatola da lavorare: per la bordatura dei corpi scatola si utilizza o una coppia di tamponi sagomati contraffacciati  o coppie di teste rotanti contraffacciate dotate di pluralità di rullini sagomati, mentre per la rastrematura vengono utilizzati solamente tamponi sagomati traslanti come meglio specificheremo in seguito. Le macchine che utilizzano tali attrezzature sono generalmente previste di una stazione di alimentazione dei corpi scatola verso una stazione di presa di un singolo corpo scatola e di posizionamento dello stesso in corrispondenza di una stazione di bordatura.

   Questa stazione è appunto costituita da tamponi sagomati traslanti o teste rotanti-traslanti con rullini: nel caso ora in oggetto si prenderà in esame la prima di tali apparecchiature. 



  Quest'ultima si compone appunto di due teste operative cilindriche, contraffacciate l'una all'altra, ciascuna con un tampone sagomato il cui profilo definisce il "negativo" del profilo da realizzare sul bordo del corpo scatola; ogni testa operativa è supportata da un rispettivo albero mobile lungo un asse longitudinale così da ottenere una traslazione in avvicinamento ed allontanamento tra le due teste operative. Nel caso di rastrematura è anche utilizzato un tampone interno, mobile assialmente e relativamente rispetto alla testa operativa, che calibra il restringimento della circolarità dei bordo rastremato nella parte finale e che presenta altresì la funzione di favorire l'estrazione dei corpo scatola dai relativi tamponi sagomati. 



  Nella pratica quindi il corpo scatola viene interposto tra i due tamponi sagomati e con il suo asse di sviluppo longitudinale coassialmente disposto rispetto all'asse di traslazione degli stessi; i tamponi sagomati quindi vengono traslati verso il corpo scatola, fisso in  detta posizione, fino al contatto graduale con i rispettivi bordi di quest'ultimo e con una forza tale da ottenere la deformazione plastica degli stessi nella conformazione voluta quando i due tamponi sagomati hanno terminato la loro traslazione in avanti. 



  Questa tecnica di bordatura o rastrematura "a tampone" presenta però limiti dimensionali di diametro e spessore dei corpi scatola, in quanto la forza necessaria per ottenere la deformazione plastica dei bordi dei corpi scatola, risultando distribuita contemporaneamente su tutto l'arco circonferenziale del bordo, è maggiore rispetto alla tecnica utilizzante rullini rotanti e traslanti che opera invece una deformazione, che diremmo "puntiforme", della superficie del bordo; la bordatura con tampone, ad esempio, viene eseguita su corpi scatola di diametro maggiore, i quali, presentando uno spessore adeguato, possono sopportare le sollecitazioni impresse su tutta l'estremità senza inconvenienti.

   Oltre a questa limitazione dimensionale si è denotato che, durante tale operazione di bordatura a tampone, si possono avere, soprattutto con diametri piccoli dei corpi scatola e con spessori sottili, dei cedimenti, o comunque delle deformazioni plastiche anomale, nel punto del bordo dove è presente la saldatura di unione del suddetti lembi longitudinali. 



  Lo scopo del presente trovato è pertanto quello di eliminare gli inconvenienti ora menzionati attraverso la realizzazione di una attrezzatura con tamponi sagomati e relativo metodo per la bordatura oppure la rastrematura dei corpi scatola cilindrici presentante una architettura costruttiva semplice, economica, e con la quale sia  possibile effettuare una precisa deformazione del bordo su corpi scatola di qualsiasi dimensione e spessore. 



  Le caratteristiche tecniche del trovato, secondo i suddetti scopi, sono chiaramente riscontrabili dal contenuto delle rivendicazioni sottoriportate ed i vantaggi dello stesso risulteranno maggiormente evidenti nella descrizione dettagliata che segue, fatta con riferimento ai disegni allegati, che ne rappresentano una forma di realizzazione puramente esemplificativa e non limitativa, in cui: 
 
   - la fig. 1 illustra l'attrezzatura per la bordatura di corpi scatola cilindrici in oggetto in una vista laterale con alcune parti asportate per meglio evidenziarne altre; 
   - la fig. 2 illustra un particolare di una attrezzatura per la rastrematura di corpi scatola cilindrici, in una vista laterale ingrandita e con alcune parti asportate;

   
   - la fig. 2a illustra un particolare ingrandito dell'attrezzatura di cui a fig. 2 in una fase iniziale dell'operazione di rastrematura, in una vista laterale; 
   - la fig. 3 illustra un corpo scatola sul cui bordo viene effettuata l'operazione di bordatura in una vista prospettica frontale in scala ingrandita e con alcune parti asportate; 
   - la fig. 4 illustra una variante realizzativa dell'apparecchiatura di cui alle figure precedenti, in una vista laterale schematica in scala ridotta rispetto alle precedenti. 
 



  Conformemente alle figure dei disegni allegati, l'attrezzatura in oggetto ed il metodo realizzato tramite la stessa attrezzatura, è parti colarmente studiata per l'applicazione su macchine che effettuano la bordatura o la rastrematura di corpi scatola cilindrici 1 (derivati mediante saldatura di due lembi, cioè scatole in tre pezzi, oppure per imbutitura o reimbutitura, cioè scatole in due pezzì), sviluppantisi secondo un asse longitudinale X, e presentanti per le scatole in tre pezzi, ognuno alle estremità aperte, due bordi 2 contrapposti;

   nel corso della trattazione, per maggior comprensione, si parlerà di deformazione plastica dei bordi 2 in generale, in quanto l'attrezzatura ed il metodo possono essere utilizzati in entrambe le operazioni (bordatura o rastrematura) di variazione plastica dei bordi 2, mediante la sola modifica della parte dei tamponi e l'aggiunta di un sistema interno per la calibratura dell'estremità che può anche essere utilizzato come sistema di estrazione del corpo scatola. 



  L'attrezzatura è generalmente costituita da una coppia di teste operative 3 atta a permettere la vera e propria deformazione plastica dei profilo P dei bordi 2; tali teste operative 3 sono disposte da parti opposte ad una zona di posizionamento operativo del corpo scatola 1 da bordare, il quale è posto in quella zona tramite un apposito elemento circolare 6 ruotabile e dotato di pluralità di alveoli 7 di alloggiamento di un singolo corpo scatola 1, così da alimentare in successione questi ultimi (l'elemento circolare 6 è visibile solo parzialmente ed in linea discontinua in quanto di tipo noto, ma comunque è costituito da un alveolo 7 di forma semicircolare e provvisto di magneti di attrazione dei corpo scatola 1, e da un pluralità di rullini gommati 8 sui quali il corpo stesso si appoggia con possibilità di  rotazione libera attorno al proprio asse longitudinale X).

   Questo esempio esplicativo di fig. 1 può essere applicato anche deformando una sola estremità del corpo scatola cilindrico. 



  Come visibile in particolare in fig. 1, riferita alla operazione di bordatura, le teste operative 3 comprendono, ognuno, una parte o tampone sagomato 4 cilindrico dotato di un profilo P1 copiante il suddetto profilo P da realizzare sui bordi 2 del corpo scatola 1 e copiante altresÌ, come dimensione esterna, lo sviluppo circonferenziale del corpo scatola 1.

   Ogni testa operativa 3 è solidale a rispettivi mezzi 5 di movimentazione (ad esempio un albero), i quali sono ruotabili attorno e mobili lungo un suo asse longitudinale X1 tra due posizioni estreme: una non operativa, in cui i tamponi sagomati 4 risultano allontanati dal rispettivo bordo 2, e l'altra operativa, in cui gli stessi tamponi 4 si trovano a contattare con gradualità il bordo 2 con una forza, indicata con la freccia F, tale da permettere la deformazione plastica del bordo 2 causata dal contemporaneo avanzamento e dalla rotazione del tamponi 4. 



  Nel caso in oggetto l'attrezzatura prevede ognuno dei tamponi sagomati 4 disposto con il proprio asse longitudinale X1 inclinato di un angolo  alpha  rispetto all'asse X longitudinale del corpo scatola 1 disposto nella suddetta zona di posizionamento operativo rispetto al piano verticale; questa inclinazione potrà aversi su più piani, così da definire l'asse X1 come asse "sghembo" inclinato di un valore  delta  sul piano verticale e di un valore  beta  sul piano orizzontale a definire un angolo  alpha  (come illustrato in fig. 3). 



  I tamponi 4 inoltre risultano angolarmente contrapposti l'uno all'altro ed indipendentemente mobili in traslazione, indicata con le frecce A, ed in rotazione, indicata con la freccia F1, attorno al rispettivo asse longitudinale X1 concordemente l'uno con l'altro: tale rotazione permette, quando i tamponi 4 sono in posizione operativa mediante l'avanzamento lineare, una rotazione indotta del corpo scatola 1 con verso V concorde alla rotazione dei tamponi 4 ottenuto per contatto tra ogni testa operativa 3 ed il corrispondente bordo 2 in una zona indicata con D nella fig. 3, con la quale si ha la definizione progressiva del profilo P dello stesso bordo (illustrato nella fig. 1). 



  Il suddetto angolo  alpha  di inclinazione dell'asse longitudinale X1 di ogni tampone 4 rispetto all'asse X di sviluppo del corpo scatola 1 sarà compreso tra 0 DEG  e 30 DEG , e preferibilmente, ma non limitatamente, tale angolo sarà compreso tra 0.5 DEG e 5 DEG  (nelle figure le inclinazioni sono di una quantità maggiore per poter illustrare meglio la soluzione). 



  Vantaggiosamente nelle fig. 2 e 2a è parzialmente illustrata una attrezzatura per la rastrematura dei bordi 2 dei corpi scatola 1 operante con la struttura sopra descritta, dove appunto è presente una testa operativa 3 che avvolge esternamente e parzialmente il bordo 2 del corpo scatola 1 operando così in progressione nella suddetta zona D, e dove è anche presente un relativo tampone interno 11 che calibra la deformazione della parte finale del bordo 2 durante la rastrematura per poi procedere all'estrazione del corpo scatola me diante un ulteriore avanzamento lineare. Anche in questo caso il corpo scatola 1 può ruotare attorno al proprio asse X grazie alla particolare struttura dell'alveolo 7 che lo supporta e di cui abbiamo accennato precedentemente. 



  La metodologia operativa delle attrezzature ora descritte, per bordare o rastremare i corpi scatola cilindrici 1, prevede quindi una prima fase di posizionamento dello stesso corpo scatola 1 nella zona operativa; successivamente si ha l'avvicinamento con traslazione e rotazione contemporanea dei due tamponi sagomati 4 ai relativi bordi 2 (vedi frecce A ed F1 di fig. 1 e 2) effettuata dai mezzi 5. Infine vi è il contatto operativo nella zona D dei tamponi 4, durante la loro traslazione e rotazione, sui bordi 2 che permette la deformazione plastica progressiva degli stessi bordi durante la rotazione indotta del corpo scatola 1 (vedi freccia V di fig. 1 e 2).

   E' poi possibile ottenere una perfetta calibratura dimensionale delle estremità bordate o rastremate dei corpi scatola mediante una serie di ulteriori rotazioni dei tamponi 4, quando i mezzi 5 hanno terminato la loro traslazione A verso i corpi scatola stessi. Nel caso della rastrematura, il gruppo 11 può eseguire una ulteriore traslazione verso il corpo scatola, dopo la rastrematura, per ottenere la sua estrazione dai tamponi 4. 



  Fino ad ora si è parlato di attrezzature utilizzabili per bordare o rastremare corpi scatola 1 cilindrici disposti con il suddetto asse di sviluppo X orizzontalmente, ma è possibile effettuare le stesse operazioni con una analoga attrezzatura per corpi scatola disposti con  asse di sviluppo verticale; in questo caso le suddette inclinazioni  alpha  dei tamponi sagomati 4 sono calcolate e riferite all'asse verticale. Una ulteriore variante è illustrata nello schema di fig. 4, dove i tamponi sagomati 4 risultano inclinati, sui loro corrispondenti assi X1 e X2, di rispettivi angoli  alpha 1 ed  alpha 2 di diversa ampiezza l'uno dall'altro, rispetto sempre all'asse di sviluppo X del corpo scatola 1; su questi assi X1 e X2 inclinati i tamponi sagomati 4 possono sempre traslare e ruotare come descritto precedentemente in modo sincronizzato tra loro. 



  Tale attrezzatura ed il relativo metodo quindi consentono l'ottenimento di lavorazioni sui bordi ottimale, senza alterare più del necessario l'architettura costruttiva dei tamponi siano esse delle bordatrici o delle rastrematrici; il contatto su una zona relativamente ristretta, dovuto alle rotazioni e traslazioni graduali dei tamponi, fa sì che possano essere lavorati corpi scatola di qualsiasi dimensione e spessore senza avere rischi di deformazioni anomale, o comunque di cedimenti in punti dei bordo da lavorare. 



  Il trovato così concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo. Inoltre, tutti i dettagli possono essere sostituiti da elementi tecnicamente equivalenti. 

Claims (11)

1. Attrezzatura per la bordatura o rastrematura di corpi scatola cilindrici (1) sviluppantisi secondo un asse longitudinale (X) e presentanti, ognuno, almeno un bordo (2), detta apparecchiatura essendo costituita da almeno una testa operativa (3) disposta contraffacciata ad una zona di posizionamento operativo di detto corpo scatola (1) da bordare ed atta a permettere una variazione plastica del profilo (P) di detto bordo (2);

detto almeno una testa operativa (3) comprendendo un tampone sagomato (4), cilindrico dotato di un profilo (P1) copiante il detto profilo (P) da realizzare sul detto bordo (2) di detto corpo scatola (1) e solidale a rispettivi mezzi di movimentazione (5) mobili almeno lungo un loro asse longitudinale (X1), mediante un avanzamento lineare (A), tra due posizioni estreme rispettivamente non operativa, in cui il detto tampone sagomato (4) risulta allontanato dal rispettivo detto bordo (2), ed una operativa in cui detto tampone sagomato (4) si trova gradualmente a contatto con detto bordo (2) con una forza (F) tale da permetterne la detta deformazione plastica di detto bordo (2), terminando la movimentazione lungo il detto asse (X1) a definizione avvenuta del profilo di bordatura o rastrematura, caratterizzata dal fatto di prevedere detto tampone sagomato (4)

disposto con il proprio asse longitudinale (X1) inclinato di un angolo ( alpha ) rispetto al detto asse di sviluppo (X) di detto corpo scatola (1) disposto in detta zona di posizionamento operativo; detto tampone sagomato (4) essendo altresì mobile in rotazione (F1) attorno al rispettivo detto asse longitudina le (X1) così da ottenere, in corrispondenza di detta posizione operativa, una rotazione indotta di detto corpo scatola (1) con verso (V) concorde alla rotazione di detto tampone sagomato (4) atto a permettere il contatto tra ogni detta testa operativa (3) ed il rispettivo detto bordo (2) in una zona (D) di definizione del profilo (P) dello stesso bordo.

2.

Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, in cui detto corpo scatola (1) presenta due detti bordi (2) contrapposti su cui agiscono rispettivi tamponi sagomati (3), caratterizzata dal fatto che ogni detto tampone sagomato è inclinato di detto angolo (a) con il proprio asse longitudinale (X1) ed entrambi risultano tra loro angolarmente contrapposti; detti tamponi sagomati (4) traslando l'uno verso l'altro e ruotando concordemente l'uno all'altro così da ottenere, in corrispondenza di detta posizione operativa, una rotazione indotta di detto corpo scatola (1) con verso (V) concorde alla rotazione di detti tamponi sagomati (4).

3. Attrezzatura secondo la rivendicazione 2, caratterizzata dal fatto che ogni detto tampone sagomato (4) risulta inclinato, sul corrispondente detto asse (X1, X2), di rispettivi angoli ( alpha 1, alpha 2) diversi l'uno rispetto all'altro.

4.

Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto tampone sagomato (4) ricopia il detto profilo (P) di detto bordo (2) di detti corpi scatola (1) anche nello sviluppo circonferenziale dello stesso corpo scatola.

5. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto angolo ( alpha ) di inclinazione dei detto asse longitudinale (X1) di detto tampone sagomato (4) rispetto al detto asse (X) di sviluppo di detto corpo scatola (1) è compreso tra 0 DEG e 30 DEG .

6. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il detto angolo ( alpha ) di inclinazione del detto asse longitudinale (X1) di ogni detto tampone sagomato (4) rispetto al detto asse (X) di sviluppo di detto corpo scatola (1) è compreso tra 0.5 DEG e 5 DEG .

7.

Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta zona (D) di contatto tra ogni detto bordo (2) del detto corpo scatola (1) e la rispettiva detta testa operativa (3) è disposta sostanzialmente interna allo stesso corpo scatola.

8. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta zona (D) di contatto tra ogni detto bordo (2) del detto corpo scatola (1) e la rispettiva detta testa operativa (3) è disposta sostanzialmente esterna allo stesso corpo scatola.

9. Attrezzatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che la detta inclinazione ( alpha ) di detto asse (X1) di detto tampone sagomato (4) è su più piani così da definire un asse sghembo inclinato di un angolo ( delta ) su un piano verticale e di un angolo ( beta ) su un piano orizzontale e definenti la suddetta inclinazione ( alpha ).

10.

Procedimento di messa in esercizio di un'attrezzatura per la bordatura o rastrematura di corpi scatola cilindrici (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi di: a) avvicinamento di almeno un tampone sagomato (4) al relativo bordo (2) con traslazione lungo detto asse (X1) e rotazione contem poranea attorno a quest'ultimo asse (X1), detto tampone sagomato (4) essendo inclinato di un angolo ( alpha ) rispetto a detto asse longitudinale di sviluppo (X) di detto corpo scatola (l); e b) deformazione plastica di detto bordo (2) attraverso il contatto distribuito su una relativa zona (D) del bordo (2) stesso con il relativo detto tampone sagomato (4) operante sul detto bordo (2).

11.

Procedimento di messa in esercizio di un'attrezzatura per la bordatura o rastrematura di corpi scatola cilindrici (1) secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto di comprendere le seguenti fasi di: a) avvicinamento con traslazione lungo detto asse (X1) e rotazione contemporanea attorno a quest'ultimo asse (X1) con senso concorde l'uno all'altro di detti tamponi sagomati (4) inclinati di un angolo ( alpha ) rispetto a detto asse longitudinale di sviluppo (X) di detto corpo scatola (1) in modo da permettere una relativa rotazione indotta concorde a quella di detti tamponi sagomati (4) da parte di detto corpo scatola (1) cilindrico; e b) deformazione plastica contemporanea di detti bordi (2) attraverso il contatto distribuito su una relativa zona (D) dei bordi (2) stessi con i relativi tamponi sagomati (4) operanti sul relativo bordo (2).