ES2903202T3 - Un método para conformar un tapón de cierre de embutición profunda - Google Patents

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Abstract

Un método para conformar un tapón de cierre de embutición profunda para colocar sobre el extremo superior de una botella, comprendiendo el método: - conformar por embutición una primera copa (C1) a partir de una chapa plana (10) de material metálico que define un grosor de base, incluyendo la primera copa (C1) una primera base de copa (B1), una primera pared de copa (W1) y un extremo abierto; - realizar una primera reembutición de la primera copa (C1) para conformar una copa reembutida (C2) que tiene una base de copa reembutida (B2) y una pared de copa reembutida (W2), y un extremo abierto; - seguir pasando el material a través de una matriz de planchado (236), en donde la matriz de planchado (236) reduce el grosor de la pared de la copa reembutida (W2) al menos adyacente al extremo abierto, - caracterizado por que después de pasar el material a través de la matriz de planchado (236), el grosor de la pared de copa adyacente al extremo abierto de la copa es menor que el grosor de la pared de copa adyacente a la base de la copa, y - por que la primera copa (C1) incluye además una primera brida de copa (F2) que se extiende lateralmente desde la primera pared de copa (W1).

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para conformar un tapón de cierre de embutición profunda
La presente invención se refiere a un método para conformar un tapón de cierre de embutición profunda.
Los tapones para recipientes normalmente se conforman a partir de piezas en bruto perforadas de chapa metálica y se pueden conformar en una operación de embutición en donde una herramienta de perforación embute el material de la pieza en bruto a través de una matriz para conformar un cierre que tenga una base y una pared cilíndrica que se extienda hacia un extremo exterior abierto. A medida que el material se embute a través de la matriz, el material hacia el extremo exterior se comprime para conformar el diámetro de la pared.
En los procesos de embutición y reembutición, el material proporcionado por una pieza en bruto se puede transformar en cartuchos o copas en etapas sucesivas en un proceso de reducción de conformación de material, en el que el diámetro del cartucho o copa se reduce y la altura de la pared cilíndrica aumenta en cada etapa. A medida que el material pasa por las sucesivas matrices, el grosor del material que define la pared tiende a aumentar a medida que pasa por la matriz, de modo que se define un grosor no uniforme en la pared a lo largo de su longitud axial. Además, a medida que el material pasa por la matriz, se comprime y trabaja mecánicamente y la orientación direccional del material se define por el grano del material, lo que puede generar proyecciones en forma de estiramientos o raspaduras que se forman en el borde definido por el extremo exterior abierto del cartucho. Tales proyecciones durante la formación del cartucho se consideran material de desecho que ha de recortarse del extremo exterior para proporcionar el cartucho como un producto terminado.
Por ende, en un proceso de embutición profunda donde la altura final de la pared de un cartucho o copa es sustancialmente mayor que el diámetro, es posible que se requiera un trabajo sustancial del material para obtener las dimensiones deseadas de altura de pared y grosor de pared, y existe una necesidad continua de reducir los efectos del trabajo mecánico aplicado en el material para minimizar el desperdicio sin dejar de producir las dimensiones deseadas, tal como para cartuchos de embutición profunda de pared fina.
En algunas aplicaciones, como en envases de alimentos y bebidas, se pueden aplicar revestimientos al material antes del proceso de embutición y reembutición para conformar el cartucho, en donde la aplicación del revestimiento puede proporcionar al material protección contra la corrosión. El revestimiento de laca es un material de revestimiento convencional o tradicional muy bien conocido que se puede aplicar como una solución a través de varios procesos para formar una capa sobre la superficie del material. En un proceso de aplicación habitual para revestimientos de laca, se aplica una solución de revestimiento de laca al material y un disolvente de la disolución se puede eliminar por evaporación, que puede acelerarse calentando el material. En algunos casos, se puede aplicar un revestimiento tanto antes de la operación de conformación del metal como después de la operación de conformación del metal, tal como una etapa de restauración para reemplazar el revestimiento dañado. Es conveniente mantener la integridad del revestimiento de laca una vez se aplique en el material para mantener la uniformidad del revestimiento y evitar la prolongación del proceso y los gastos adicionales asociados con la reaplicación del revestimiento.
Como alternativa al revestimiento de laca, se han desarrollado revestimientos laminados en los que una película, tal como la que se pueda formar, por ejemplo, por un material polimérico prefabricado o soplado, se puede aplicar a la superficie del material sin el uso de disolventes, que comprende un revestimiento ecológico. Así mismo, los revestimientos laminados pueden proporcionar una mayor resistencia a los daños durante las operaciones de conformación del material. No obstante, los revestimientos laminados pueden ser más costosos que los revestimientos de laca tradicionales y existe un límite respecto al grosor mínimo de película que se puede aplicar eficazmente a una superficie. Por ende, en muchas aplicaciones sigue siendo deseable utilizar revestimientos de laca tradicionales, es decir, revestimientos no laminados, como revestimiento protector de superficies.
Adicionalmente, para cartuchos de embutición profunda que están conformadas por un material que tiene un revestimiento, tal como un revestimiento o película resistente a la corrosión, es conveniente controlar la conformación del material de la pieza en bruto de manera que el revestimiento permanezca intacto en todas las partes del proceso de conformación del material. Por ejemplo, si el material se somete a presiones elevadas a medida que pasa a través de una matriz de embutición, se pueden formar finos trozos de pelusa o formaciones a modo de pelos en el borde exterior abierto del cartucho de embutición profunda, lo que puede ensuciar la matriz e interferir con las operaciones de conformación por embutición adecuadas y puede contaminar el producto final definido por el cartucho.
En una forma o categoría concreta de tapones, comúnmente conocida como tapón a prueba de manipulación, se conforma un tapón de embutición profunda para colocarlo sobre el extremo superior de una botella como, por ejemplo, una botella de vino. El tapón a prueba de manipulación suele incluir una porción de extremo cerrado que incluye una "porción roscada" que puede superponerse a las roscas de una botella y comprimirse y adaptarse a las roscas de la botella. Una muesca adyacente a la porción roscada del tapón define una parte frangible del tapón que puede romperse cuando se abre la botella, en donde la muesca conecta la porción roscada a una porción de faldón del tapón que se extiende por debajo de la porción roscada. La porción de faldón puede proporcionar una ubicación para la impresión de marcas de franqueo de etiquetas. En general, los procesos de embutición/reembutición realizados para conformar los tapones a prueba de manipulación están dirigidos a garantizar la conformación correcta del tapón de manera que proporcionen un grosor de material que permita que el tapón se adapte a las roscas subyacentes de la botella. Esto requiere los grosores de material sustanciales del tapón. Teniendo en cuenta el gran número de tapones de este tipo que se producen en la actualidad, sería conveniente reducir el material utilizado para un tapón determinado.
El documento US 2017/0283126 A1 divulga un método para conformar un tapón de cierre de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 mediante la denominada "presión final", donde después de estampar una copa se ejecuta una pasada de embutición adicional para estirar y disminuir el material de la copa.
El documento EP 0118926 A2 divulga respecto al hierro una porción de extremo de un cuerpo de lata de una lata para bebidas carbonatadas para disminuir el metal y así ahorrar peso, en donde la porción de extremo está embridada hacia afuera y conectada a un extremo de lata mediante doble costura, y donde se produce un perfil resistente a la presión en la pared de extremo para permitir que la pared de extremo se flexione en respuesta a presiones internas o externas sin distorsión permanente.
A partir del documento WO 2020/225288 A1, que es un documento de publicación tardía de conformidad con el Artículo 54 (3) del CPE, se conoce un método para fabricar tapones metálicos que comprende las etapas de proporcionar una tira o chapa hecha de aleación de aluminio revestida en ambas caras con una capa de barniz, una primera operación de corte para obtener discos denominados "piezas en bruto", una etapa de estampación de las piezas en bruto, en uno o más pases, para conformar una preforma estampada que comprende una cabeza y un faldón, al menos una etapa de embutición que consiste en pasar la preforma estampada a través de al menos un anillo de embutición con el fin de alargar el metal y disminuirlo. Un punzón utilizado para la etapa de embutición puede tener dos diámetros diferentes a lo largo de su longitud. Esto permitirá variar el grosor del faldón del tapón, teniendo la parte superior del faldón un grosor mayor que la parte inferior del faldón.
Partiendo de la técnica anterior, un objeto de la invención es proporcionar un método del tipo mencionado anteriormente que permita la producción de tapones, por ejemplo, tapones a prueba de manipulación, que cumplan de forma fiable los requisitos funcionales, por ejemplo, se adapten a las roscas subyacentes de las botellas, minimizando al mismo tiempo el material necesario.
La invención cumple este objeto en función de la reivindicación independiente 1. Las realizaciones ventajosas pueden encontrarse en las reivindicaciones dependientes, así como en la memoria descriptiva y los dibujos.
Para un método del tipo mencionado anteriormente, la invención soluciona el objeto con las siguientes etapas:
- embutir una primera copa a partir de una chapa plana de material metálico que define un grosor de base, incluyendo la primera copa una primera base de copa, una primera pared de copa, una primera brida de copa, que se extiende lateralmente desde la primera pared de copa, y un extremo abierto;
- realizar una primer reembutición de la primera copa para conformar una copa reembutida que tiene una base de copa reembutida y una pared de copa reembutida, y un extremo abierto;
- seguir pasando el material a través de una matriz de planchado, en donde la matriz de planchado reduce el grosor de la pared de la copa reembutida al menos adyacente al extremo abierto,
- caracterizado por que después de pasar el material a través de la matriz de planchado, el grosor de la pared de la copa adyacente al extremo abierto de la copa es menor que el grosor de la pared de la copa adyacente a la base de la copa.
El tapón conformado con el método inventivo es un tapón para colocar sobre el extremo superior de una botella tal como, por ejemplo, una botella de bebida, tal como una botella de vino o licor. El tapón puede ser el denominado tapón a prueba de manipulación. De acuerdo con la invención, se conforma una primera copa a partir de una chapa plana de material metálico en una etapa de conformación por embutición. La primera copa incluye una primera base de copa, una primera pared de copa y un extremo abierto. En una primera reembutición consiguiente realizada en la primera copa, se conforma una copa reembutida que tiene una base de copa reembutida, una pared de copa reembutida y un extremo abierto. A continuación, la copa reembutida se pasa a través de una matriz de planchado, en donde la matriz de planchado reduce el grosor de la pared de la copa reembutida al menos en una sección de la pared de la copa reembutida adyacente al extremo abierto.
La etapa de planchado de la pared puede producirse directamente después de la primera etapa de reembutición. No obstante, se pueden realizar más etapas de reembutición después de la primera reembutición. En este caso, también es posible llevar a cabo la etapa de planchado de la pared después de cualquiera de las etapas de reembutición siguientes, por ejemplo, después de la última etapa de reembutición. Por ejemplo, se puede llevar a cabo exactamente una etapa de planchado de la pared. Puede ser preferible realizar la etapa de planchado de la pared después de la última etapa de reembutición. Esto facilita el proceso de producción. No obstante, por supuesto, también es posible llevar a cabo varias etapas de planchado después de llevar a cabo varias etapas de reembutición. Por ejemplo, el material puede someterse a la etapa de planchado después de todas las etapas de reembutición o después de algunas de las etapas de reembutición.
La matriz de planchado puede incorporarse en la primera herramienta de reembutición y/o en una o más herramientas de reembutición posteriores, en concreto, al menos en la última herramienta de reembutición, formando así parte de la herramienta de reembutición correspondiente. No obstante, por supuesto, también es posible proporcionar la/las matriz/ces de planchado separada/s de la/s herramienta/s de reembutición. La etapa de planchado puede ser una parte integrada de la primera etapa de reembutición y/o, por ejemplo, una de las etapas posteriores de reembutición, o puede ser una etapa separada. Si la etapa de planchado es una parte integrada de una etapa de reembutición, la etapa de planchado se puede realizar, por ejemplo, proporcionando un espacio de la herramienta de reembutición más estrecho que el grosor del material en dicho momento, llevando a cabo de esta manera la etapa de planchado. la matriz de planchado se incorporaría entonces en este espacio más estrecho. la matriz de planchado también se puede proporcionar como una pieza separada apilada en la parte superior de la matriz de reembutición. Esto permite sustituir fácilmente la matriz de planchado debido al desgaste o cambiar con rapidez el tamaño de la matriz de planchado.
La invención también se puede aplicar, en general, a diferentes procesos de reembutición, por ejemplo, embutición inversa, embutición telescópica, embutición progresiva.
En la técnica anterior, el grosor de los tapones, en concreto, el grosor de la pared normalmente cilíndrica que se extiende desde la base de los tapones de este tipo, en concreto, tapones para colocar sobre el extremo superior de una botella, viene dictado por la función de la pared cilíndrica, en concreto, en una porción roscada que se traba a una rosca sobre el tapón de una botella. No obstante, los presentes inventores han descubierto que se puede considerar que la pared normalmente cilíndrica que se extiende desde la base de los tapones tiene dos secciones, a saber, una primera "sección funcional" que comprende, por ejemplo, una rosca para trabar una rosca correspondiente del tapón de una botella y, también, para mantener la presión potencial, siendo esta sección funcional la sección adyacente a la base de los tapones, y una segunda "sección no funcional" que se extiende desde la sección funcional hasta el extremo abierto de los tapones. La sección funcional requiere un cierto grosor de material para cumplir de manera fiable los requisitos funcionales del tapón, en concreto, para mantener de forma segura el tapón en la parte superior de una botella. Además, los presentes inventores han descubierto que la sección no funcional no tiene que cumplir dichos requisitos. Por el contrario, esta sección no funcional, que es, en concreto, una sección de faldón, solo suele servir para fines de imagen y publicidad, por ejemplo, colocándole una impresión o similar, con requisitos de baja estabilidad. En consecuencia, el grosor del material de esta sección no funcional puede ser reducido y potencialmente menor que el de la sección funcional y, por tanto, que el de los tapones de la técnica anterior sin comprometer el funcionamiento fiable de los tapones. Sometiendo el material a un proceso de planchado de la pared para reducir el grosor de la pared de la copa reembutida al menos adyacente al extremo abierto, es posible ahorrar material de manera muy sustancial sin poner en riesgo la funcionalidad fiable de los tapones. De igual manera, incluir una etapa de planchado de paredes en el proceso de conformación no tiene ningún efecto en el proceso potencial corriente atrás (preparación de la chapa) y corriente adelante (revestimiento, impresión, moleteado). Así, se puede integrar fácilmente en las líneas de producción. La secuencia de embutición se puede dejar intacta.
La primera copa tiene una primera brida de copa que se extiende lateralmente desde la primera pared de la copa. Así mismo, la copa reembutida se puede conformar con una brida, por ejemplo, en caso de que se requieran dos reembuticiones.
De acuerdo con una realización, es posible que para realizar la primera reembutición se proporcione una primera herramienta de reembutición que incluya una primera matriz de reembutición, un primer pisador de reembutición y un primer punzón de reembutición móvil entre una posición extendida que coopera con la primera matriz de reembutición y una posición retraída, una porción de la primera base de copa se traba con una primera fuerza predeterminada entre el primer pisador de reembutición y la primera matriz de reembutición, en donde el primer pisador de reembutición coopera con la primera matriz de reembutición para obligar al material de la primera copa a doblarse a lo largo de un radio de la primera matriz de reembutición, y el primer punzón de reembutición se mueve a la posición extendida para embutir el material de la primera copa a través de la primera matriz de reembutición y definir la pared de la copa reembutida.
La conformación por embutición y la primera reembutición se pueden realizar, además, con un método de embutición inversa, donde la conformación por embutición y la primera reembutición se efectúan en una herramienta combinada. No obstante, una herramienta para la conformación por embutición y una herramienta para la primera reembutición también pueden ser herramientas independientes.
La primera copa se puede conformar a partir de una pieza en bruto revestida cortada de la chapa plana de material metálico. De acuerdo con otra realización, el material puede ser aluminio. Este material se utiliza a menudo para tapones de este tipo. El material puede incluir un revestimiento, preferentemente un revestimiento de laca tradicional antes de someterse a la etapa de conformación por embutición y, por tanto, también antes de someterse a la primera etapa de reembutición. No obstante, el material también puede no tener revestimiento. El grosor máximo del material que pasa a través de la matriz de planchado puede reducirse en un intervalo de menos del 70 %, preferentemente no más del 50 %, más preferentemente, de aproximadamente el 25 % al 40 %. Esta reducción es posible sin dañar el revestimiento de laca. Sorprendentemente se ha descubierto que el material, tal como aluminio, que tiene un revestimiento, tal como un revestimiento de laca, puede someterse a un proceso de planchado de paredes según la invención sin dañar el revestimiento de forma importante. Incluso si el proceso de planchado de las paredes causara una ligera tensión en el revestimiento de laca, lo que derivaría potencialmente en una ligera porosidad del revestimiento, seguiría sin ser muy importante si se limitase a la sección no funcional, donde el revestimiento solo tiene fines decorativos. En una aplicación tradicional de embutición y planchado de paredes (DWI) para conformar una pieza en bruto de metal revestida de laca, la etapa de planchado normalmente puede reducir el grosor del material en aproximadamente un 70 %, causando en el proceso un daño sustancial en un revestimiento de laca. Es conveniente mantener la integridad del revestimiento de laca una vez se aplique en el material para mantener la uniformidad del revestimiento y evitar la prolongación del proceso y los gastos adicionales asociados con la reaplicación del revestimiento. Esto se consigue con las reducciones de grosor explicadas anteriormente en la etapa de planchado de paredes a aproximadamente la mitad (o menos) del planchado de un proceso DWI tradicional. Este "planchado de paredes parcial" es particularmente ventajoso para el procesamiento de material revestido de laca.
El hecho de someter el material, incluyendo un revestimiento, preferentemente un revestimiento de laca, al proceso de planchado de paredes tiene la ventaja adicional de que en la superficie del material se necesita muy poco refrigerante/lubricante, o nada, tal como aceite, a diferencia de en los procesos convencionales de planchado de paredes, donde el aluminio se inunda/cubre con una mezcla de refrigerante/aceite, comúnmente a más de 70 litros/min, para el proceso de planchado de paredes. Por el contrario, el revestimiento de laca proporciona la lubricación necesaria. Por el contrario, la lubricación con aceite convencional tiene la desventaja de que el aceite debe eliminarse por completo para una posterior provisión de un revestimiento (laca). Esto deriva en más requisitos adicionales, como proporcionar las correspondientes arandelas, y puede evitarse de acuerdo con la invención. La lubricación limitada que potencialmente se requiere aún en el proceso de la invención puede eliminarse fácilmente, por ejemplo, pasando el material a través de un horno.
De acuerdo con una realización adicional, después de pasar el material a través de la matriz de planchado, el grosor de la pared de la copa al menos adyacente a la base de la copa puede ser sustancialmente el mismo que el grosor de la base de la chapa de material metálico. El grosor de la base de la chapa de material metálico puede ser, por ejemplo, de menos de 0,5 mm, más concretamente de menos de 0,3 mm, por ejemplo, de 0,23 mm. Como se explicó anteriormente, en los procesos de embutición/reembutición, el grosor de la pared de la copa tiende a aumentar a medida que el material pasa a través de las sucesivas matrices, de modo que puede generarse un grosor no uniforme en la pared a lo largo de su longitud axial. En concreto, el grosor tiende a aumentar desde la base de la copa hacia el extremo abierto de la copa. Como resultado, después del proceso de embutición/reembutición, es, en concreto, la sección de faldón no funcional la que puede tener un grosor de pared mayor que la sección funcional. Esto es particularmente innecesario y, con respecto al uso de materiales, particularmente indeseado, tal y como se ha explicado anteriormente. Con el sometimiento inventivo de la copa reembutida a un proceso de planchado de paredes, se puede reducir el grosor de la sección de faldón no funcional, por ejemplo, al grosor de la base de la chapa de material metálico. La base de la copa también tiene un grosor sustancialmente igual que el grosor de la base de la chapa de material metálico. La sección funcional puede tener un grosor de pared también sustancialmente igual que el grosor de base de la chapa de material metálico o, por ejemplo, mayor que el grosor de base de la chapa de material metálico. Así, el uso de material se puede reducir considerablemente.
De acuerdo con la invención, después de pasar el material a través de la matriz de planchado, el grosor de la pared de la copa adyacente al extremo abierto de la copa es menor que el grosor de la pared de la copa adyacente a la base de la copa. En concreto, la pared de la copa que forma la sección no funcional puede estar provista de un grosor menor que el de la pared de la copa que forma la sección funcional. De esta manera, se puede reducir todavía más el uso de material.
De acuerdo con una realización adicional, se puede proporcionar una muesca entre la pared de la copa adyacente a la base de la copa, en concreto, la sección funcional y la pared de la copa adyacente al extremo abierto, en concreto, la sección no funcional, definiendo la muesca una línea de ruptura predeterminada al abrir un recipiente, tal como una botella, provista del tapón de cierre. La muesca separa así la sección funcional de la sección no funcional. Si bien la sección de debajo de la línea de la muesca se denomina sección no funcional, se observa que para proporcionar la denominada evidencia de manipulación indebida, al menos un anillo por debajo de la muesca puede seguir cumpliendo una función. De acuerdo con otra realización, la pared de la copa adyacente a la base de la copa puede estar provista, además, de una rosca para trabar la rosca de un recipiente, tal como una botella. Una rosca de este tipo se conforma normalmente tras colocar el tapón en la parte superior de una botella, en donde el tapón está conformado de acuerdo con una rosca provista en la parte superior de la botella. Antes de colocar el tapón en la parte superior de una botella, el tapón puede proveerse de un perfil moleteado.
De acuerdo con una realización adicional, la pared de la copa adyacente al extremo abierto puede estar provista además de al menos un reborde de refuerzo, que se extiende preferentemente por toda la circunferencia de la pared de la copa. Este reborde de refuerzo le da a la sección no funcional estabilidad adicional si fuera necesario. Este reborde se puede conformar en el proceso de moleteado posterior que se requiere para conformar el tapón por encima de la línea de muesca, incluida la misma. Este reborde se puede conformar en el proceso de moleteado posterior que se requiere para conformar el tapón por encima de la línea de muesca, incluida la misma.
La primera o segunda matriz de reembutición puede comprender también una matriz de anidamiento que tiene un rebaje anular adyacente a un radio del primer o segundo pisador de reembutición, y la primera o segunda matriz de reembutición puede comprender una superficie anular que coopera con el rebaje anular que define un espacio para el paso de material al radio de la primera o segunda matriz de reembutición.
El método puede comprender además las siguientes etapas:
- proporcionar una segunda herramienta de reembutición que incluye una segunda matriz de reembutición, un segundo pisador de reembutición y un segundo punzón de reembutición que se puede mover entre una posición extendida, que coopera con la segunda matriz de reembutición, y una posición retraída;
- realizar una segunda reembutición de la copa reembutida con la segunda herramienta de reembutición después de la primera reembutición y antes de pasar el material a través de la matriz de planchado para conformar una segunda copa reembutida que tiene una base de copa, una pared de copa y un extremo abierto, incluyendo la segunda reembutición:
- trabar una porción de la base de la copa reembutida entre el segundo pisador de reembutición y la segunda matriz de reembutición, y mover el segundo punzón de reembutición a la posición extendida para embutir el material de la copa reembutida a través de la segunda matriz de reembutición.
El método puede comprender, además: se puede realizar una primera reducción de embutición desde la chapa plana de material metálico hasta la primera copa dentro en un intervalo de significativamente no más del 50 %, preferentemente de aproximadamente el 35 % al 45 %; se puede realizar una segunda reducción de embutición desde la primera copa a la copa reembutida en un intervalo de aproximadamente el 20 % al 30 %; y se puede realizar una tercera reducción de embutición desde la copa reembutida a la segunda copa reembutida en un intervalo de aproximadamente el 15 % al 25 %.
De acuerdo con una realización adicional, el movimiento del primer y/o segundo punzón de reembutición puede incluir cooperar con la primera y/o segunda matriz de reembutición para realizar un corte por apriete en el material adyacente a un extremo abierto de la copa reembutida o de la segunda copa reembutida. De este modo, el corte por apriete se puede realizar en la primera reembutición, independientemente de si a continuación se realiza o no una segunda reembutición, y/o en la segunda reembutición. La copa reembutida o la segunda copa reembutida también se pueden conformar sin cortar material. La presión aplicada por el primer pisador de reembutición en una parte exterior del material de la primera copa puede reducirse y, después de reducir la presión, la parte exterior del material de la primera copa se puede pasar a la primera matriz de reembutición.
La primera copa puede conformarse moviendo un primer punzón de copas a una posición extendida para embutir una pieza en bruto de la chapa de material metálico a través de una primera matriz de embutición de copas y definir una primera pared de copa sin el trabajo posterior de pasar el material través de la primera matriz de embutición de copas. La pared de la copa de la copa reembutida o la segunda copa reembutida puede conformarse además mediante la primera matriz de reembutición y el primer punzón de reembutición o con la segunda matriz de reembutición y el segundo punzón de reembutición sin el trabajo posterior de pasar el material a través de la primera matriz de reembutición y/o la segunda matriz de reembutición.
El grosor de la pared de copa de la copa reembutida o la segunda copa reembutida puede aumentar antes de la etapa en la que se plancha la pared de una porción de la pared de la copa reembutida desde la base de la copa hacia el extremo abierto de la copa reembutida o la segunda copa reembutida.
Aunque la memoria descriptiva concluye con reivindicaciones que señalan particularmente y reivindican claramente la presente invención, se cree que la presente invención se entenderá mejor a partir de la siguiente descripción junto con las figuras de los dibujos adjuntos, en los que números de referencia iguales denotan elementos iguales, y en donde:
la figura 1 es una vista en sección esquemática que muestra una primera prensa de conformación operable de conformidad con aspectos de la presente descripción que ilustra un conjunto superior de la prensa de conformación en una posición retraída antes de la conformación de una primera
la figura 2 es una vista en sección esquemática que muestra el conjunto superior de la prensa de conformación en una posición extendida que forma la primera
la figura 2A es una vista en sección esquemática ampliada de la conformación de la primera copa mostrada en la figura 2;
la figura 3 es una vista en sección esquemática que muestra el conjunto superior de la prensa de conformación en la posición retraída después de la conformación de la primera
la figura 4 es una vista en sección esquemática que muestra una segunda prensa de conformación operable de conformidad con aspectos de la presente descripción, que ilustra un conjunto superior de la segunda prensa de conformación en una posición extendida de la primera y segunda herramientas de reembutición;
la figura 4A es una vista en sección esquemática que muestra una vista ampliada de la conformación de una primera copa de reembutición en la primera herramienta de reembutición mostrada en la figura 4;
la figura 4B es una vista en sección esquemática que muestra una vista ampliada de la conformación de un tapón final en la segunda herramienta de reembutición mostrada en la figura 4;
la figura 5 es una vista en sección esquemática que muestra la primera herramienta de reembutición en una posición retraída antes de la conformación de la copa reembutida;
la figura 6 es una vista en sección esquemática que muestra la segunda herramienta de reembutición en una posición retraída antes de la conformación del tapón final;
la figura 7 es una vista en sección esquemática que muestra una realización alternativa de la segunda prensa de conformación operable de conformidad con aspectos de la presente descripción, que ilustra un conjunto superior de la segunda prensa de conformación en una posición extendida de la primera y segunda herramientas de reembutición;
la figura 7A es una vista en sección esquemática que muestra una vista ampliada de la conformación de una copa reembutida en la primera herramienta de reembutición mostrada en la figura 7;
la figura 8 es una vista en sección esquemática que muestra la herramienta de reembutición de la figura 7 en una posición retraída antes de la conformación de la copa reembutida sin brida;
las figuras 9(a) y 9(b) son ilustraciones esquemáticas de la variación de las fuerzas de presión aplicadas por las abrazaderas de reembutición en el material que pasa a una matriz de reembutición;
la figura 10 ilustra la progresión de la conformación del material que incluye (a) una primera copa embutida, (b) una primera copa embridada reembutida, (c) una segunda copa reembutida después de eliminar la brida mediante corte por apriete y definir una etapa final de planchado del tapón, y (d) una pieza de corte que comprende una brida que es un corte por apriete de la segunda copa reembutida;
la figura 11 ilustra una segunda realización de la progresión de la formación del material que incluye (a) una primera copa embutida, (b) una primera copa reembutida sin bridas, y (c) una segunda copa reembutida después de eliminar la brida mediante corte por apriete y definir una etapa final de planchado del tapón, y (d) una pieza de corte que comprende una brida que es un corte por apriete de la segunda copa reembutida;
las figuras 12(a)-12(f) ilustran una sucesión de las etapas de conformación realizadas en la primera y segunda prensas de conformación;
la figura 13 es una vista en sección esquemática que muestra una realización alternativa adicional de la segunda prensa de conformación operable de conformidad con aspectos de la presente descripción, que ilustra un conjunto superior de la segunda prensa de conformación en una posición extendida de la primera y segunda herramientas de reembutición.
En la siguiente descripción detallada de la realización preferida, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman parte de la misma, y en los que se muestran a modo de ilustración, y no a modo de limitación, realizaciones preferidas específicas en las que se puede poner en práctica la invención. Ha de entenderse que pueden utilizarse otras realizaciones y que pueden hacerse cambios estructurales sin alejarse del alcance de la presente invención definido en las reivindicaciones.
La presente solicitud divulga métodos y aparatos para conformar paneles, cartuchos o tapones de cierre de modo que el material de las porciones conformadas del cierre sean trabajadas de forma controlada, minimizando el trabajo del metal aplicado al material del tapón de cierre en las primeras fases del proceso de conformación para minimizar sustancialmente el estiramiento o raspadura de los bordes exteriores de los tapones conformados, así como para prevenir o minimizar la formación de pelusas o formaciones a modo de pelos producidas a partir de un revestimiento o película aplicada en la chapa metálica proporcionada para conformar los tapones de cierre.
A continuación, se hace referencia a las figuras 1-3 y 12(a)-(c), que ilustran una primera prensa de conformación 100 que tiene un conjunto superior 102 y un conjunto inferior 104. En la realización ilustrada, el conjunto superior 102 comprende un conjunto móvil y el conjunto inferior 104 comprende un conjunto fijo. No obstante, la presente invención no se limita a esta configuración particular y el conjunto superior 102 puede ser fijo y el conjunto inferior 104 puede ser móvil. Tal como se ilustra en el presente documento, el conjunto superior 102 es móvil entre una posición extendida donde la herramienta que lleva el conjunto superior 102 coopera con la herramienta del conjunto inferior 104 para transformar una pieza en bruto B que comprende una chapa plana de material en una primera copa embutida C1, véanse las figuras 1 y 12(b), y una posición retraída donde el conjunto superior 102 está separado del conjunto inferior 104, véanse las figuras 3, 12(a) y 12(c).
El conjunto superior 102 incluye un punzón de piezas en bruto 106 soportado en relación fija con una portamatriz superior 108. Un separador 110 rodea el punzón de piezas en bruto 106 y está soportado en relación móvil con la portamatriz superior 108. Un retén de extractor 112 está soportado dentro del punzón de piezas en bruto 106 en relación fija con la portamatriz superior 108, y un extractor 114 está soportado entre el retén de extractor 112 y el punzón de piezas en bruto 106 para moverse con respecto a la portamatriz superior 108. El separador 110 incluye un pistón separador 110a situado en un cilindro 116, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el separador 110 hacia el conjunto inferior 104. El extractor 114 está conectado a un pistón 118 mediante pasadores de presión 120. El pistón 118 está ubicado en un cilindro 122, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el extractor 114 hacia el conjunto inferior 104.
El conjunto inferior 104 incluye una matriz de embutición 124 soportada en relación fija con una portamatriz inferior 126, y está dimensionado para extenderse hacia el interior del punzón de piezas en bruto 106 en una operación de embutición para conformar la primera copa C1. Un pisador de embutición 128 rodea la matriz de embutición 124 y está soportado en relación móvil con la portamatriz inferior 126. Un borde de corte 130 rodea el pisador de embutición 128 y está soportado en relación fija con la portamatriz inferior 126. El pisador de embutición 128 está conectado a un pistón inferior 132 mediante pasadores de presión 134. El pistón inferior 132 está ubicado en un cilindro 136, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el pisador de embutición 128 hacia el conjunto superior 102.
La operación de la primera prensa de conformación 100 para conformar la primera copa C1 comprende proporcionar una chapa plana de material 10 que comprende un metal, por ejemplo, una chapa de aluminio o acero, como se representa en la prolongación de la línea de puntos de la pieza en bruto B de la figura 1. En cuanto a la figura 2, a medida que el conjunto superior 102 se mueve hacia abajo, hacia el conjunto inferior 104, el separador 110 se coloca adyacente al borde de corte 130 para sujetar la hoja de material entre ellos con una presión predeterminada aplicada desde el pistón separador 110a. El material en chapa 10 se sujeta adicionalmente entre una superficie inferior del punzón de piezas en bruto 106a, definida en el punzón de piezas en bruto 106, y el pisador de embutición 128. El movimiento descendente continuo del conjunto superior 102 hace que se corte un disco de la chapa de material 10 para definir la pieza en bruto B, y la pieza en bruto B se traba entre el extractor 114 y una superficie superior de matriz de embutición 124a de la matriz de embutición 124. A medida que el conjunto superior 102 se mueve más hacia abajo, el movimiento relativo entre el punzón de piezas en bruto 106 y la matriz de embutición 124 embute el material de la pieza en bruto B radialmente hacia adentro y hacia el interior del punzón de piezas bruto 106 para conformar la primera copa Ci. Una porción radialmente exterior de la pieza en bruto B permanece sujetada entre la superficie inferior del punzón de piezas en bruto 106a y el pisador de embutición 128 al final de la carrera descendente del conjunto superior 102 para definir una brida radial F1 en el extremo exterior abierto de la primera copa C1.
Se puede entender que el proceso de embutición realizado por la primera prensa de conformación 100 puede causar que la pared W 1 de la primera copa embutida C1 tenga un grosor decreciente que aumente desde una base B1 de la primera copa C1 hacia un extremo exterior abierto de la copa C1 adyacente a la brida F1, en donde la base B1 tiene un grosor que es sustancialmente el mismo que el grosor de la base de la chapa de material 10. La brida F1 no pasa al punzón de piezas en bruto 106 y comprende una porción exterior de la copa C1 que se extiende radial o lateralmente, que define una porción sustancialmente sin trabajar de la pieza en bruto B que se extiende radialmente desde la pared W 1.
Además, puede entenderse que cada una de las operaciones o procesos de embutición y reembutición descritos en el presente documento puede dar como resultado un engrosamiento del material cuando el material pasa por o a través de una matriz respectiva para conformar un diámetro de copa reducido y una altura de pared mayor. Un se puede conformar un grosor de pared creciente y decreciente que se extienda en una dirección de altura desde la base hasta el extremo exterior abierto de la copa en cada operación de embutición/reembutición descrita en el presente documento, en donde un mayor volumen de material está contenido en la pared adyacente al extremo exterior abierto de cada copa conformada (por unidad de longitud en la dirección de la altura) que el volumen de material que forma la pared adyacente a la base. En un ejemplo de operación de embutición/reembutición descrito en el presente documento, cada etapa de la operación de embutición/reembutición puede provocar un engrosamiento nominal de la pared de la copa conformada, medido junto al extremo exterior abierto de la copa, de aproximadamente 110 %, por ejemplo, de 108 % a 112 %, relativo al grosor nominal del material de la pieza en bruto o de la pared de la copa previamente engrosada antes de pasar a través de la matriz. No obstante, puede entenderse que la presente descripción no se limita a los cambios ilustrativos de grosor descritos en el presente documento.
En cuanto a las figuras 4 y 12(d)-12(f), se ilustra una segunda prensa de conformación 200 que tiene un conjunto superior 202 y un conjunto inferior 204, en donde el conjunto superior 202 comprende un conjunto móvil y el conjunto inferior 204 comprende un conjunto fijo. En la realización ilustrada, el conjunto superior 202 comprende una portamatriz superior 206 y el conjunto inferior 204 comprende una portamatriz inferior 208, en donde las portamatrices superior e inferior 206, 208 llevan una primera y una segunda herramienta de reembutición 210, 212 para realizar la primera y segunda operaciones de reembutición. Puede entenderse que, aunque la primera y segunda herramientas de reembutición 210, 212 se describen en el presente documento como proporcionadas en la misma prensa, es decir, la segunda prensa de conformación 200, y el conjunto superior 202 se describe como móvil y el conjunto inferior 204 se describe como fijo, la invención no se limita a esta configuración concreta descrita.
En cuanto a la figura 5, la primera herramienta de reembutición 210 incluye una primera matriz de reembutición 214 soportada en relación fija con la portamatriz inferior 208. Un punzón de panel inferior 216 está soportado para el movimiento con respecto a la portamatriz inferior 208 y está dimensionado para extenderse hacia arriba a través de la primera matriz de reembutición 214 e incluye un pistón inferior 218 ubicado dentro de un cilindro inferior 220, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el punzón del panel inferior 216 hacia arriba, hacia el conjunto superior 202.
Un primer punzón de reembutición 222 está soportado en relación fija con la portamatriz superior 206 y está dimensionado para pasar a la primera matriz de reembutición 214, en donde el primer punzón de reembutición 222 se puede mover con la portamatriz superior 206 entre una posición extendida que coopera con la primera matriz de reembutición 214, véanse las figuras 4 y 12(e), y una posición retraída, véanse las figuras 5, 12(a) y 12(c), en una operación de reembutición para reembutir la primera copa C1. Un primer pisador de embutición 224 rodea el primer punzón de reembutición 222 y está dimensionado para trabarse dentro de la primera copa C1 para trabar la base B1 entre el primer pisador de embutición 224 y una superficie de la primera matriz de reembutición 226 definida en la primera matriz de reembutición 214. La superficie de la primera matriz de reembutición 226 puede comprender un área rebajada que corresponde, en general, a la circunferencia de la primera copa C1.
El primer pisador de reembutición 224 está conectada a un pistón superior 228 a través de elementos de conexión 230. El pistón superior 228 está ubicado en un cilindro superior 232, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el primer pisador de reembutición 224 hacia el conjunto inferior 204. El primer pisador de reembutición 224 se empuja para trabarlo a una porción de la primera base de copa B1 con una primera fuerza predeterminada entre el primer pisador de reembutición 224 y la matriz de reembutición 214, en donde la primera fuerza predeterminada viene determinada por una presión de aire proporcionada en el cilindro superior 232.
La operación de la segunda prensa 200 para reembutir la primera copa C1 en la primera herramienta de reembutición 210 comprende colocar la primera copa C1, con su extremo abierto hacia arriba, en asociación con la primera matriz de reembutición 214, como se observa en la figura 5. Tal como se representa en las figuras 4 y 4A, a medida que el conjunto superior 202 se mueve hacia abajo, hacia el conjunto inferior 204, el primer pisador de reembutición 224 se coloca adyacente a la superficie de la primera matriz de embutición 226, definida en la primera matriz de reembutición 214, para sujetar la primera base de copa B1 entre ellos con la primera fuerza predeterminada aplicada desde el pistón superior 228. Cabe señalar que las figuras 4 y 4A representan tanto la primera copa C1, es decir, antes de reembutirla con un diámetro reducido, y una copa reembutida C2 conformada por su paso a través de la primera matriz de reembutición 214.
El movimiento descendente continuo del conjunto superior 202 hace que el primer punzón de reembutición 222 se extienda hacia abajo a través de la primera matriz de reembutición 214, embutiendo el material de la primera copa C1 sobre un radio R2 para definir un diámetro de copa reembutida Cd2. Tal y como puede verse en la figura 4, el pistón superior 228 se mueve hacia arriba en el cilindro superior 232 y el pistón inferior 218 se mueve hacia abajo en el cilindro inferior 220 a medida que los conjuntos superior e inferior 202, 204 se mueven juntos para proporcionar la primera fuerza predeterminada desde el pistón superior 228 y para proporcionar una presión desde el pistón inferior 218 a través del punzón del panel inferior 216 contra el lado inferior de la base B2 a medida que se va conformando la copa reembutida C2.
La primera operación de reembutición se realiza con el primer pisador de reembutición 224 cooperando con la primera matriz de reembutición 214, es decir, en la interfaz con la superficie de la primera matriz de reembutición 226, para obligar al material de la primera copa C1 a doblarse a lo largo del radio de la primera matriz de reembutición 214, lo que hace que el material forme una pared más gruesa W2 para la copa reembutida C2 que el grosor de la pared de la primera copa C1. Como se ha explicado anteriormente, en una realización ilustrativa, el grosor del material de la pared de la copa puede aumentar nominalmente aproximadamente un 110 % (intervalo de 108 % a 112 %) a medida que la primera copa C1 pasa por la primera matriz de reembutición 214. Por ende, si la pieza en bruto B tiene un grosor ilustrativo de aproximadamente 0,23 mm, la pared W 1 de la primera copa C1 puede tener un grosor nominal de aproximadamente 0,25 mm (intervalo de 0,24 mm a 0,26 mm) ya que el grosor del material aumenta una cantidad nominal de aproximadamente 110 %, y la pared W2 de la copa reembutida C2 adyacente al menos al extremo exterior abierto de la copa reembutida C2 puede tener un grosor nominal de aproximadamente 0,27 mm (intervalo de 0,26 mm a 0,28 mm) ya que el grosor de la pared aumenta una cantidad nominal de aproximadamente 110 %.
Durante la operación de reembutición, al menos una porción del material de la primera copa C1, adyacente a la primera brida de copa F1, no está obligada a doblarse con la primera fuerza predeterminada a lo largo del radio de la primera matriz de reembutición 214. Por ejemplo, al final de la carrera descendente del primer punzón de reembutición 222, una porción del material de la primera copa C1 puede permanecer entre el primer pisador de reembutición 224 y la primera matriz de reembutición 214 para definir una brida F2 de la copa reembutida C2 , como se representa con el diámetro de la brida FD2 en la figura 4A. Puede entenderse que el grosor de la pared W2 de la copa reembutida C2 no suele ser uniforme y puede comprender un grosor creciente que se extiende en una dirección axial desde la base B2 al extremo exterior abierto de la copa reembutida C2. También debe entenderse que en las operaciones de embutición/reembutición descritas en el presente documento, el grosor de la pared decreciente solo está limitado, en general, por la holgura entre el punzón de embutición/reembutición y la matriz de embutición/reembutición correspondiente. Esta holgura entre el punzón y la matriz suele ser del 107 % al 115 % sobre el aumento de grosor en las estaciones individuales de embutición/reembutición.
Dado que el material que forma la brida F2 de la copa reembutida C2 no se trabaja por el paso del material sobre el radio de la primera matriz de reembutición 214, la brida F2 comprende una porción exterior que se extiende radial o lateralmente de la copa reembutida C2 que comprende material sustancialmente sin trabajar que define un radio generalmente uniforme que se extiende desde la pared W2. Además, ya que la porción exterior de la copa reembutida C2 , es decir, la que define la brida F2, no está obligada a doblarse a lo largo del radio de la primera matriz de reembutición 214, el revestimiento o película aplicada al material de la copa reembutida C2 no se somete a fuerzas que puedan hacer que el revestimiento o la película se separen del material base, de modo que se evitan sustancialmente los desechos finos a modo de pelos, en lo sucesivo denominados "pelusas", en el proceso de reembutición. Estas pelusas, se les permitiera formarse, podrían acumularse en las herramientas e interferir con el proceso de corrección a medida que las diversas primeras copas C1 se fueran reembutiendo en la primera matriz de reembutición 214.
En cuanto a las figuras 4 y 6, la segunda herramienta de reembutición 212 incluye una segunda matriz de reembutición 234 soportada en relación fija con la portamatriz inferior 208. Una matriz de planchado 236 está soportada en relación fija con la portamatriz inferior 208 y está ubicada debajo de la segunda matriz de reembutición 234. Un conducto pasante 238 se extiende hacia abajo desde la matriz de planchado 236 y define un diámetro que es mayor que un diámetro interior definido por la matriz de planchado 236.
Un segundo punzón de reembutición 240 está soportado en relación fija con la portamatriz superior 206 y está dimensionado para pasar a la segunda matriz de reembutición 234, en donde el segundo punzón de reembutición 240 se puede mover con la portamatriz superior 206 entre una posición extendida que coopera con la segunda matriz de reembutición 234, véanse las figuras 4 y 12(b), y una posición retraída, véanse las figuras 6, 12(a) y 12(c), en una operación de reembutición para reembutir la copa reembutida C2. Un segundo pisador de reembutición 242 rodea el segundo punzón de reembutición 240 y está dimensionado para extenderse hacia el interior de la copa reembutida C2 para trabar la base B2 entre el segundo pisador de reembutición 242 y una superficie de la segunda matriz de reembutición 244 que define una matriz de anidamiento en la segunda matriz de reembutición 234. La superficie de la segunda matriz de reembutición 244 puede comprender un área rebajada que corresponde generalmente a la circunferencia de la copa reembutida C2.
El segundo pisador de reembutición 242 está conectado a un pistón superior 246 a través de elementos de conexión 248. El pistón superior 246 está ubicado en un cilindro superior 250, por ejemplo, un cilindro de aire, para empujar el segundo pisador de reembutición 242 hacia el conjunto inferior 204. El segundo pisador de reembutición 242 se empuja para trabarlo a una porción de la base de la copa reembutida B2 con una segunda fuerza predeterminada entre la segunda almohadilla de reembutición 242 y el segundo pisador de reembutición 234, en donde la segunda fuerza predeterminada viene determinada por una presión de aire proporcionada en el cilindro superior 250.
La operación de la segunda prensa 200 para reembutir la copa reembutida C2 en la segunda herramienta de reembutición 212 comprende colocar la copa reembutida C2 , con su extremo abierto hacia arriba, en asociación con la segunda matriz de reembutición 234, como se observa en la figura 6. Tal como se representa en las figuras 4 y 4B, a medida que el conjunto superior 202 se mueve hacia abajo, hacia el conjunto inferior 204, el segundo pisador de reembutición 242 se coloca adyacente a la superficie de la segunda matriz de reembutición 244, definida en la segunda matriz de reembutición 234, para sujetar la base de la copa reembutida B2 entre ellos con la segunda fuerza predeterminada aplicada desde el pistón superior 246. Cabe señalar que las figuras 4 y 4B representan tanto la copa reembutida C2, es decir, antes de una segunda operación de reembutición para llegar a un diámetro reducido, y una segunda copa reembutida o tapón final C3 conformado por el conducto a través de la segunda matriz de reembutición 234.
El movimiento descendente continuo del conjunto superior 202 hace que el segundo punzón de reembutición 240 se extienda hacia abajo a través de la segunda matriz de reembutición 234, embutiendo el material de la copa reembutida C2 sobre un radio R3 para definir un segundo diámetro de copa reembutida Cd3. Además, el segundo punzón de reembutición 240 embute el material que pasa desde la segunda matriz de reembutición 234 a través de la matriz de planchado 236 para reducir el grosor del tapón final W3 y conformar un diámetro final Cdf para el tapón final C3. Tal y como puede verse en la figura 4, el pistón superior 246 se mueve hacia arriba en el cilindro superior 250 a medida que los conjuntos superior e inferior 202, 204 se mueven juntos para proporcionar la segunda fuerza predeterminada desde el pistón superior 246 a medida que se va conformando el tapón final C3. El tapón final C3 puede salir de la segunda herramienta de reembutición 212 en la misma dirección que el movimiento del segundo punzón de reembutición 240 hasta la posición extendida, por ejemplo, hacia abajo, como se ve en la figura 12(c).
La segunda operación de reembutición se realiza con el segundo pisador de reembutición 242 cooperando con la segunda matriz de reembutición 234 para obligar al material de la copa reembutida C2 a doblarse a través del radio R3 de la segunda matriz de reembutición 234, lo que hace que el material pase por la segunda matriz de reembutición 234 conformando un grosor de pared inicial que es mayor que el grosor de pared de la copa reembutida C2. Como se ha explicado anteriormente, en una realización ilustrativa, el grosor del material de la pared de la copa puede aumentar nominalmente aproximadamente un 110 % (intervalo 108 % a 112 %) a medida que la copa reembutida C2 pasa por la segunda matriz de reembutición 234. Por ende, si la copa reembutida C2 tiene un grosor de pared nominal ilustrativo de aproximadamente 0,27 mm, el grosor de la pared del material que pasa por la segunda matriz de reembutición 234 puede ser de aproximadamente 0,29 mm (intervalo de 0,28 mm a 0,30 mm) ya que el grosor del material aumenta una cantidad nominal de aproximadamente 110%, en donde el grosor nominal del material cerca del extremo exterior abierto que va después de la segunda reembutición puede ser aproximadamente un 34 % superior al grosor de la base inicial. Posteriormente, a medida que el material pasa por la matriz de planchado 236, el grosor de la pared se reduce para formar, por ejemplo, un grosor de pared generalmente uniforme. En la realización a modo de ejemplo descrita en el presente documento, el grosor de pared generalmente uniforme conformado por planchado puede ser de aproximadamente 0,23 mm para el tapón final C3, es decir, el grosor final de la pared del tapón final W3 puede ser aproximadamente igual al grosor de la base definido por la pieza en bruto plana B de la chapa de material 10 e igual al grosor de la base B3. Por ende, la etapa de planchado puede reducir el grosor del material cerca del extremo exterior abierto en aproximadamente un 34 %. En una realización ilustrativa adicional, el grosor uniforme de la pared del tapón final W3 puede ser ligeramente menor que el grosor de la base definido por la pieza en bruto plana B de la chapa de material 10. También es necesario que, después de pasar por la matriz de planchado, el grosor de la pared del tapón final C3 sea más bajo en una sección adyacente al extremo abierto que en una sección adyacente a la base de la copa B3. Por ejemplo, la sección de pared con mayor grosor puede estar separada de la sección de pared con menor grosor mediante una muesca, como se explica a continuación.
Durante la segunda operación de reembutición, al menos una porción del material de la copa reembutida C2, en o adyacente a la brida de la copa reembutida F2, no pasa a través de la segunda matriz de reembutición 234 y se corta. En concreto, el segundo punzón de reembutición 240 lleva un anillo de corte por apriete 252 que tiene un diámetro que es mayor que el diámetro del segundo punzón de reembutición 240. Cuando el segundo punción de reembutición 240 se acerca al final de su carrera descendente, el material de la copa reembutida C2 se aprieta entre un borde del anillo de corte por apriete 252 y el radio R3 de la segunda matriz de reembutición 234, separando una fina porción de corte anular T3 desde un extremo exterior del tapón final C3. Por ende, una porción de la copa reembutida C2, por ejemplo, una porción que incluye al menos una porción de la brida F2, se corta del extremo abierto del tapón final C3 al final de la segunda operación de reembutición, y la formación de pelusas se evita sustancialmente en el proceso de reembutición, en donde la porción de corte T3 puede eliminarse de la segunda herramienta de reembutición 212 cuando el conjunto superior 202 se retraiga al finalizar la segunda operación de reembutición.
Puede entenderse que la primera copa C1 y la copa C reembutida2 incluyen, cada una, una pared lateral que tiene un grosor máximo que es mayor que un grosor de base definido por la pieza en bruto plana B de la chapa de material 10. En concreto, durante las operaciones de embutición y primera reembutición, el trabajo aplicado en el material que forma la porción de pared de la primera copa C1 y la copa reembutida C2 se minimiza al permitir un engrosamiento de la pared en cada una de estas operaciones, es decir, un engrosamiento decreciente en la dirección axial desde la base (adyacente al radio del punzón) hacia el extremo abierto (adyacente a la brida de la copa) de la primera copa C1 y la copa reembutida C2. Posteriormente, la disminución del material hasta conseguir un grosor final, por ejemplo, sustancialmente igual o ligeramente menor que el grosor de la base, se realiza en la segunda operación de reembutición, es decir, la última operación de reembutición, mediante una matriz de planchado 236 que realiza la única operación de planchado en las etapas para conformar el tapón final C3. Es decir, el tapón final C3 puede tener un grosor de pared uniforme o sustancialmente uniforme, que se extiende axialmente desde la base B3 , en donde el grosor de la pared puede tener el mismo grosor que la base B3, es decir, ser igual al grosor de la base. La serie descrita de etapas de embutición/reembutición, con un trabajo mínimo del material de la pared lateral, se selecciona y organiza para minimizar cualquier estiramiento o raspadura que pueda producirse en el extremo abierto del tapón final C3. Por ende, un tapón de embutición de pared fina C3 puede proporcionarse con una reducción sustancial o minimización del material de desecho, tal como se ha asociado con los estiramientos y raspaduras producidos por procesos anteriores conocidos.
En cuanto a las figuras 7, 7A y 8, se describe una configuración alternativa de la segunda prensa de conformación 200, en donde la conformación de la copa reembutida C2 se modifica en la primera operación de reembutición. La segunda prensa de conformación 200 de la configuración alternativa tiene esencialmente los mismos elementos que la configuración ilustrada en las figuras 4-6 con la excepción de que la primera herramienta de reembutición 210 tiene una estructura para reducir la fuerza de sujeción aplicada por el primer pisador de reembutición 224 al final de la primera operación de reembutición.
En cuanto a las figuras 7 y 8, el cilindro superior 232 está provisto de aire a una presión de aire predeterminada suministrada desde una fuente de aire a través de una válvula bidireccional 233 para aplicar una primera fuerza predeterminada en el primer pisador de reembutición 224. Además, el pistón superior 228 para aplicar una primera fuerza predeterminada en el primer pisador de reembutición 224 está provisto de un conducto de descarga radial 254 que puede colocarse en alineación vertical con un conducto de escape 256 correspondiente conformado a través de la portamatriz superior 206 para descargar aire desde el cilindro superior 232 en una posición predeterminada en la carrera descendente del conjunto superior 202. Además, se puede ver que el pistón superior 228 de las figuras 7 y 8 está conformado con una porción superior extendida 228a que puede cubrir el conducto de escape 256 durante el movimiento vertical del pistón superior 228 donde el conducto de descarga 254 está situado debajo del conducto de escape 256. Por ejemplo, como se ve en la figura 8, al comienzo de la primera operación de reembutición de la presente realización, y durante la mayor parte de la operación de reembutición, la porción superior 228a del pistón superior 228 cubre el conducto de escape 256 y permite que se mantenga una presión predeterminada en el cilindro superior 232.
Puede entenderse que la presente descripción no se limita a la configuración particular descrita en el presente documento para controlar la presión del aire en el cilindro superior 232. Por ejemplo, como se representa con líneas de puntos en las figuras 7 y 8 (véase también la figura 13), se puede proporcionar una válvula tridireccional 243 en lugar de la válvula bidireccional 233 para suministrar y expulsar aire hacia y desde el cilindro superior 232 a través de la válvula tridireccional 243, en donde el conducto de descarga 254 y el conducto de escape 256 no serían necesarios.
En una primera operación de reembutición alternativa, la copa reembutida C2 se puede conformar sin brida. Específicamente, la carrera descendente del primer punzón de reembutición 222 se extiende para embutir todo el material de la primera copa C1 a través de la primera matriz de reembutición 214. Como la porción final de la primera copa C1 se embute hacia la primera matriz de reembutición 214 y, en concreto, como una porción de la primera brida de copa F1 se sujeta entre el primer pisador de reembutición 224 y la primera matriz de reembutición 214, la presión sobre el material sujetado aumenta a medida que disminuye el área anular del material sujetada debajo del primer pisador de reembutición 224. En concreto, con una fuerza constante, es decir, la primera fuerza predeterminada, aplicada desde el pistón superior 228 en el primer pisador de reembutición 224 y un área de material decreciente que soporta la fuerza de sujeción, aumenta la presión aplicada al material. Esto se ilustra en la figura 9, en donde la figura 9(a) ilustra un área A1 que define el área de material anular trabada por el primer pisador de reembutición 224 durante la mayor parte de la primera operación de reembutición, de manera que se aplica una presión P1 en el material igual a la primera fuerza predeterminada F dividida por el área trabada por el primer pisador de reembutición 224. La figura 9(b) ilustra una porción final del material restante durante la conformación de la copa C reembutida2 en la primera operación de reembutición, en donde el área anular A2 es menor que el área anular A1, de modo que la presión P2 aplicada por el primer pisador de reembutición 224, igual a la primera fuerza predeterminada F dividida por el área A2 del material restante, es mayor que la presión P1, y la presión P2 continúa aumentando hasta que todo el material ha pasado a la primera matriz de reembutición 214. El aumento de presión puede provocar la formación de pelusas a medida que el borde del material pasa a la primera matriz de reembutición 214. Además, el aumento de presión, si se mantiene durante todo el proceso de primer reembutición, puede generar una mayor tensión y deformación del material que forma el extremo exterior abierto de la copa reembutida C2 en forma de estiramientos o raspaduras.
De conformidad con un aspecto de la realización alternativa, la presión en el cilindro superior 232 se libera o reduce en un punto predeterminado en la carrera descendente del primer punzón de reembutición 222. Como se observa en la figura 7, el conducto de descarga 254 del pistón superior 228 se alinea con el conducto de escape 256 que sale del cilindro superior 232 cuando el conjunto superior 202 está cerca del final de su carrera descendente, pero antes de que el primer punzón de reembutición 222 embuta completamente la primera copa C1 a través de la primera matriz de reembutición 214, como cuando empieza a haber una presión de sujeción mayor en el espacio entre el primer punzón de reembutición 222 y la primera matriz de reembutición 214, como se ilustra por la presión P2 en la figura 9(b). La figura 7A ilustra la ubicación Lr1 del borde exterior de la brida reducida de la primera copa C1 cuando la fuerza aplicada por el primer pisador de reembutición 224 se reduce mediante la reducción de presión en el cilindro superior 232. A medida que el primer punzón de reembutición 222 continúa moviéndose hacia abajo, situando el conducto de descarga 254 desalineado respecto al conducto de escape 256, la presión restante en el cilindro superior 232 se mantiene para mantener una fuerza reducida en el primer pisador de reembutición 224 durante el resto del primer proceso de reembutición para evitar la formación de pliegues o arrugas en el material a medida que se embute el resto del material a través de la primera matriz de reembutición 214. Por ende, la copa reembutida resultante C2 puede tener un borde exterior sustancialmente uniforme en el extremo abierto, es decir, sin estiramientos ni raspaduras, y se puede transferir a la segunda operación de reembutición sin cortar el borde exterior (sin brida).
De nuevo en cuanto a la figura 7, la segunda herramienta de reembutición 212 para la realización alternativa es la misma que la herramienta para la primera realización descrita, como se ha descrito con referencia a las figuras 4, 4B y 6. En concreto, la segunda operación de reembutición se realiza con el segundo pisador de reembutición 242 cooperando con la segunda matriz de reembutición 234 para obligar al material de la copa reembutida C2 a doblarse a través del radio R3 de la segunda matriz de reembutición 234, lo que hace que el material pase a través de la segunda matriz de reembutición 234 conformando un grosor de pared inicial que es mayor que el grosor de pared de la copa reembutida C2. Posteriormente, a medida que el material pasa por la matriz de planchado 236, el grosor de la pared se reduce a un grosor de pared final que puede ser, por ejemplo, aproximadamente igual al grosor de la base definido por la pieza en bruto plana B de la chapa de material 10 e igual a la base B3. Además, el grosor final de la pared del tapón final W3 puede ser ligeramente menor que el grosor de la base definido por la pieza en bruto plana B de la chapa de material 10. Además, el grosor de la pared puede ser menor en una sección adyacente al extremo abierto en comparación con una sección adyacente a la base B3. Adicionalmente, el anillo de corte por apriete 252 puede cortar por apriete una porción del borde exterior del material, es decir, una porción de corte fina y anular T3 de un extremo exterior del tapón final C3. Por ende, una porción de la copa reembutida C2 se recorta del extremo abierto del tapón final C3 al final de la segunda operación de reembutición.
En cuanto a las figuras 10(a)-10(d), una primera realización del proceso de embutición/reembutición, como se describe en el presente documento para conformar un tapón final de embutición profunda de pared fina C3, conforma en un principio la primera copa C1 que tiene un grosor de pared ahusado que aumenta en la dirección axial ascendente, en donde el grosor de la pared W 1, cerca al menos del extremo exterior abierto de la primera copa C1, es mayor que el grosor de la base, y la brida F1 de la primera copa C1 comprende material sustancialmente sin trabajar, véase la figura 10(a). La primera copa C1 se reembute para conformar una copa reembutida C2 que tiene una altura de pared aumentada y un diámetro reducido, en donde el grosor de la pared W2, cerca al menos del extremo exterior abierto de la copa reembutida C2 , es mayor que el grosor de la pared W 1 cerca del extremo exterior abierto de la primera copa C1, como se ha explicado anteriormente. Además, la brida F2 de la copa reembutida C2 comprende material sustancialmente sin trabajar, véase la figura 10(b). En la segunda operación de reembutición, la copa reembutida C2 se vuelve reembute para conformar un tapón final reembutido C 3 que tenga una altura de pared mayor y un diámetro reducido, en donde el grosor de la pared aumenta al principio con el paso de material a través de la segunda matriz de reembutición 234, y luego la pared W3 del tapón final C3 se conforma como un grosor final reducido a medida que el material pasa por la matriz de planchado 236, véase la figura 10(c), como se ha explicado anteriormente. Además, una brida exterior del material que no pasa a través de la segunda matriz de reembutición 234 se corta por apriete y se retira como una porción de corte anular T3, véase la figura 10(d). Como puede entenderse a partir de la descripción anterior, cada operación de embutición/reembutición puede generar un aumento de grosor del material que se embute que es nominalmente igual a (grosor de la base) x (1,1 x 1,1 x 1,1), lo que produce un aumento de grosor del 33 % al 34 %. Más en general, el aumento de grosor nominal puede encontrarse dentro de un intervalo de [(grosor de la base) x (1,08 x 1,08 x 1,08)] a [(grosor de la base) x (1,12 x 1,12 x 1,12)] o del 25% al 40%. En la realización ilustrativa descrita anteriormente, el planchado no se realiza durante la conformación de las copas C1 y C2 , y el material definido por las bridas F1, F2 , cerca del extremo exterior abierto de las copas embutidas y reembutidas C1, C2 , permanece sustancialmente sin trabajar hasta la conformación del grosor de la pared final del tapón final C3 , de tal manera que se evitan los estiramientos o raspaduras asociados con el trabajo de las áreas del borde exterior del material, con una reducción o eliminación asociada del material de desecho que, de otro modo, podría producirse al cortar el material estirado o raspado. No obstante, puede entenderse que el planchado también se puede proporcionar en una o ambas operaciones de embutición y primera reembutición.
En cuanto a las figuras 11(a)-11(d), una realización alternativa del proceso de embutición/reembutición, como se describe en el presente documento para conformar un tapón final de embutición profunda C3, conforma en un principio la primera copa C1 que tiene un grosor de pared ahusado que aumenta en la dirección axial ascendente, en donde el grosor de la pared W 1, cerca al menos del extremo exterior abierto de la primera copa C1, es mayor que el grosor de la base, y la brida F1 de la primera copa C1 comprende material sustancialmente sin trabajar, véase la figura 11(a). La primera copa C1 se reembute para conformar una copa reembutida C2 que tiene una altura de pared aumentada y un diámetro reducido, en donde el grosor de la pared W2 , cerca al menos del extremo exterior abierto de la copa reembutida C2, es mayor que el grosor de la pared W 1 cerca del extremo exterior abierto de la primera copa C1, como se ha explicado anteriormente. Además, como resultado de que la presión aplicada por el primer pisador de reembutición 224 se libere o se reduzca cerca del final de la primera operación de reembutición, se minimiza la tensión en el material del extremo exterior de la copa reembutida C2 trabajando poco el extremo exterior abierto de la copa reembutida C2 , véase la figura 11(b). En la segunda operación de reembutición, la copa reembutida C2 se reembute para conformar un tapón final o de segunda reembutición C3 que tenga una altura de pared mayor y un diámetro reducido, en donde el grosor de la pared aumenta al principio después de la segunda matriz de reembutición 234, y luego la pared W3 del tapón final C3 se conforma como un grosor final reducido y uniforme a medida que el material pasa por la matriz de planchado 236, véase la figura 11(c). Además, una brida exterior del material que no pasa a través de la segunda matriz de reembutición 234 se corta por apriete y se retira como una porción de corte anular T3 , véase la figura 11(d). En la segunda reembutición, la matriz de planchado 236 reduce el grosor de la pared al menos aproximadamente el porcentaje en que el material se engrosa a través de los procesos de embutición/reembutición; por ejemplo, si el aumento porcentual nominal en el grosor de la pared a través de todas las fases de embutición/reembutición es del 34 %, entonces, la matriz de planchado 236 puede proporcionar una disminución nominal del grosor de la pared del 34 %. Puede entenderse que el material definido por la brida F1, cerca del extremo exterior abierto de la primera copa C1, está sustancialmente sin trabajar, y el material cerca de la extremo exterior abierto de la copa reembutida C2 queda mínimamente trabajado hasta la conformación del grosor final del tapón final C3 , de tal manera que se evitan los estiramientos o raspaduras asociados con el trabajo de las áreas del borde exterior del material, con una reducción o eliminación asociada del material de desecho que, de otro modo, podría producirse al cortar el material estirado o raspado.
Los procesos de estirado/reembutición descritos anteriormente se pueden utilizar para conformar copas de diámetro sucesivamente menor con una altura de pared mayor para conformar, por ejemplo, un tapón final C3 de 30 mm x 60 mm (diámetro/altura de la pared). Por ejemplo, la etapa de embutición inicial, o primera operación de reducción por embutición, se puede definir como [(diámetro de la pieza en bruto) - (diámetro de la copa inicial)]/(diámetro de la pieza en bruto), en donde la primera reducción por embutición puede ser del intervalo del 35 % al 45 % y, por ejemplo, no más del 50 %. La primera etapa de reembutición, o la segunda operación de primera reducción por embutición, se puede definir como [(diámetro de copa inicial) - (primer diámetro de copa reembutida)]/(diámetro de copa inicial), en donde la segunda reducción por embutición puede estar en el intervalo del 20 % al 30 %. La segunda etapa de reembutición, o la tercera operación de segunda/última reducción por reembutición, se puede definir como [(primer diámetro de copa reembutida) - (segundo diámetro de copa reembutida)]/(segundo diámetro de copa reembutida), en donde la tercera reducción por embutición puede estar en el intervalo del 15% al 25%. Debe entenderse que las reducciones descritas anteriormente son ilustrativas y no limitantes, y que se podrían añadir etapas de reembutición adicionales o intermedias antes de la reducción por reembutición final para conformar un diámetro más reducido y una copa reembutida más profunda.
Con respecto al proceso de planchado realizado por la matriz de planchado 236 después de la reducción final de reembutición, el planchado se realiza para reducir el grosor del material reembutición que forma la pared del tapón final W3, traspasando el volumen de material no utilizado a una longitud de pared adicional. Es decir, grosor creciente ahusado del material de la pared, que es aproximadamente igual al 134 % del grosor de la base en la realización ilustrada descrita en el presente documento, se puede reducir a un grosor generalmente uniforme de aproximadamente el 100 % del grosor de la base a lo largo de la pared del tapón final W3, con un aumento simultáneo de la longitud de la pared para definir una longitud de pared predeterminada final.
Además, aunque el desarrollo del presente proceso para embutir/reembutir el material para conformar un tapón a prueba de manipulación reconoce que el área adyacente al extremo abierto del tapón, por lo general, no es funcional y es dimensionalmente menos importante (en la dirección del grosor) que la pared adyacente al extremo cerrado del tapón con respecto al aspecto a prueba de manipulación del tapón, un aspecto del presente proceso ha utilizado el volumen adicional de material acumulado en esta área dimensionalmente menos importante de la pared del tapón para extender la longitud de la pared, permitir el uso de menos material de partida, es decir, una pieza de menor diámetro, lo que hace que haya un beneficio económico sustancial asociado en la producción a gran escala de tapones a prueba de manipulación. Puede entenderse que el presente proceso puede proporcionar el beneficio descrito de redistribuir el material desaprovechado en el faldón y mejorar la economía de producción de los tapones sin alterar las características dimensionales de las porciones generalmente más importantes del tapón, en donde el extremo de la base y las porciones de la pared del tapón adyacentes a la base, tal como se puede proporcionar para la conformación de una porción roscada y una tira frangible ranurada, se puede mantener con el mismo grosor que se utiliza actualmente en la industria.
Así mismo, desde el punto de vista de la cantidad de trabajo aplicado en el material, la pieza en bruto inicial de diámetro reducido produce una primera copa menos profunda en la etapa de embutición inicial. Por ende, a partir de la conformación inicial de la copa, se aplica menos trabajo y tensión en el material, lo que puede contribuir a un menor estiramiento del material en operaciones posteriores de embutición/reembutición. La provisión de una pieza en bruto revestida con laca tradicional, es decir, una pieza en bruto revestida no laminada, puede contribuir aún más a reducir la tensión aplicada en el material a medida que se embute y se reembute, ya que el revestimiento puede contribuir al paso del material a través de las herramientas, por ejemplo, proporcionando una superficie lubricada. En concreto, el revestimiento puede permanecer en su lugar durante la reducción de material final a medida que pasa a través de la matriz de planchado 236. En este sentido, cabe señalar que el planchado aplicado por la matriz de planchado 236 es un trabajo no agresivo del material, por ejemplo, reduce el grosor de aproximadamente el 134 % a aproximadamente el 100 % del grosor de la base, de manera que el revestimiento permanece intacto, es decir, sin daños, para facilitar el paso del material a través de la matriz de planchado 236 con un estiramiento limitado.
Más en general, el grosor de la pared previamente planchada adyacente al extremo exterior abierto del tapón puede ser del 125 % al 140 % del grosor de la base, que se puede reducir a aproximadamente el 100 % del grosor de la base o menos (al menos en la sección cerca del extremo abierto), en donde el planchado descrito es relativamente no agresivo, y comprende esencialmente un cambio de tamaño del grosor del material, de modo que se puede realizar una reducción hasta conseguir aproximadamente el grosor de la base sin dañar un revestimiento de laca tradicional sobre el material metálico.
Como se utiliza en el presente documento, el trabajo o planchado "no agresivo" del material metálico, aplicado mediante un proceso de planchado de paredes en el proceso actual, se refiere al planchado del material metálico que es de aproximadamente un 57 % (o menos) la reducción del grosor del material realizada en aplicaciones tradicionales de embutición y planchado de paredes (DWI), y puede abarcar una reducción del grosor máximo del material dentro de un intervalo de aproximadamente el 25 % al 40 % hasta aproximadamente al grosor de la base. Además, como se utiliza en el presente documento, "daño" en el revestimiento de laca se refiere al desplazamiento del revestimiento de laca, lo que da como resultado una exposición total o parcial del material metálico que se encuentra debajo del revestimiento de laca, o una disminución excesiva del revestimiento de laca, como puede ocurrir, sin limitación, como resultado de una presión, abrasión y/o fuerza de cizallamiento en exceso, o de una combinación de estas.
Aunque en los ejemplos ilustrativos de realización anteriores se describe un proceso con más de una etapa de reembutición, debe entenderse que la invención también se refiere a un proceso con una sola etapa de reembutición. Aunque en los ejemplos ilustrativos de realización anteriores se describe que la etapa de planchado se proporciona solo al final de la segunda o última etapa de reembutición, debe entenderse que también se puede aplicar un cierto planchado en las etapas de embutición y primera reembutición, en cuyo caso se requeriría una cantidad reducida de planchado final para obtener el grosor de pared final después de la etapa final de reembutición. En este sentido, puede entenderse que si se realiza una etapa de planchado adicional antes de la reembutición final, este planchado adicional comprendería esencialmente un cambio de tamaño que no dañaría un revestimiento de laca tradicional sobre el material metálico.
En cuanto a la figura 13, se describe una realización alternativa adicional del segundo proceso de reembutición, y comprende un segundo punzón de reembutición modificado 240' que realiza la segunda operación de reembutición sin una operación de corte por apriete. El segundo punzón de reembutición modificado 240' incluye una porción de diámetro agrandado que está configurada para conformar una configuración adicional de un tapón final C3 ' que comprende una porción de pared disminuida de la pared del tapón final cerca del extremo exterior abierto de la pared del tapón final C3 '. Aunque la porción de pared disminuida puede tener una longitud relativamente corta, debe entenderse que en algunas realizaciones la porción de pared disminuida puede extenderse desde el extremo exterior abierto del tapón aproximadamente dos tercios de la longitud total de la pared del tapón final o, en general, la longitud de una porción de faldón de un tapón a prueba de manipulación. De manera más general, y sin limitación, la porción de pared disminuida puede extenderse desde el extremo exterior abierto del tapón aproximadamente de un tercio a tres cuartos de la longitud total de la pared del tapón final.
De nuevo en cuanto a la figura 13, el cilindro superior 250 está provisto de aire a una presión de aire predeterminada suministrada desde una fuente de aire a través de una válvula bidireccional 235 para aplicar una segunda fuerza predeterminada en el segundo pisador de reembutición 242. Además, el pistón superior 246 para aplicar la segunda fuerza predeterminada en el segundo pisador de reembutición 242 puede estar provisto de un conducto de descarga radial 260 que puede colocarse en alineación vertical con un conducto de escape 262 correspondiente conformado a través de la portamatriz superior 206 para descargar aire desde el cilindro superior 250 en una posición predeterminada en la carrera descendente del conjunto superior 202. Además, el segundo punzón de reembutición modificado 240' se construye sin un anillo de corte por apriete, por ejemplo, sin el anillo de corte por apriete 252, de modo que el segundo punzón de reembutición modificado 240' pueda embutir todo el material de la copa reembutida C2 a través de la segunda matriz de reembutición 234 sin una operación de corte por apriete. Además, se puede ver que el pistón superior 246 de la figura 13 está conformado con una porción superior extendida 246a que puede cubrir el conducto de escape 262 durante el movimiento vertical del pistón superior 246 donde el conducto de descarga 260 está situado debajo del conducto de escape 262. Por ejemplo, al comienzo de la segunda operación de reembutición de la presente realización, y durante la mayor parte de la segunda operación de reembutición, la porción superior 246a del pistón superior 246 cubre el conducto de escape 262 y permite que se mantenga una presión predeterminada en el cilindro superior 250, de una manera similar a la descrita e ilustrada para la porción superior 228a del pistón superior 228 descrito con referencia a la figura 8.
Puede entenderse que la presente descripción no se limita a la configuración particular descrita en el presente documento para controlar la presión del aire en el cilindro superior 250. Por ejemplo, como se representa a modo de ejemplo en la figura 13, se puede proporcionar una válvula tridireccional 245 en lugar de la válvula bidireccional 235 para suministrar y expulsar aire hacia y desde el cilindro superior 250 a través de la válvula tridireccional 245, en donde el conducto de descarga 260 y el conducto de escape 262 no serían necesarios.
En una segunda operación de reembutición alternativa, el tapón final C3 ' se puede conformar sin una brida y terminar sin una operación de corte. Específicamente, la carrera descendente del segundo punzón de reembutición modificado 240' se extiende para embutir todo el material de la copa reembutida C2 a través de la segunda matriz de reembutición 234. Como la porción final de la copa reembutida C2 se embute hacia la segunda matriz de reembutición 234 y, en concreto, como la porción exterior de la copa reembutida C2 se sujeta entre el segundo pisador de reembutición 242 y la segunda matriz de reembutición 234, la presión sobre el material sujetado aumenta a medida que disminuye el área anular sujetada del material. En concreto, con una fuerza constante, es decir, la segunda fuerza predeterminada, aplicada desde el pistón superior 246 en el segundo pisador de reembutición 242 y un área de material decreciente que soporta la fuerza de sujeción, aumenta la presión aplicada al material, como se describe anteriormente con referencia al primer proceso de reembutición alternativo.
De conformidad con un aspecto de la realización alternativa, la presión en el cilindro superior 250 se libera o reduce en un punto predeterminado en la carrera descendente del segundo punzón de reembutición 240'. Como se observa en la figura 13, el conducto de descarga 260 del pistón superior 246 se alinea con el conducto de escape 262 que sale del cilindro superior 250 cuando el conjunto superior 202 está cerca del final de su carrera descendente, pero antes de que el segundo punzón de reembutición modificado 240' embuta completamente la copa reembutida C2 a través de la segunda matriz de reembutición 234, como cuando empieza a haber una presión de sujeción mayor en el espacio entre el segundo punzón de reembutición modificado 240' y la segunda matriz de reembutición 234, de una manera similar a la ilustrada por la presión P2 en la figura 9(b).
La porción de pared disminuida Wa3 ' del tapón final C3 ' puede conformarse por la porción de diámetro agrandado 240a' al final de la carrera descendente del conjunto superior 202. La porción de pared disminuida Wa3 ' se puede proporcionar en un área relativamente no importante del tapón final C3 ' para reducir la cantidad de material necesaria para conformar el tapón C3 '. Por ejemplo, el área del tapón C3' entre la porción de pared disminuida Wa3 ' y la base del tapón B3 ' puede comprender un área relativamente más gruesa que se puede transformar en una rosca en un extremo roscado de una botella, y la porción de pared disminuida Wa3' puede definir un manguito relativamente fino restante entre la porción roscada y el extremo exterior abierto del tapón final C3. Como resultado del trabajo mínimo o reducido del material de la primera copa C1 y la copa reembutida C2, el material en el extremo exterior abierto del tapón final C3 ' se puede conformar sustancialmente sin estiramientos ni raspaduras que pudieran producirse, por ejemplo, al planchar el grosor de la pared en las etapas de embutición y primera reembutición del proceso de conformación.
Cabe señalar que la conformación del tapón final C3 ' sin corte por apriete podría implementarse como una etapa después de cualquiera de las realizaciones descritas anteriormente de la primera reembutición, en donde una copa reembutida C2 con o sin brida podría reembutirse en la segunda herramienta de reembutición 2 1 2 descrita con referencia a la figura 13. Así mismo, la segunda reembutición con liberación de presión podría implementarse como una realización alternativa con corte por apriete en cualquiera de las realizaciones descritas en el presente documento.
Aunque el proceso de embutición/reembutición se describe anteriormente con referencia a la primera y segunda prensas con las herramientas respectivas, debe entenderse que se puede utilizar una disposición alternativa de prensas y/o herramientas para obtener los aspectos de conformación de tapones descritos en el presente documento. Por ejemplo, se puede utilizar un proceso de embutición/embutición inversa en la conformación del primer tapón, en donde la primera reembutición se realiza como una continuación de la conformación del tapón, se realiza en una dirección inversa, y se puede realizar una reembutición final posterior para completar tapón final. Como alternativa, el tapón final se puede conformar mediante embutición inversa con la herramienta de embutición inversa que incluye una matriz de planchado para completar el tapón final. En otra configuración, se pueden utilizar herramientas telescópicas para realizar, por ejemplo, operaciones sucesivas continuas de embutición y varias de reembutición en la medida en que se puedan proporcionar punzones telescópicos que tengan diámetros sucesivamente más pequeños. Como alternativa, el proceso descrito en el presente documento puede reconfigurarse para conformar un tapón más ancho y menos profundo, implementando una sola reembutición en un tapón embutido, tal como podría implementarse mediante el proceso de embutición/embutición inversa descrito anteriormente, incluido el planchado, al tiempo que proporciona las ventajas descritas en el presente documento para utilizar menos material.
Así mismo, aunque la descripción del proceso que se expone en el presente documento se ha proporcionado con especial referencia a la conformación de tapones a prueba de manipulación, hay que entender que se pueden conformar otros tapones, copas o cartuchos para colocar sobre el extremo superior de una botella y dotarlos de las ventajas descritas en el presente documento para utilizar menos material.
Si bien se han ilustrado y descrito realizaciones concretas de la presente invención, resulta obvio para las personas expertas en la materia que se pueden realizar otros cambios y modificaciones sin alejarse del alcance de la presente invención definido en las reivindicaciones. Por lo tanto, se pretenden incluir en las reivindicaciones adjuntas todos los cambios y modificaciones que se encuentran dentro del alcance de esta invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Un método para conformar un tapón de cierre de embutición profunda para colocar sobre el extremo superior de una botella, comprendiendo el método:
- conformar por embutición una primera copa (C1) a partir de una chapa plana (10) de material metálico que define un grosor de base, incluyendo la primera copa (C1) una primera base de copa (B1), una primera pared de copa (W1) y un extremo abierto;
- realizar una primera reembutición de la primera copa (C1) para conformar una copa reembutida (C2) que tiene una base de copa reembutida (B2) y una pared de copa reembutida (W2), y un extremo abierto;
- seguir pasando el material a través de una matriz de planchado (236), en donde la matriz de planchado (236) reduce el grosor de la pared de la copa reembutida (W2) al menos adyacente al extremo abierto,
- caracterizado por que después de pasar el material a través de la matriz de planchado (236), el grosor de la pared de copa adyacente al extremo abierto de la copa es menor que el grosor de la pared de copa adyacente a la base de la copa, y
- por que la primera copa (C1) incluye además una primera brida de copa (F2) que se extiende lateralmente desde la primera pared de copa (W1).
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el material metálico es aluminio.
3. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que para realizar la primera reembutición se proporciona una primera herramienta de reembutición (210) que incluye una primera matriz de reembutición (214), un primer pisador de reembutición (224) y un primer punzón de reembutición (222) móvil entre una posición extendida que coopera con la primera matriz de reembutición (214) y una posición retraída, una porción de la primera base de copa (B1) se traba con una primera fuerza predeterminada entre el primer pisador de reembutición (224) y la primera matriz de reembutición (214), en donde el primer pisador de reembutición (224) coopera con la primera matriz de reembutición (214) para obligar al material de la primera copa (C1) a doblarse a lo largo de un radio de la primera matriz de reembutición (214), y el primer punzón de reembutición (222) se mueve a la posición extendida para embutir el material de la primera copa (C1) a través de la primera matriz de reembutición (214) y definir la pared de la copa reembutida (W2).
4. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la conformación por embutición y la primera reembutición se realizan en un método de embutición inversa.
5. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el material incluye un revestimiento, preferentemente un revestimiento de laca.
6. El método de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el grosor máximo del material que pasa a través de la matriz de planchado (236) se reduce en un intervalo de menos del 70 %, preferentemente no más del 50 %, más preferentemente, de aproximadamente el 25 % al 40 %.
7. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que después de pasar el material a través de la matriz de planchado (236), el grosor de la pared de la copa al menos adyacente a la base de la copa (B3) es sustancialmente el mismo que el grosor de la base de la chapa de material metálico.
8. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que se proporciona también una muesca entre la pared de la copa adyacente a la base de la copa (B3) y la pared de la copa adyacente al extremo abierto, definiendo la muesca una línea de ruptura predeterminada al abrir un recipiente, tal como una botella, provista del tapón de cierre.
9. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pared de la copa adyacente a la base de copa (B3) está provista además de una rosca para trabarse a una rosca de un recipiente, tal como una botella.
10. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la pared de la copa adyacente al extremo abierto está provista además de al menos un reborde de refuerzo, que preferentemente se extiende por la circunferencia de la pared de la copa.
11. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que una primera (214) o una segunda matriz de reembutición (234) comprende una matriz de anidamiento que tiene un rebaje anular adyacente a un radio de la primera (214) o segunda matriz de reembutición (234), y un primer (224) o un segundo pisador de reembutición (242) comprende una superficie anular que coopera con el rebaje anular definiendo un espacio para el paso de material al radio de la primera (214) o segunda matriz de reembutición (234).
12. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado, además, por:
- proporcionar una segunda herramienta de reembutición (2 1 0 , 2 1 2 ) que incluye una segunda matriz de reembutición (234), un segundo pisador de reembutición (242) y un segundo punzón de reembutición (240) móvil entre una posición extendida que coopera con la segunda matriz de reembutición (234) y una posición retraída;
- realizar una segunda reembutición de la copa reembutida (C2) con la segunda herramienta de reembutición (2 1 0 , 212) después de la primera reembutición y antes de pasar el material a través de la matriz de planchado (236) para conformar una segunda copa reembutida (C3) que tiene una base de copa (B3), una pared de copa (W3) y un extremo abierto, incluyendo la segunda reembutición:
- trabar una porción de la base de la copa reembutida (B2) entre el segundo pisador de reembutición (242) y la segunda matriz de reembutición (234), y mover el segundo punzón de reembutición (240) a la posición extendida para embutir el material de la copa reembutida (C2) a través de la segunda matriz de reembutición (234).
13. El método de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado por que:
- una primera reducción por embutición desde la chapa plana (10) de material metálico a la primera copa (C1) se realiza dentro de un intervalo no significativamente superior al 50 %, preferentemente de aproximadamente el 35 % al 45 %;
- una segunda reducción por embutición desde la primera copa (C1) a la copa reembutida (C2) se realiza en un intervalo de aproximadamente el 20 % al 30 %; y
- una tercera reducción por embutición desde la copa reembutida (C2) a la segunda copa reembutida (C3) se realiza dentro de un intervalo de aproximadamente el 15 % al 25 %.
14. El método de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el movimiento del primer (222) y/o segundo punzón de reembutición (240) incluye cooperar con la primera (214) y/o segunda matriz de reembutición (234) para realizar un corte por apriete en el material adyacente a un extremo abierto de la copa reembutida (C2) o de la segunda copa reembutida (C3).
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