COPERTURE E SFONDI | PRODOTTO

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SOMMARIO

L’industria delle pitture e delle vernici consuma grandi quantità di contenitori metallici. Questi contenitori hanno la particolarità di essere ermetici, ma con un facile accesso per essere utilizzati come contenitori, al momento dell’applicazione del suo contenuto. Questo porta a diverse soluzioni. Questo articolo esamina quelli basati su una guarnizione a frizione. Dettaglia le guarnizioni a frizione singola, doppia e tripla, i loro criteri di base, le caratteristiche e le peculiarità.

INTRODUZIONE

I contenitori metallici sono stati a lungo utilizzati per il trasporto, la manipolazione e l’uso di vernici, pitture, lacche e altri prodotti industriali. Questi hanno una serie di caratteristiche speciali, che li differenziano da quelli usati nel cibo. La ragione principale è che non sono sottoposti a sterilizzazione e trattamento termico. Per questo motivo è di solito sufficiente che i fondi siano piatti e i corpi lisci. D’altra parte, i coperchi hanno un design molto speciale.

Lo scopo di tutto questo è quello di soddisfare una serie di condizioni che coprono i seguenti requisiti:

– Conservare adeguatamente il contenuto, cioè mantenere una buona tenuta.

– Funzione di secchio al momento dell’uso. Pertanto, deve essere possibile bagnare il pennello o il rullo in essi, quindi devono avere una bocca il più grande possibile.

– Conservare bene il prodotto avanzato, cioè poter chiudere ermeticamente questa bocca per mezzo di un tappo una volta parzialmente utilizzato.

Tutto ciò si ottiene sostituendo il coperchio superiore del contenitore con due elementi:

– Un anello, che è un coperchio con un grande foro centrale.

– Un tappo che si aggancia al cerchio.

Questa pressione di montaggio si ottiene facendo il diametro dell’otturatore leggermente più grande del diametro del foro dell’anello. Questo genera una forza di attrito tra le pareti laterali dell’anello e della spina, assicurando così che l’insieme rimanga ragionevolmente fermo.

Nel corso del tempo, sono stati sviluppati diversi modi di fare questo incastro tra l’anello e il tappo, dando origine a vari tipi di chiusure per contenitori di vernice e simili. Descriveremo di seguito i più importanti tra loro, il modo in cui funzionano, i loro materiali e i rapporti di misura. Ci sono altri tipi di chiusure come quelle usate nei secchi, nei secchi, ecc. ma non saranno discusse in questo articolo.

ATTRITO SEMPLICE

Questa è la chiusura più comune in questo mercato. Il suo design è abbastanza classico e il suo uso è iniziato più di un secolo fa. Come si può vedere nella figura nº 1, la spina si adatta all’anello lungo una sola parete verticale, producendo la chiusura grazie alla forza generata nella deformazione elastica e reciproca di entrambi gli elementi.

Figura 1: guarnizione a frizione semplice

È una chiusura che combina i vantaggi della semplicità e dell’economia in banda stagnata, sia nello spessore che nella durezza. Al contrario, ha una serie di inconvenienti che lo rendono oggi superato. I principali sono:

– Acciaio visto nel bordo della gonna dell’anello, che provoca quando usato in vernici a base d’acqua, molto frequente al giorno d’oggi, che una leggera pellicola di ossido si forma nella parte superiore del contenuto, originata quando il ferro reagisce con l’acqua.

– Tagliare i peli dei pennelli, quando sono impregnati di vernice, perché il bordo dell’anello è di solito abbastanza tagliente. Questi peli si depositano sulla vernice e la contaminano.

– La sua unica superficie di tenuta non mostra una solida fermezza alla tenuta e quindi non è molto affidabile.

– Gli anelli non sono impilabili e quindi danno luogo a certe difficoltà quando li si introduce in un’aggraffatrice automatica.

– Anche i tappi non sono impilabili e complicano il processo di chiusura automatica presso il riempitore.

Nonostante queste limitazioni, si comporta abbastanza bene da rimanere sul mercato, con una quota di mercato significativa.

Alcune caratteristiche di questo tipo di chiusura sono:

– Banda stagnata normalmente utilizzata:

Cerchi: da 0,26 a 0,27 temperamento T3. E 2.8

Spine: da 0,25 a 0,26 tempera T3 E2.8

A seconda del diametro del contenitore. Sono quindi abbastanza normali.

– Il diametro della bocca
A
Il diametro della bocca, vedi figura 1, è circa 10-12 mm più piccolo del diametro del contenitore.

– L’altezza netta della parete di tenuta è da 4 a 6 mm sul bordo e da 9 a 12 mm sul tappo.

Tutti questi riferimenti di misure, e quelli che indicheremo per altri tipi di chiusure, sono sempre indicati per diametri di contenitori fino a 110 mm. Nei superiori il suo valore aumenta.

Per la corretta progettazione dell’attrezzatura, è necessario sapere che le misure delle parti che formano la parete di chiusura non coincidono esattamente con le misure finali dell’anello e del tappo, il che è molto importante, poiché può portare a una chiusura difettosa in seguito. È quindi necessario tenere conto del recupero elastico – deformazione – della banda stagnata nei componenti finiti, per compensarlo con le misure dei pezzi dell’attrezzatura.

La tabella seguente mostra per tre gruppi di diametri diversi di contenitori, le formule che definiscono approssimativamente le misure del diametro della bocca del contenitore, nelle matrici dell’anello e del tappo, per ottenere un valore di
A
Queste formule sono state determinate dalla pratica e per condizioni d’uso normali, e usando una banda stagnata e calze ad anello e tappo simili a quelle indicate sopra.

ATTRITO SEMPLICE

I valori del diametro di attrito A

Hoop

Spina

Diametro del contenitore

< 73

73 a 99

> 99

< 73

73 a 99

> 99

Valore di A nella parte

A

A

A

A + 0,22

A + 0,30

A + 0,50

Valore di A nell’attrezzatura

A + 0,07

A + 0,10

A + 0,15

A + 0,17

A + 0,25

A + 0,40

Così, per esempio, per un diametro del contenitore di 83 mm, se vogliamo che l’anello abbia un’apertura della bocca A, perché la guarnizione a frizione funzioni correttamente, il tappo deve avere un diametro di A + 0,30. A tal fine, la parte dell’utensile ad anello che determina il diametro A deve avere un valore di A + 0,10 mm e quella dell’utensile a spina A + 0,25.

ATTRITO SEMPLICE MIGLIORATO

Nell’Europa centrale, specialmente in Francia, fu sviluppata una versione più elaborata della semplice serratura a frizione per superare i problemi presentati dalla semplice serratura a frizione. La figura 2 mostra le sue caratteristiche.

Figura 2: Tenuta a frizione singola migliorata

È ancora una semplice serratura a frizione, perché ha solo una superficie di chiusura, ma ha i seguenti vantaggi rispetto alla serratura classica:

– Il bordo di taglio della bocca dell’anello è posizionato all’esterno della chiusura e quindi lontano dal contatto della vernice, quindi non c’è pericolo di ossidazione.

– Questo tagliente non taglierà nemmeno i peli delle spazzole, poiché è curvato verso l’interno e quindi protetto.

– Le forme dell’anello e del cappuccio permettono un migliore controllo della loro configurazione, ottenendo una maggiore precisione nelle loro misure. Il disegno a “V” della parete dell’anello gli permette una certa elasticità, che genera una maggiore pressione sulla parete della spina. I rinforzi sulla parete del tappo lo rendono più rigido. Tutto questo genera un sigillo più uniforme e sicuro.

– Grazie al suo design, è possibile abbassare di almeno 0,01 mm lo spessore della banda stagnata utilizzata in entrambi gli elementi.

– I cerchi sono meglio gestiti nell’alimentatore dell’aggraffatrice perché non sono completamente impilabili, ma sono più impilabili che nel primo caso.

– Nei tappi, il gradino alla base e la perla laterale in cima permettono una impilabilità accettabile. Nella pila di tappi, il tappo superiore penetra il tappo inferiore nella zona del suo incavo e si appoggia sul cordone del tappo inferiore.

Tutto ciò rende questa soluzione significativamente migliore della prima versione di una semplice chiusura a frizione.

D’altra parte, la sua fabbricazione richiede diverse operazioni, tre per l’anello e due per il tappo, il che rende il montaggio e l’attrezzatura più costosi.

Alcune caratteristiche di questo tipo di chiusura sono:

– Banda stagnata normalmente utilizzata:

Anelli e spine: da 0,24 a 0,25 tempera T3. E 2.8. A seconda del diametro del contenitore. Sono quindi abbastanza normali.

– Il diametro della bocca
A
Il diametro della bocca, vedi figura 1, è circa 12-14 mm più piccolo del diametro del contenitore.

– L’altezza netta della parete di tenuta è da 5 a 6 mm sul bordo e da 9 a 11 mm sul tappo.

Esiste un’altra variante di questa chiusura, in cui, utilizzando lo stesso tipo di anelli, i tappi hanno una forma diversa, un tappo a “U”, vedi figura nº 3.

Figura 3: Tenuta a frizione singola migliorata con tappo a “U

Ha il vantaggio che questo tipo di chiusure sono completamente impilabili, il che facilita molto l’operazione di tappatura del contenitore a casa del riempitore, poiché la velocità dell’operazione può essere notevolmente aumentata.

Come per la classica guarnizione a frizione semplice, si deve tener conto del recupero della lamina metallica. Pertanto, anche le dimensioni degli utensili devono essere rettificate in relazione agli elementi finiti. Seguendo un criterio analogo al primo caso, nella tabella seguente mostriamo i valori di queste regolazioni per diversi diametri.

ATTRITO SEMPLICE MIGLIORATO

I valori del diametro di attrito A

Hoop

Spina

Diametro del contenitore

< 73

73 a 99

> 99

< 73

73 a 99

> 99

Valore di A nella parte

A

A

A

A + 0,35

A + 0,45

A + 055

Valore di A nell’attrezzatura

A + 0,10

A + 0,15

A + 0,20

A + 0,30

A + 0,40

A + 0,50

In questa materia, anche le formule sono sperimentali e per valori materiali e parti simili a quella indicata. Questi dati devono quindi essere presi solo come indicazione, una verifica pratica è sempre necessaria in ogni caso specifico.

DOPPIO ATTRITO

Un altro progresso significativo nel miglioramento della tenuta a frizione fu l’introduzione della doppia tenuta. Questo in realtà è venuto dopo la chiusura tripla, che vedremo più avanti, ed è in realtà una semplificazione di quest’ultima. È nato come un modo per aggirare i brevetti che coprono la tripla serratura, e i suoi risultati pratici sono molto vicini ad essa.

In questo sviluppo, il contributo principale è quello di raddoppiare le superfici di tenuta, ottenendo così una doppia barriera di tenuta. La figura 5 mostra un disegno di una tale guarnizione e indica le aree che sfregano l’una contro l’altra.

 

Figura 5: guarnizione a doppio attrito

I miglioramenti sono i seguenti:

– Come abbiamo già detto, l’ermeticità è più completa, grazie all’azione della guarnizione a frizione a doppia parete.

– Buona impilabilità dei cerchi, anche se è necessario modificare l’alimentatore dell’aggraffatrice per renderlo efficace, a causa della grande altezza dei cerchi.

– Eccellente impilabilità dei tappi.

Al contrario, ha alcuni svantaggi, come:

– Necessità di utilizzare lamiere di stagno più costose

– Tagliente alla bocca dell’anello all’interno, e quindi a rischio di ossidazione.

Alcune caratteristiche di questo tipo di chiusura sono:

– Banda stagnata normalmente utilizzata:

Anelli: 0,25 T1 per i piccoli diametri e 0,26 T2 da 99 mm in su.

Spine: da 0,25 T2 per i piccoli diametri a 0,26 T2 di rinvenimento per il resto.

Stagnatura sempre E 2.8.

Perciò sono leggermente più costosi dei casi precedenti.

– Il diametro della bocca, vedi figura 1, è circa 18-26 mm più piccolo del diametro del contenitore. Il diametro B è da 7 a 8 mm più piccolo del diametro A.

– L’altezza totale della spina è tra 7 e 9, a seconda del diametro.

La seguente tabella fornisce le formule empiriche da utilizzare per il calcolo dei diametri A e B dei pezzi e degli utensili. Si applicano le stesse considerazioni di cui sopra, ma ora estese a due diametri invece di uno.

DOPPIO ATTRITO

Valori del diametro di attrito A e B

Hoop

Spina

Diametro del contenitore

< 73

73 a 99

> 99

< 73

73 a 99

> 99

Pezzo

Diametro A

A

A

A

A + 0,04

A + 0,06

A + 0,08

Diametro B

B

B

B

B + 0,13

B + 0,15

B + 0,23

Tooling

Diametro A

A + 0,02

A + 0,03

A + 0,04

A + 0,10

A + 0,13

A + 0,16

Diametro B

B+ 0,10

B + 0,10

B + 0,15

B – 0,05

B – 0,10

B – 0,10

Sia l’anello che la spina devono essere fabbricati in due operazioni.

TRIPLO ATTRITO

Questo miglioramento, come abbiamo già detto, è precedente al doppio attrito, è stato messo sul mercato in Nord America nella metà del secolo scorso. Uno schema dello stesso è mostrato nella figura nº 6.

Figura n. 6: guarnizione a triplo attrito

Sono disponibili i seguenti miglioramenti:

– Una terza zona di tenuta tra la parte superiore della crimpatura ad anello e il canale interno del tappo.

– Posizione esterna del curl a cerchio.

– Impilabilità di anelli e spine.

La banda stagnata può essere la stessa utilizzata per la doppia chiusura, così come i criteri per la dimensione della bocca del contenitore e l’altezza del tappo.

Le formule sono anche molto simili al caso della doppia chiusura, e sono mostrate nella tabella seguente:

TRIPLO ATTRITO

Valori del diametro di attrito A e B

Hoop

Spina

Diametro del contenitore

< 73

73 a 99

> 99

< 73

73 a 99

> 99

Pezzo

Diametro A

A

A

A

A + 0,04

A + 0,06

A + 0,08

Diametro B

B

B

B

B + 0,13

B + 0,15

B + 0,23

Tooling

Diametro A

A + 0,02

A + 0,03

A + 0,04

A + 0,10

A + 0,13

A + 0,16

Diametro B

B+ 0,10

B + 0,10

B + 0,15

B – 0,05

B – 0,05

B – 0,05

Il cerchio richiede tre operazioni per la sua formazione e due per la spina. Il design di ciascuno di essi sarà il soggetto di un altro lavoro.

Queste quattro soluzioni presentate permettono ad ogni produttore di scegliere l’opzione più in linea con il suo approccio commerciale. Ovviamente, l’aumento della qualità dell’elemento di fissaggio è legato a un maggiore investimento in utensili e a un aumento del suo costo diretto.

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