Engrafado o Engargolado

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Contenido AGRAFADO O ENGARGOLADO...................................................2 Definición:..............................................................2 TIPOS:.....................................................................4 Engargolado liso:........................................................4 Engargolado reforzado...................................................5 Engargolado sobre-reforzado.............................................6 FASES:.....................................................................7 A: Corte de la chapa.....................................................7 B: Preparación de las esquinas...........................................7 C: Formación de ganchos:................................................10 D: Decapado o aplicación de cemento termoplástico:......................11 E: Formación del cuerpo:................................................11 F: Realización del engargolado:.........................................11 1: Si el engargolado es liso.......................................... 12 2: Si el engargolado es reforzado.....................................13 3: Si el agrafado es sobre-reforzado..................................15 G: Fase final:..........................................................16 PROCESO MANUAL............................................................17 1º.- Corte de la chapa:.................................................17 2º.- Preparación de esquinas:...........................................18 3º.- Aplicación de cemento termoplástico................................19 4º.- Conformación del cuerpo:...........................................20 5.- Formación de los ganchos:...........................................21 6º.- Engargolado:.......................................................23 7º.- Engatillado:.......................................................24 8º.- Soldado o re-fusión:...............................................25

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Page 1: Engrafado o Engargolado

ContenidoAGRAFADO  O  ENGARGOLADO................................................................................................................................2

Definición:............................................................................................................................................................2

TIPOS:.......................................................................................................................................................................4

Engargolado liso:..................................................................................................................................................4

Engargolado  reforzado........................................................................................................................................5

Engargolado  sobre-reforzado..............................................................................................................................6

FASES:.......................................................................................................................................................................7

A: Corte de la chapa.............................................................................................................................................7

B: Preparación de las esquinas.............................................................................................................................7

C: Formación de ganchos:..................................................................................................................................10

D: Decapado o aplicación de cemento termoplástico:.......................................................................................11

E: Formación del cuerpo:....................................................................................................................................11

F: Realización del engargolado:..........................................................................................................................11

1: Si el engargolado es liso..............................................................................................................................12

2: Si el engargolado es reforzado...................................................................................................................13

3: Si el agrafado es sobre-reforzado...............................................................................................................15

G: Fase final:.......................................................................................................................................................16

PROCESO MANUAL.................................................................................................................................................17

1º.- Corte de la chapa:........................................................................................................................................17

2º.- Preparación de esquinas:.............................................................................................................................18

3º.- Aplicación de cemento termoplástico.........................................................................................................19

4º.- Conformación del cuerpo:...........................................................................................................................20

5.- Formación de los ganchos:............................................................................................................................21

6º.- Engargolado:................................................................................................................................................23

7º.- Engatillado:..................................................................................................................................................24

8º.- Soldado o re-fusión:.....................................................................................................................................25

9º.- Resto del proceso:.......................................................................................................................................25

Bibliografía.............................................................................................................................................................26

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AGRAFADO  O  ENGARGOLADO 

Definición: Se dice que una unión entre chapas de acero se realiza por medio de un agrafado o engargolado, cuando en los extremos a unir se forman unos ganchos por plegado del metal, estos ganchos están en posición opuesta de manera que se puedan cruzar, los mismos posteriormente se enlazan y se remachan o aplastan entre sí, resultando el conjunto una unión firme y duradera. La figura nº 1 presenta una sección de una unión agrafada

 

Figura nº 1: Sección de una unión por agrafado

 

La forma de ensamblar la costura lateral de los cuerpos de envases metálicos por medio de un agrafado o engargolado se remonta a mediados del siglo XIX. Inicialmente era una operación totalmente artesanal, haciéndose cada uno de los pasos que luego explicaremos totalmente a mano, pero pronto se empezó a mecanizar el proceso.

 

Así  inicialmente, el cuerpo plano a agrafar se curvaba pasando la plantilla del mismo a través de un sistema de rodillos ó enrolladora. En 1861, Pellier Francia obtuvo una patente de una maquina – engatilladota- que era capaz de preparar los extremos a acoplar, plegando los mismos y formando unos ganchos que una vez unidos y apretados se soldaban por el exterior.

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En las décadas siguientes hicieron su aparición maquinas especificas con un cierto grado de complejidad. Por ejemplo en 1883 la empresa Norton Brothers Company de Chicago inventó  una formadora de cuerpos (bodymaker) semiautomática, que realizaba la costura por agrafado, con una soldadora de la costura lateral incorporada, llegando a alcanzar una capacidad de producción de 40 cuerpos/minuto. En menos de una década este equipo fue mejorado y ya era capaz de rebasar los 100 cuerpos/minuto de cuerpos engargolados y soldados. La firma Norton Brothers fue creada en 1868 en Toledo (Ohio), inicialmente se trataba una conservera de vegetales, que se fabricaba sus propios envases, aunque posteriormente solo se dedicó a esto ultimo.

 

El modo de realizar la costura del envase por engargolado se  ha mantenido en vigor durante mas de 125 años, pero a partir de la década de los “70” del siglo XX, su uso decayó de forma generalizada al prohibirse, por motivos sanitarios, el uso de soldadura estaño-plomo, como elemento de fijación del engargolado. Ello supuso no poder emplear este tipo de enlace para envases alimenticios. Por esto, hoy día su empleo es marginal, solo para latas y botes no procesables, que recurren a una cola termoplástica para conseguir una cierta estanqueidad.

 

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TIPOS:Hay ciertas variantes en la forma de realizar el engargolado, no solo por la dimensión de los ganchos, que suelen tener una anchura entre 2 a 3 mm, sino por la disposición de los mismos. Se pueden clasificar en tres grupos.

Engargolado liso: Una primera forma es la representada en la figura nº 2, en este caso el gancho exterior está al mismo nivel que la pared externa del cuerpo, es decir no presenta ningún relieve, por el contrario el gancho interno tiene un escalón en su inicio. Este tipo de costura presenta las siguientes características:

Visualmente es muy estético, pues muestra una superficie lisa por el exterior. Tiene cierto peligro de desengancharse por golpes, ya que el gancho exterior no

tiene ningún tope que evite su desplazamiento, por el contrario sí lo tiene el interior, ya que el escalón del gancho interior reduce su posibilidad de deslizamiento.

Por esa razón, este tipo de engargolado necesita ser afirmado con la aportación de una soldadura. La misma se aplica por el exterior y se deposita en la ranura de unión. Se emplea una aleación estaño-plomo – en porcentaje variable entre un 2 a 33% de estaño – que penetra por el punto A – ve figura nº 2 – y se extiende por capilaridad por el interior del engargolado.

 

 

Figura nº 2: Engargolado liso

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Es muy poco usado en la actualidad, aunque antes fue el más común pues era el empleado para envases sometidos a proceso térmico, básicamente todas las conservas.

 

Engargolado reforzado 

En este tipo, ambos ganchos tienen un escalón o chaflán en su comienzo, con lo cual mutuamente se refuerzan e impiden en cierto grado su posible desenganche. En la figura nº 3 se representa un ejemplo.  

 

Estéticamente es menos favorable que el tipo anterior, pero en envases totalmente litografiados pasa casi desapercibido si son de  forma no redondos, y se hace coincidir la costura con una esquina del bote.

 

 

Figura nº 3: Engargolado reforzado

 

Este diseño se emplea para envases no soldados, pero con aportación de un cemento termoplástico para conseguir su estanqueidad. Además de hermeticidad, este cemento contribuye a mantener los ganchos pegados entre sí.  Por tanto no pueden ser usados en conservas. Si tiene un amplio campo de aplicación en latas destinadas a aceites vegetales, minerales, grasas, pinturas.

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Engargolado sobre-reforzado 

Es una variedad del caso anterior, en el cual los escalones son de mayor altura, superando el espesor del engargolado. Ver figura nº 4.  Da una superior seguridad mecánica al mismo. Tiene su principal aplicación en uniones sin ningún tipo de elemento sellante, es decir sin soldadura ni cemento, y en formas complejas de envases que generen más tensión sobre la costura, como pueden ser envases rectangulares de esquinas de pequeño radio.

 

Figura nº 4: Engargolado sobre-reforzado

 

 

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FASES: 

La formación de una costura lateral agrafada en un envase metálico comporta la secuencia de las operaciones o fases siguientes:

 

A: Corte de la chapa -materia prima - en trozos adecuados al desarrollo geométrico del cuerpo del envase más el tramo adicional necesario para la formación de los ganchos. Este añadido se denomina “perdida de engargolado”, y varia en función del ancho de los ganchos entre 5 a 10 mm.

 

B: Preparación de las esquinas. Para que los extremos de la costura no presenten un grosor excesivo que impida un buen cierre del fondo en esta zona, se elimina parte del material en las esquinas. Si los bordes de la costura tuviesen cuatro espesores, en el cierre el gancho del fondo quedaría deformado y escaso, produciéndose una fuga en esta área. Por tanto en estos puntos hay que quitar cierta cantidad de chapa para conseguir que solo existan dos espesores.  Esta operación se llama “despunte”, variando la forma y cantidad de material cortado en las esquinas en función del tipo de agrafado que se vaya a realizar. Simplificando mucho hay dos tipos de despunte:

 

I.- Para un agrafado liso y soldado: El despunte adecuado es el que se indica en la figura nº 5. Este despunte es el correcto para una perdida de engargolado de 6.4 mm, Para otras perdidas el diseño es semejante pero con cotas ligeramente diferentes.

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Figura nº 5: Despunte e incisión para agrafado plano y soldado

 

En el costado izquierdo no se realiza despunte, sino que se hacen dos incisiones paralelas a la base que dan lugar a zonas solapadas - no engargoladas – en los extremos de la costura. Más adelante aclararemos porqué.

 

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II.- Para agrafado reforzado o sobre-reforzado, con cemento termoplástico o sin nada: En esta opción el despunte se realiza en las cuatro esquinas. Aunque de forma diferente en cada costado. El dibujo nº 6 presenta un caso concreto de este tipo, para una perdida de engargolado de 7.6 mm

 

 

 

Figura nº 6: despunte para agrafado reforzado y cemento

 

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C: Formación de ganchos: El siguiente paso consiste en formar los ganchos del agrafado, a base de plegar los bordes laterales del cuerpo, con un ángulo aproximado de 45 º. En el dibujo nº 7 se presentan la disposición de estos ganchos y su longitud tanto el interior como el exterior en función de la pérdida de agrafado prevista. También se dan las formulas básicas para su determinación

 

 

Figura nº 7: Formación de ganchos

 

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D: Decapado o aplicación de cemento termoplástico: Una vez formados los ganchos, en función del tipo de junta aplicar en la costura cabe 3 opciones:

 

A.- Si a la costura se le va aplicar una soldadura de aleación de estaño, decapar la cara externa del gancho interior – izquierdo - con un acido diluido adecuado.

B.- Aplicar en el vértice interno del gancho interior – izquierdo – un cordón de cemento termoplástico fundido. Si el proceso de fabricación usado es manual, esta aplicación se realiza antes de la formación de ganchos. Se aclarará más adelante.

C.- Dejar los ganchos tal como están, si no se aplica ningún tipo de junta sellante.

 

E: Formación del cuerpo: Al cuerpo del envase hay que darle la forma circular, rectangular u otra cualquiera, de acuerdo con el formato del bote. Esta operación puede realizarse en diferentes puntos del proceso. Si el mismo es automático se realiza ahora, pero si es manual se hace antes, inmediatamente después de realizar el despunte. Volveremos sobre ellos cuando detallemos ambos procesos.

 

F: Realización del engargolado: Se introduce el cuerpo del envase en una bigornia o tambor que hace de yunque, y se entrecruzan los ganchos forzándolos a tope uno contra otro. En esta posición se golpea externamente la costura sobre la bigornia, por medio de un bloque metálico que recibe el nombre de “martillo” por la función que realiza. Tanto la superficie de golpeo del martillo como la zona de la bigornia interior que recibe el impacto, tiene una forma adecuada en cada caso en función del tipo de agrafado que queramos realizar.

 

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  1: Si el engargolado es liso, el martillo también lo es, y la bigornia presenta una pieza con una ranura que aloja al agrafado, esta pieza se denomina regleta. Ver figura nº 8. En este caso el despunte utilizado es el indicado en la figura nº 5

 

 

 

Figura nº 8: Detalle de regleta, bloques y martillo para una costura lisa

 

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A ambos lados de la regleta hay dos piezas especiales llamadas “bloques”, cuya misión es aplastar la costura en las zonas donde se ha realizado el despunte, en ella el grosor es de solo de dos espesores de chapa, que además no están agrafados sino solapados. Con ello se consigue que en las zonas que afectan al cierre, el envase se comporte como si su costura estuviese solapada, es decir con solo dos espesores en el gancho de cuerpo. Ver figuras nº 8 y 9.

Figura nº 9: Final de una costura con agrafado liso y soldado

 

  2: Si el engargolado es reforzado, la forma del martillo, regleta y bloques es distinta al caso anterior, de manera que al golpear sobre los ganchos enlazados produzcan los escalones de refuerzo que antes hemos descrito. En el dibujo nº 10 se definen las formas y medidas que deben tener estas piezas para un despunte del tipo reflejado en el dibujo 6. Como ya hemos indicado, el conjunto de regleta y bloques está alojado en la bigornia.

 

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Figura nº 10: Detalle de regleta, bloques y martillo para una costura reforzada

 

En la figura se aprecia que este tipo de costura requiere una regleta con una grada, para marcar en la parte interior del cuerpo el escalón de refuerzo del gancho interno, y el martillo lo mismo para el exterior. Los bloques presentan una superficie de trabajo en forma inclinada, para que al golpear sobre los extremos del martillo – curvados – deformen  los bordes de la costura en forma de pre-pestaña hacia fuera. Ver dibujo de esto en la parte izquierda de la figura nº 11.

 

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Figura nº 11: Detalle de extremo y centro de costura reforzada

 

 Ello con posterioridad facilitará muchísimo la realización de la pestaña del cuerpo.  No hay que olvidar que esta costura, al no ir soldada, no presenta mucha resistencia al esfuerzo interno, y por tanto cuando se realiza la pestaña, si no estuviese ya iniciada, podría abrir la costura en los extremos.

 

En la figura nº 11 aparece a la derecha también un corte de la costura en su zona central

3: Si el agrafado es sobre-reforzado  es un  caso similar al anterior con pequeñas variaciones en los perfiles de regleta, bloques y martillo

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G: Fase final: Una vez terminado el engargolado se requiere algunas operaciones complementarias, que depende del destino del envase.

 

o       Si es un envase procesable, hay que soldar la costura externamente con la aleación de estaño, y limpiar los excesos de soldadura antes que se solidifiquen.

o       Si no es procesable y se ha aplicado cemento en el interior de la costura, hay que calentar la misma para que el cemento termoplástico se vuelva a fundir y subsanar las posibles fisuras que se hayan producido en el mismo durante el engargolado.

 

Para llevar a afectos todas estas fases que hemos escrito, se puede emplear unos medios muy simples y semimanuales o utilizar equipos automáticos. Describiremos estos medios a continuación.

 

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PROCESO MANUAL           

Para producciones pequeñas y muy versátiles, se puede preparar una línea de fabricación de baja velocidad, entre 5 a 15 envases por minuto, con pequeñas maquinas de accionamiento manual o semiautomático, así tendremos un proceso fácil. Su mayor problema es que requiere mucha mano de obra directa.

 

Iremos enunciando cada una de las fases de realización de un agrafado, y sin entrar de nuevo en su explicación, pues ya lo hemos hecho más arriba, indicaremos el equipo necesario para efectuar cada etapa y de forma sucinta como trabaja el mismo.

1º.- Corte de la chapa: Para trocear las láminas, de hojalata u otra materia prima, a las dimensiones de los cuerpos planos, basta una simple cortadora circular – o cizalla – manual, de uso bien conocido y que no merece mayor detalle. Ver un ejemplo en la foto nº  12

 

Figura nº 12: Cortadora circular manual

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Lógicamente se necesitará una pareja de maquinas, una para cortar la dimensión del desarrollo y otra  la altura del cuerpo.

2º.- Preparación de esquinas: El despunte de las cuatro esquinas o bien el despunte de dos y la incisión de las otras dos, requiere dos pequeñas prensas de sobremesa adecuadamente utilladas o una pequeña despuntadora. Ver figura nº 13

 

 

 

Figura nº 13: Prensa para despunte

 

 

El utillaje de cada prensa, consiste en una placa superior – fijada al carro de la prensa -   que porta una pareja de punzones y una inferior – en la mesa de la prensa - con las dos matrices

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correspondientes. En cada golpe de prensa se puede despuntar varias decenas de cuerpos, dependiendo del espesor de la chapa y de la potencia de la prensa.

 

3º.- Aplicación de cemento termoplástico. Si la costura va cementada, hay que aplicar el mismo cuando el cuerpo está plano, es decir después del despunte. Se trata de colocar un pequeño cordón de cemento fundido muy próximo al borde lateral izquierdo del cuerpo plano, de manera que cuando se pliegue, para formar el gancho interior, se quede alojado en el mismo.

 

La maquina más simple capaz de realizar esta tarea puede ser un transportador de doble cadena con uñas de arrastre, que traslade el cuerpo horizontalmente sobre unas guías de apoyo, con su cara externa hacia abajo. El cuerpo también ha de moverse perfectamente controlado por guías laterales. En un punto del recorrido, en un costado y por debajo del nivel de movimiento del cuerpo, existe un depósito calentado eléctricamente que mantiene el cemento fundido. Una pequeña  rueda motorizada sumerge su parte inferior en este depósito, impregnándose de cemento. La cumbre de la misma roza contra el cuerpo aportando linealmente un cordón de cemento al pasar el cuerpo rozando la rueda por su parte superior.

 

También se puede recurrir a una pistola de aplicación de colas termoplásticas que realice un trabajo semejante, de manera manual.

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4º.- Conformación del cuerpo: Si el envase va a ser de forma cilíndrica, se hace pasar los cuerpos planos, uno a uno, por una enrolladora manual. Consta de una pequeña mesa de apoyo de los cuerpos, que al final de la misma presenta una pareja o grupo de rodillos de diferente diámetro, que al girar curvan la chapa. Ver figura 14. Hay variantes de este tipo de maquina que pue3den realizar la misma función.

 

 

Figura nº 14: Enrolladora o curvadora manual de cuerpos

 

Si el envase va a tener forma rectangular u otra no redonda, se emplea una pequeña dobladora-curvadora manual, para curvar los cuerpos por los puntos coincidentes con las esquinas del futuro envase. Esta maquina básicamente es una mesa con diferentes topes, para ir posicionando contra ellos el borde trasero del cuerpo, y así situar la zona a doblar sobre un rodillo, situado al final de la mesa y a su mismo nivel, sobre el que actúa un segundo rodillo curvador desplazado por medio de una palanca. En función del diámetro del primer rodillo, se obtendrá el radio de la curva del la esquina del cuerpo 

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5.- Formación de los ganchos: La acción de plegar los bordes laterales del cuerpo del envase, para formar la pareja de ganchos que permitirán formar el engargolado, se realiza sobre una maquina de alimentación manual, con unos mecanismo de cierta complejidad.

Esta maquina se designa como formadora de ganchos pues solo forma los ganchos pero no los une.

 

Básicamente es un soporte vertical robusto con un brazo horizontal superior del que pende un cigüeñal con su volante. Este cigüeñal acciona unas láminas que actúan sobre los bordes del cuerpo plegándolos sobre una bigornia. En la foto nº 15 se presenta un modelo normal de estas maquinas, en vista lateral.

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Figura nº 15: Formadora de ganchos

 

En la foto nº 16 se ve un detalle del accionamiento de la lámina plegadora de un costado desde el cigüeñal a través de brazos articulados. Por debajo de la lámina se observa la bigornia soporte sobre la que actúan dichas láminas.

 

 

Figura nº 16: Detalle del mecanismo de una formadora de ganchos

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6º.- Engargolado: Formados los ganchos, se deposita la costura del cuerpo sobre el yunque de la siguiente maquina, realizando el enlace de los ganchos a mano y se procede al remachado del conjunto. Esto se realizada sobre una prensa de bigornia denominada agrafadora. Ver figura nº 17

 

 

 

Figura 17: Agrafadora (Prensa de bigornia)

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En ella, movido por el cigüeñal, un carro portador del martillo, golpea sobre la regleta y bloques, alojados en la parte superior de la bigornia.

 

7º.- Engatillado: Para la formación de ganchos y su posterior agrafado, hay una variante posible a la expuesto anteriormente. Se trata de una maquina que hace de una sola vez ambas operaciones. Se denomina engatilladora o engargoladora y es parecida a una formadora de ganchos pero gracias a un doble efecto, realiza el remachado después de formados los mismos. Un modelo de este equipo se muestra en la foto nº 18.

 

 

Figura nº 18: Engatilladora

 

Normalmente trabaja un engatillado liso, pero puede hacer también el reforzado. El funcionamiento del gancho sostenedor de la bigornia es automático, y la presión de

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engatillado puede variarse ligeramente. En el dibujo nº 19 se presenta una secuencia de trabajo de esta maquina para la formación del engatill

Figura nº 19: Secuencia de un engatillado

(No se muestra la figura en la información buscada)

 

. Este segundo procedimiento es menos preciso y da una calidad de engargolado inferior al primero.

8º.- Soldado o re-fusión: Ya terminado el engargolado hay que proceder a segurar la unión. Como ya hemos comentado puede haber dos opciones.

 

-         Costura soldada con aleación de estaño: En este caso hay que calentar la zona del engargolado, por ejemplo haciendo pasar el cuerpo del envase a través de un transportador con una batería de mecheros de gas. Sobre la zona muy caliente se aplica directamente a mano en forma de hilo o electrodo la aleación. Previamente y sobre el mismo transportador se debe haber decapado con acido diluido la parte a soldar. Se puede hacer con un pincel más o menos automáticamente.

-         Costura cementada: El cemento, como ya se ha explicado, se aplicó antes de formar el cuerpo. Ahora solo se trata de recalentar la costura, para que el cordón de cemento, que ha quedado encerrado dentro de ella, se funda de nuevo y se reparta uniformemente por su interior y elimine las posibles fisuras producidas en el golpeo durante el engargolado. La aplicación de calor se puede realizar haciendo circular el envase por un transportador con mecheros de gas, semejante al caso anterior, pero con menos intensidad de calor.

 

9º.- Resto del proceso: Con ello hemos terminado el agrafado de la costura, el resto de proceso hasta finalizar el envase no entraremos en él por no ser tema de este artículo.

 

 

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Bibliografíahttp://www.mundolatas.com/Datos/Portada.htm. (21 de 04 de 2008). Recuperado el 20 de 11 de 2013, de http://www.mundolatas.com/Datos/Portada.htm: http: