BR112019005786A2

BR112019005786A2 - método e aparelho para formar uma extremidade de lata com rebordos

Info

Publication number: BR112019005786A2
Application number: BR112019005786A
Authority: BR
Inventors: B. Turner Stephen; P. Finley Shawn
Original assignee: Alfons Haar, Inc.
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-08-20
Also published as: US20190160517A1; CN110099760B; KR102177383B1; HUE051743T2; WO2019108269A1; CO2019001506A2; AU2018308962B2; EP3509773A1; US10946432B2; ECSP19010713A; CN110099760A; KR20190083643A; JP2020504009A; ES2778696T3; CL2019000347A1; MX2019001916A; EP3509773B1; DK3509773T3; JP6728533B2; AU2018308962A1

Abstract

um método e aparelho para formar uma extremidade de lata em uma prensa de conformação incluindo posicionar uma chapa de material entre uma montagem de punções superiores e uma montagem de base fixa; cortar uma peça bruta de extremidade de lata da chapa de material; prender uma parte periférica da peça bruta de extremidade de lata; deslocar a montagem de punções superiores para prender uma parte central da peça bruta de extremidade de lata entre um punção de painel superior e um punção de painel inferior para definir uma seção de painel central posicionada abaixo de uma matriz de rebordo interno anular localizada adjacente ao punção de painel inferior na montagem de base fixa; e estender a montagem de punções superiores para formar um raio de alargamento anular inicial perto da parte periférica da peça bruta de extremidade de lata, com uma área intermediária substancialmente não deformada se estendendo entre o raio de alargamento anular inicial e a matriz de rebordo interno anular.

Description

MÉTODO E APARELHO PARA FORMAR UMA EXTREMIDADE DE LATA COM REBORDOS

CAMPO TÉCNICO [001] A presente invenção diz respeito a um método e aparelho de fabricação para formar extremidades de latas metálicas, e mais particularmente a um método e aparelho para formar extremidades de latas com pouco ou nenhum estiramento, e com adelgaçamento mínimo de material durante formação da extremidade de lata.

TÉCNICA ANTERIOR [002] Extremidades de latas metálicas para bebidas são projetadas para ter um ou mais rebordos de reforço se estendendo em volta da extremidade de lata, adjacentes à circunferência ou periferia da extremidade de lata. Estes rebordos tipicamente são definidos por meio de raios de rebordos interligados e raios de vales de rebordos alternando uns com os outros em uma direção radial da extremidade de lata. Os rebordos são formados para dentro com um raio de alargamento, ou raio de parede de mandril, e podem ficar localizados externamente em uma parte de painel central da extremidade de lata.

[003] Corpos de latas e extremidades de latas de bebidas devem ser suficientemente fortes para suportar pressões internas altas e também forças externas resultantes de expedição e manuseio. Adicionalmente, eles devem ser fabricados de materiais extremamente finos e duráveis para reduzir custos de fabricação e peso dos produtos acabados. Estas exigências aparentemente incompatíveis de alta resistência e leveza podem ser atendidas ao trabalhar agressivamente os materiais finos usando combinações de

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2/24 ferramentas macho e fêmea interagindo. Infelizmente, trabalhar material de modo agressivo pode resultar em inconsistências dentro de um dado contorno ou geometria de extremidades de latas por causa de estiramento ou adelgaçamento excessivo de material do qual as extremidades de latas são feitas. Tais inconsistências resultantes durante formação podem diminuir resistência e alterar outras características das extremidades de latas.

[004] No presente pedido, técnicas para controlar estiramento e adelgaçamento em partes formadas de extremidades de latas estão ilustradas em métodos e aparelho para formar extremidades de latas de material fino que exibem resistência exigida e possuem consistência aperfeiçoada.

REVELAÇÃO DA INVENÇÃO [005] De acordo com um aspecto da invenção, um método para formar uma extremidade de lata em uma prensa de conformação é fornecido. O método compreende posicionar uma chapa de material entre uma montagem de punções superiores e uma montagem de base fixa na prensa de conformação; cortar uma peça bruta de extremidade de lata da chapa de material; prender uma parte periférica da peça bruta de extremidade de lata; deslocar a montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida, e prender uma parte central da peça bruta de extremidade de lata entre um punção de painel superior e um punção de painel inferior para definir uma seção de painel central na peça bruta de extremidade de lata, em que a seção de painel central fica abaixo de uma matriz de rebordo interno anular localizada adjacente ao punção de painel inferior na montagem de base fixa; e estender a montagem de punções superiores subsequente

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3/24 a prender a parte central da peça bruta de extremidade de lata para formar um raio de alargamento anular inicial perto da parte periférica da peça bruta de extremidade de lata, com uma área intermediária substancialmente não deformada se estendendo entre o raio de alargamento anular inicial e a matriz de rebordo interno anular.

[006] A montagem de punções superiores pode ser estendida para encaixar um primeiro punção de rebordo intermediário anular contra a peça bruta de extremidade de lata e um primeiro raio de vale de rebordo intermediário pode ser formado inicialmente na área intermediária da peça bruta de extremidade de lata, e a profundidade do raio de alargamento pode ser aumentada simultaneamente.

[007] A montagem de punções superiores pode ser estendida adicionalmente para encaixar um segundo punção de rebordo intermediário anular contra a peça bruta de extremidade de lata e formar inicialmente um segundo raio de vale de rebordo intermediário na área intermediária da peça bruta de extremidade de lata, em que a profundidade do primeiro raio de vale de rebordo intermediário e o raio de alargamento podem ser aumentados simultaneamente.

[008] Formar o raio de alargamento anular inicial pode compreender encaixar a peça bruta de extremidade de lata com um punção de rebordo externo na montagem de punções superiores após um encaixe inicial do punção de painel superior contra a peça bruta de extremidade de lata.

[009] Formação inicial do raio de alargamento anular pode incluir deslocamento para cima do punção de painel superior em relação ao punção de rebordo externo enquanto o

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4/24 punção de painel superior prende a seção de painel central ao punção de painel inferior.

[010] A parte periférica da peça bruta de extremidade de lata pode ser presa sobre um anel de abaulamento da montagem de base fixa, e o punção de rebordo externo pode cooperar com uma parede interna do anel de abaulamento para formar uma parede externa de uma maneira geral vertical do raio de alargamento.

[Oil] A montagem de punções superiores pode incluir um punção de rebordo externo anular, um punção de rebordo intermediário anular e um punção de rebordo interno anular, e a montagem de base fixa pode incluir uma matriz de rebordo externo anular, uma matriz de rebordo intermediário anular e a matriz de rebordo interno anular, e em que subsequente a um encaixe inicial do punção de rebordo externo com a peça bruta de extremidade de lata: a área intermediária não deformada da peça bruta de extremidade de lata pode se estender em encaixe com a matriz de rebordo externo, a matriz de rebordo intermediário e com a matriz de rebordo interno; e o punção de rebordo intermediário e o punção de rebordo interno podem ficar localizados espaçados da peça bruta de extremidade de lata.

[012] O punção de rebordo intermediário pode encaixar com a peça bruta de extremidade de lata antes de um encaixe do punção de rebordo interno com a peça bruta de extremidade de lata.

[013] O punção de rebordo externo e o punção de rebordo interno podem se estender para baixo para mais distante do que o punção de rebordo intermediário.

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5/24 [014] Movimento da montagem de punções superiores para sua posição estendida pode completar formação da peça bruta de extremidade de lata para uma extremidade de lata tendo um raio de alargamento, um raio de vale de rebordo intermediário e um raio de vale de rebordo interno, em que a seção de painel central pode permanecer presa entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior durante a formação total dos rebordos.

[015] De acordo com um outro aspecto da invenção, um método para formar uma extremidade de lata em uma prensa de conformação é fornecido. O método compreende posicionar uma chapa de material entre uma montagem de punções superiores e uma montagem de base fixa na prensa de conformação; cortar uma peça bruta de extremidade de lata da chapa de material; prender uma parte periférica da peça bruta de extremidade de lata entre um anel de abaulamento e um anel de encaixe; fornecer uma montagem de punções superiores tendo uma pluralidade de punções de rebordos anulares e um punção de painel superior suportado para movimento em relação aos punções de rebordos; fornecer uma montagem de base fixa tendo uma pluralidade de matrizes de rebordos anulares para cooperar com os punções de rebordos e um punção de painel inferior; deslocar a montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida. Além do mais, movimento da montagem de punções superiores compreende: encaixar uma parte central da peça bruta de extremidade de lata com o punção de painel superior antes de encaixar a peça bruta de extremidade de lata com os punções de rebordos ou com as matrizes de rebordos; e subsequentemente deslocar a montagem de punções superiores para prender a parte central

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6/24 da peça bruta de extremidade de lata entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior com a peça bruta de extremidade de lata encaixada com um único punção de rebordo dos punções de rebordos e uma única matriz de rebordo das matrizes de rebordos.

[016] A montagem de punções superiores pode ser estendida subsequente a prender a parte central da extremidade de lata de tal maneira que o único punção de rebordo dos punções de rebordos desloca a peça bruta de extremidade de lata para baixo para encaixe com uma ou mais das matrizes de rebordos remanescentes.

[017] Subsequente à peça bruta de extremidade de lata ser deslocada para encaixe com a uma ou mais das matrizes de rebordos remanescentes, movimento adicional da montagem de punções superiores pode deslocar os punções de rebordos remanescentes para encaixe com a peça bruta de extremidade de lata.

[018] O único punção de rebordo dos punções de rebordos pode compreender um punção de rebordo mais externo radialmente e a única matriz de rebordo das matrizes de rebordos pode compreender uma matriz de rebordo mais interna radialmente.

[019] Uma área intermediária substancialmente não deformada pode se estender entre o punção de rebordo mais externo e a matriz de rebordo mais interna.

[020] O punção de painel inferior pode ser fixado de modo imóvel em relação às matrizes de rebordos.

[021] De acordo com um aspecto adicional da invenção, um aparelho é fornecido para formar uma extremidade de lata a partir de uma chapa de material em uma prensa de ação simples

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7/24 tendo uma montagem de base fixa e uma montagem de punções superiores móvel. 0 aparelho compreende um anel de abaulamento suportado rigidamente na montagem de base fixa e tendo uma superfície superior definindo um contorno para um abaulamento da extremidade de lata. Um anel de encaixe é carregado pela montagem de punções superiores, o anel de encaixe estando alinhado com o anel de abaulamento para encaixar com uma peça de trabalho mediante movimento da montagem de punções superiores na direção da montagem de base fixa para formar um abaulamento em uma parte periférica da peça de trabalho. Uma pluralidade de punções de rebordos anulares é suportada na montagem de punções superiores e um punção de painel superior é suportado de forma fluidica na montagem de punções superiores para movimento em relação aos punções de rebordos. Uma pluralidade de matrizes de rebordos anulares e um punção de painel inferior são suportados na montagem de base fixa para cooperar com os punções de rebordos e o punção de painel superior, respectivamente. Movimento da montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida encaixa a peça de trabalho entre o anel de abaulamento e o anel de encaixe, e posiciona o punção de painel superior em encaixe com a peça de trabalho antes de encaixar a peça de trabalho com os punções de rebordos ou com as matrizes de rebordos. Movimento subsequente da montagem de punções superiores prende a peça de trabalho entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior com a peça de trabalho encaixada com um único punção de rebordo dos punções de rebordos e com uma única matriz de rebordo das matrizes de rebordos.

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8/24 [022] O punção de painel superior pode deslocar para dentro da montagem de punções superiores durante movimento da montagem de punções na direção da posição estendida subsequente a prender a peça de trabalho entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior.

[023] Os diversos punções de rebordos na montagem de punções superiores podem ser suportados em relação fixa de uns para os outros e o punção de painel superior pode ser móvel em relação à pluralidade de punções de rebordos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [024] Embora o relatório descritivo termine com reivindicações salientando particularmente e reivindicando distintamente a presente invenção, acredita-se que a presente invenção será mais bem entendida a partir da descrição a seguir em combinação com os desenhos anexos, nos quais números de referência iguais identificam elementos iguais.

[025] A figura 1 é uma vista seccional esquemática mostrando uma prensa de conformação operável de acordo com aspectos da presente descrição, ilustrando uma montagem de punções superiores da prensa de conformação em uma posição abaixada na iniciação de um processo de conformação de peça bruta para formar uma extremidade de lata.

[026] A figura 2 é uma vista seccional esquemática ampliada da prensa de conformação da figura 1 imediatamente após prender uma peça de trabalho entre um punção de extração e componente de extração na preparação para uma operação de recortar peça bruta.

[027] A figura 3 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura

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9/24 ilustrando encaixe de fixação de uma peça bruta entre um anel de encaixe e um anel de abaulamento.

[028] A figura 4 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 imediatamente após um encaixe de fixação da peça bruta entre um punção de painel superior e um punção de painel inferior.

[029] A figura 5 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 ilustrando uma etapa inicial na formação de um rebordo externo para a extremidade de lata.

[030] A figura 6 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 ilustrando um movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores posicionando a peça bruta adjacente às matrizes de rebordos inferiores.

[031] A figura 7 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 ilustrando um movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores, para posicionar a peça bruta em encaixe com uma matriz de rebordo externo para formação do rebordo externo da extremidade de lata.

[032] A figura 8 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 ilustrando um movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores para formar um rebordo intermediário da extremidade de lata.

[033] A figura 9 é uma vista seccional esquemática ampliada mostrando partes da prensa de conformação da figura 1 ilustrando um movimento para baixo adicional da montagem

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10/24 de punções superiores para formar um rebordo interno da extremidade de lata.

[034] A figura 10 é uma vista seccional de uma extremidade de lata exemplar formada de acordo com aspectos da presente descrição.

MELHOR MODO PARA EXECUÇÃO DA INVENÇÃO [035] Na descrição detalhada a seguir da modalidade preferida, é feita referência para os desenhos anexos que formam uma parte deste documento, nos quais está mostrada a título de ilustração, e não a título de limitação, uma modalidade preferida específica em que a invenção pode ser praticada. É para ser entendido que outras modalidades podem ser utilizadas e que mudanças podem ser feitas sem divergir do espírito e escopo da presente invenção.

[036] O presente pedido revela métodos e aparelho para formar painéis, revestimentos ou extremidades de latas de maneira que partes formadas das extremidades de latas tenham adelgaçamento controlado para substancialmente impedir deformação, torção e/ou fraturas que podem ocorrer se adelgaçamento não for controlado. De acordo com um aspecto dos métodos e aparelho revelados, as partes formadas das extremidades de latas podem ser produzidas sem estiramento, ou com estiramento desprezível, do material durante o processo de formação.

[037] Referência é feita agora para a figura 1 que ilustra uma prensa de conformação 100 tendo uma montagem de punções superiores móvel 102 e uma montagem de base fixa inferior 104. A montagem de punções superiores 102 é móvel entre uma posição retraída espaçada da montagem de base fixa 104 e uma posição estendida adjacente à montagem de base

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11/24 fixa 104 em uma posição de ponto morto inferior da prensa de conformação 100. A montagem de punções superiores 102 inclui um pistão de punções 106 montado em uma sapata de matriz superior 108, e a montagem de base fixa inferior 104 inclui uma sapata de matriz inferior 110.

[038] Uma montagem de punções de rebordos 112 é presa em relação fixa à sapata de matriz superior 108 e inclui um punção de rebordo externo anular 112a, um punção de rebordo intermediário anular (primeiro punção de rebordo intermediário) 112b e um punção de rebordo interno anular (segundo punção de rebordo intermediário) 112c. Os espaçadores de punções de rebordos 115 podem ser fornecidos para capacitar posicionamento do punção de rebordo intermediário 112b e do punção de rebordo interno 112c um em relação ao outro e em relação ao punção de rebordo externo 112a. Adicionalmente, um espaçador de punção de rebordo adicional 117 pode ser fornecido acima do punção de rebordo externo 112a para capacitar posicionamento dos punções de rebordos externo, intermediário e interno 112a, 112b, 112c em relação à sapata de matriz superior 108. Alternativamente, a montagem de punções de rebordos 112 pode compreender o punção de rebordo externo 112a, o punção de rebordo intermediário 112b e o punção de rebordo interno 112c formados integralmente, isto é, como uma unidade única, com as posições dos punções de rebordos 112a, 112b, 112c fixadas umas em relação às outras.

[039] A montagem de punções superiores 102 inclui adicionalmente um punção de painel superior 114 que é preso ao pistão de punções 106 e suportado para movimento em relação à montagem de punções de rebordos 112. Um ou mais

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12/24 espaçadores 119 podem ser fornecidos entre o pistão de punções 106 e o punção de painel superior 114 para ajustar a posição vertical do punção de painel superior 114 na sapata de matriz superior 108. Na configuração ilustrada, dois espaçadores 119 de diâmetros diferentes estão ilustrados em que a espessura de um ou de ambos os espaçadores 119 pode ser esmerilhada para ajustar a posição vertical do punção de painel superior 114. Em uma configuração alternativa, um único espaçador tendo um diâmetro escalonado pode ser fornecido no lugar dos dois espaçadores 119 ilustrados aqui. Na modalidade ilustrada, o punção de rebordo interno 112c pode ficar localizado na mesma altura ou ligeiramente acima do punção de rebordo externo 112a, e o punção de rebordo intermediário 112b pode ficar localizado em uma altura acima de ambos os punções de rebordos externo e interno 112a, 112c, ver a figura 3.

[040] A montagem de base fixa inferior 104 inclui uma montagem de matrizes de rebordos inferiores 116 para cooperar com a montagem de punções de rebordos 112 durante um processo de conformação executado em uma peça de trabalho ou peça bruta 130 que é cortada de uma chapa de material na prensa de conformação. A montagem de matrizes de rebordos 116 compreende uma matriz de rebordo externo anular 116a, uma matriz de rebordo intermediário anular 116b e uma matriz de rebordo interno anular 116c. Adicionalmente, a montagem de matrizes de rebordos inferiores 116 inclui um punção de painel inferior 118 para cooperar com o punção de painel superior 114.

[041] Os espaçadores de matrizes 120 podem ser fornecidos para posicionar a matriz de rebordo intermediário

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116b e a matriz de rebordo interno 116c uma em relação à outra e em relação à matriz de rebordo externo 116a, e um espaçador de punção de painel inferior 122 pode ser fornecido para posicionar o punção de painel inferior em relação à matriz de rebordo interno 116c. Alternativamente, a montagem de matrizes de rebordos inferiores 116 pode compreender a matriz de rebordo externo 116a, a matriz de rebordo intermediário 116b, a matriz de rebordo interno 112c e o punção de painel inferior 118 formados integralmente, isto é, como uma unidade única, com as posições das matrizes de rebordos 116a, 116b, 116c fixadas umas em relação às outras e fixadas em relação à montagem de matrizes inferiores 116.

[042] Tal como visto na figura 1, uma superfície superior do punção de painel inferior 118 fica localizada em uma elevação ou altura que fica abaixo da altura da matriz de rebordo interno 116c. Adicionalmente, na modalidade ilustrada, a matriz de rebordo intermediário 116b pode ficar localizada mais alta que a matriz de rebordo interno 116c, e a matriz de rebordo externo 116a pode ficar localizada mais alta que a matriz de rebordo intermediário 116b. Deve ser entendido que as alturas dos punções de rebordos 112a, 112b, 112c e das matrizes de rebordos 116a, 116b, 116c umas em relação às outras são selecionadas para proporcionar uma formação sequencial de rebordos para a extremidade de lata que facilite formação da extremidade de lata sem ou com estiramento limitado do material de peça bruta, tal como será descrito adicionalmente a seguir.

[043] Tal como mostrado na figura 1, a montagem de punções superiores 102 é deslocada da posição retraída para a posição estendida, e fica localizada adjacente à montagem

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14/24 de base fixa 104 para cortar uma peça bruta de extremidade de lata 130 da chapa ou peça de trabalho W. A peça bruta de extremidade de lata 130 é cortada da chapa ou peça de trabalho W por um punção de peça bruta ou de extração 124 carregado pela montagem de punções superiores 102, e por uma borda de corte 126 carregada pela montagem de base fixa 104. Uma parte periférica externa 130A da peça bruta de extremidade de lata 130 é presa em uma área de fixação externa 128A entre o punção de extração 124 e um componente de extração 128 suportado de modo móvel na montagem de base fixa 104 da prensa de conformação 100 de tal maneira que a peça bruta de extremidade de lata é retida em uma orientação de uma maneira geral horizontal tal como mostrado. Um anel de encaixe 132 carregado pela montagem de punções superiores 102 é encaixado contra uma parte de abaulamento 130B da peça bruta 130 adjacente à parte periférica externa 130A, tal como também pode ser visto na figura 2.

[044] Referindo-se à figura 3, durante movimento para baixo da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, o anel de encaixe 132 desloca para associação com um anel de abaulamento 134 para prender a parte de abaulamento 130B em uma área de fixação de abaulamento 134A entre o anel de encaixe 132 e o anel de abaulamento 134. O componente de extração 128 é suportado na montagem de base fixa 104 em um amortecedor a ar.

[045] Movimento para baixo adicional do punção de extração 124 com a montagem de punções superiores 102, seguinte à fixação na área de fixação de abaulamento 134A, desloca a área de fixação externa 128A para baixo para além da área de fixação de abaulamento 134A, de tal maneira que

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15/24 a parte periférica 130A é extraída da área de fixação externa 128A.

[046] Substancialmente ao mesmo tempo ou após a parte periférica 130A ser liberada da área de fixação externa 128A, o punção de painel superior 114 pode encaixar contra a parte de painel central 130. O anel de abaulamento 134 é suportado rigidamente na montagem de base fixa inferior 104 e o anel de encaixe 132 é predisposto por mola para baixo na montagem de punções superiores 102. Consequentemente, o anel de encaixe 132 pode retrair para a montagem de punções superiores 102 seguinte à fixação da parte de abaulamento 130B na área de fixação de abaulamento 134A e à medida que a montagem de punções superiores 102 continua a deslocar na direção da montagem de base fixa 104. Movimento para baixo continuado adicional da montagem de punções superiores 102 encaixa a punção de painel superior 114 contra uma seção de painel central 131 da peça bruta 130 na posição mostrada na figura 3.

[047] Pode ser notado que uma pressão de ar é aplicada a uma câmara 107 acima do pistão de punções 106, ver a figura 1, durante o curso para baixo da montagem de punções superiores 102 para predispor o punção de painel superior 114 para baixo em relação à montagem de punções de rebordos 112 por todo o curso para baixo da montagem de punções superiores 102. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,295 polegada (0,749 cm) entre a posição mostrada na figura 2 e a posição mostrada na figura 3. Deve ser entendido que as dimensões particulares identificadas com referência ao movimento das ferramentas nas etapas do processo de

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16/24 conformação descrito com referência para as figuras 2-9 são fornecidas somente para propósitos de exemplificação, e não pretendem ser limitação para a invenção reivindicada neste documento. Isto é, as dimensões de movimento de ferramenta são fornecidas para ilustrar um grau relativo de movimento por todo o processo de formação, e variações no movimento particular ou no grau de movimento da ferramenta podem ser incluídas no processo de conformação descrito neste documento.

[048] Referindo-se à figura 4, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, o punção de painel superior 114 é posicionado para prender a parte de painel central 130C em uma área de fixação de painel 118A entre o punção de painel superior 114 e o punção de painel inferior 118 para definir uma parte de vale de painel central 130C da peça bruta 130, a qual corresponde substancialmente à seção de painel central 131. De uma maneira geral ao mesmo tempo, à medida que o punção de painel superior 114 desloca para a posição para definir a parte de vale de painel central 130C, o punção de rebordo externo 112a encaixa com a peça bruta 130 adjacente à área de fixação de abaulamento 134A para formar parcialmente a parte de abaulamento 130B em volta da superfície superior do anel de abaulamento 134 e puxar uma parte 130A da parte periférica externa junto ao anel de abaulamento 134.

[049] Adicionalmente, à medida que uma superfície inferior do punção de painel superior 114 desloca abaixo da matriz de rebordo interno 116c, uma parte da peça bruta 130 adjacente à parte de painel central 130C é posicionada em

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17/24 encaixe sobre a matriz de rebordo interno 116c. Neste estágio da formação de extremidade de lata, uma área intermediária 130D da peça bruta 130 se estendendo entre o punção de rebordo superior 112a e a matriz de rebordo interno 116c compreende uma parte substancialmente não deformada da peça bruta 130 que está fora de encaixe com os punções de rebordos intermediário e interno 112b, 112c e fora de encaixe com as matrizes de rebordos externa e intermediária 116a, 116b. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,067 polegada (0,170 cm) entre a posição mostrada na figura 3 e a posição mostrada na figura 4.

[050] Referindo-se à figura 5, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, a seção de painel central 131 permanece presa na área de fixação de painel 118A, e o punção de rebordo externo 112a continua a pressionar uma periferia externa da seção intermediária 130D para baixo e puxar material adicional da parte periférica externa 130A da peça bruta 130 junto ao anel de abaulamento 134. À medida que a montagem de punções de rebordos 112 desloca para baixo, o punção de painel superior 114 é deslocado para cima em relação à montagem de punções de rebordos 112, contra a pressão de ar na câmara 107. Adicionalmente, o punção de rebordo externo 112a pode começar uma deformação do material da peça bruta 130 como uma etapa inicial na formação de um rebordo externo anular para a extremidade de lata. Pode ser notado que, à medida que material é puxado da parte periférica externa 130A, ele atravessa uma área de matriz definida entre uma parede interna 125 do punção de extração

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124 e uma parede externa 135 do anel de abaulamento 134 para formar uma parede externa de uma maneira geral vertical para a extremidade de lata. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,010 polegada (0,025 cm) entre a posição mostrada na figura 4 e a posição mostrada na figura 5.

[051] Referindo-se à figura 6, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, a seção de painel central 131 permanece presa na área de fixação de painel 118A, e o punção de rebordo externo 112a continua a pressionar uma periferia externa da seção intermediária 130D para baixo e puxar material adicional da parte periférica externa 130A da peça bruta 130 junto ao anel de abaulamento 134. À medida que a montagem de punções de rebordos 112 desloca para baixo, o punção de painel superior 114 é também deslocado para cima em relação à montagem de punções de rebordos 112, contra a pressão de ar na câmara 107. O punção de rebordo externo 112a desloca a seção intermediária 130D para contactar ou ficar rigorosamente adjacente a uma ou a ambas de as matrizes de rebordos externo e intermediário 116a, 116b, enquanto que os punções de rebordos intermediário e interno 112b, 112c podem permanecer fora de contato com a seção intermediária 130D. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,010 polegada (0,025 cm) entre a posição mostrada na figura 5 e a posição mostrada na figura 6.

[052] Referindo-se à figura 7, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, a seção de painel central 131

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19/24 permanece presa na área de fixação de painel 118A, e o punção de rebordo externo 112a continua a pressionar a periferia externa da seção intermediária 130D para baixo e puxar material adicional da parte periférica externa 130A da peça bruta 130 junto ao anel de abaulamento 134. À medida que a montagem de punções de rebordos 112 continua a deslocar para baixo, o punção de painel superior 114 é também deslocado para cima em relação à montagem de punções de rebordos 112, contra a pressão de ar na câmara 107. No estágio de formação mostrado na figura 7, a peça bruta 130 pode ficar em encaixe com a primeira matriz de rebordo 116a, e o punção de rebordo externo 112a pode pressionar o material da peça bruta 130 para dentro de um primeiro espaço de matriz Si entre o anel de abaulamento 134 e a matriz de rebordo externo 116a, para além ou abaixo da altura da matriz de rebordo externo 116a, para formar um raio de alargamento Vi, também referido como um raio de parede de mandril. Adicionalmente, os punções de rebordos intermediário e interno 112b, 112c podem permanecer fora de contato com a seção intermediária 130D à medida que o raio de alargamento Vi é formado. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,010 polegada (0,025 cm) entre a posição mostrada na figura 6 e a posição mostrada na figura 7 .

[053] Referindo-se à figura 8, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na direção da posição estendida, a seção de painel central 131 permanece presa na área de fixação de painel 118A, e o punção de rebordo externo 112a continua a pressionar a periferia externa da seção intermediária 130D para baixo e puxar

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20/24 material adicional da parte periférica externa 130A da peça bruta 130 junto ao anel de abaulamento 134. À medida que a montagem de punções de rebordos 112 continua a deslocar para baixo, o punção de painel superior 114 é também deslocado para cima em relação à montagem de punções de rebordos 112, contra a pressão de ar na câmara 107. O punção de rebordo intermediário 112b pode pressionar o material da peça bruta 130 para dentro de um segundo espaço de matriz S2 entre a matriz de rebordo externo 116a e a matriz de rebordo intermediário 116b, para além ou abaixo da altura da matriz de rebordo externo 116a, para formar um primeiro raio de vale de rebordo intermediário ou central V2, e definindo adicionalmente um primeiro raio de rebordo Bi separando os primeiro e segundo raios de vales Vi, V2. À medida que o segundo raio de vale de rebordo V2 é formado, o movimento para baixo do punção de rebordo externo 112a com a montagem de punções de rebordos 112 continua a aumentar o raio de alargamento Vi. Pode ser notado que material da peça bruta 130 pode ser puxado radialmente para dentro através da matriz de rebordo externo 116a, do punção de rebordo externo 112a e do anel de abaulamento 134 com movimento para baixo da montagem de punções de rebordos superiores 112 para fornecer material para formar os rebordos com pouco ou nenhum estiramento do material da peça bruta 130. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,010 polegada (0,025 cm) entre a posição mostrada na figura 7 e a posição mostrada na figura 8.

[054] Referindo-se à figura 9, durante movimento para baixo adicional da montagem de punções superiores 102 na

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21/24 direção da posição estendida, a seção de painel central 131 permanece presa na área de fixação de painel 118A, e o punção de rebordo externo 112a continua a pressionar a periferia externa da seção intermediária 130D para baixo e puxar material adicional da parte periférica externa 130A da peça bruta 130 junto ao anel de abaulamento 134. À medida que a montagem de punções de rebordos 112 continua a deslocar para baixo, o punção de painel superior 114 é também deslocado para cima em relação à montagem de punções de rebordos 112, contra a pressão de ar na câmara 107. O punção de rebordo interno 112c pode pressionar o material da peça bruta 130 para dentro de um terceiro espaço de matriz S3 entre a matriz de rebordo intermediário 116b e a matriz de rebordo interno 116c, para além ou abaixo da altura da matriz de rebordo intermediário 116b e da matriz de rebordo interno 116c, para formar um segundo raio de vale de rebordo intermediário ou interno V3. Formar o raio de vale de rebordo interno V3 coincide adicionalmente com formar um segundo raio de rebordo B2 separando os raios de vales de rebordos intermediário e interno V2, V3 e formando ou completando um terceiro raio de rebordo B3 separando o raio de vale de rebordo interno V3 e a parte de vale de painel central 130C. À medida que o raio de vale de rebordo interno V3 é formado, o movimento para baixo dos punções de rebordos externo e intermediário 112a, 112b com a montagem de punções de rebordos 112 continua a aumentar o raio de alargamento Vi e o raio de vale de rebordo intermediário V2. Tal como notado anteriormente, o material da peça bruta 130 pode ser puxado radialmente para dentro à medida que a montagem de punções superiores 102 desloca para baixo. Em particular, o material da peça bruta 130 pode ser

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22/24 puxado através das matrizes de rebordos externo e intermediário 116a, 116b, dos punções de rebordos externo, intermediário e interno 112a, 112b, 112c e do anel de abaulamento 134 com movimento para baixo da montagem de punções de rebordos superiores 112 para fornecer material para formar o raio de alargamento Vi e os raios de vales de rebordos intermediário e interno V2, V3 com pouco ou nenhum estiramento do material da peça bruta 130.

[055] O estágio de formação ilustrado na figura 9 representa movimento para baixo na posição estendida da montagem de punções superiores 102 ou perto dela, e completa a parte periférica externa 130A da peça bruta 130 para um comprimento final definindo uma parede externa de um abaulamento C da extremidade de lata. O abaulamento C tem um contorno final definido pela superfície superior do anel de abaulamento 134 e é conectado ao raio de alargamento Vi em uma parede de alargamento externo vertical 136 formada entre uma parede interna 138 do anel de abaulamento 134 e uma parede externa 140 do punção de rebordo externo 112a, tal como também pode ser visto na figura 10. Na modalidade exemplar ilustrada, a montagem de punções superiores 102 pode deslocar para baixo por cerca de 0,031 polegada (0,079 cm) entre a posição mostrada na figura 8 e a posição mostrada na figura 9.

[056] Deve ser entendido que, embora as etapas para formar uma extremidade de lata incluam iniciar formação do raio de vale de rebordo intermediário V2 como um primeiro raio de vale de rebordo intermediário seguinte à etapa de iniciar formação do raio de alargamento Vi, aspectos adicionais da invenção podem incluir uma ordem diferente de

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23/24 formação de raio de vale de rebordo. Por exemplo, a montagem de punções de rebordos 112 e a montagem de matrizes de rebordos 116 podem ser configuradas para iniciar formação do raio de vale de rebordo interno V3 como o primeiro raio de vale de rebordo intermediário seguida por iniciar formação do raio de vale de rebordo intermediário V2 como o segundo raio de vale de rebordo intermediário.

[057] A partir da descrição exposta anteriormente, pode ser entendido que a extremidade de lata é formada com formação sucessiva de raios de vales em que formação inicial dos raios de vales pode ser estagiada para ocorrer em tempos diferentes no processo de formação. Em particular, formação do raio de alargamento pode ser iniciada primeiro e raios de vales intermediários sucessivos podem ser formados sequencialmente, o que, em combinação com fornecer somente a ferramenta de conformação superior no ar enquanto que a ferramenta inferior está firme ou fixada, resulta em uma redução em tonelagem de pressionamento exigida para formação da extremidade de lata.

[058] Ao formar a extremidade de lata, uma dobra do material formando a peça bruta 130 pode ser executada gradualmente em que dobramento do material pode ser acomodado ao puxar material adicional da parte externa 130A da peça bruta 130 ou por meio de um adelgaçamento localizado de material nos raios de rebordos ou nos raios de vales. Executar a operação de conformação como um drapejamento sequencial do material sobre o ferramental da montagem de punções de rebordos 112 e da montagem de matrizes de rebordos 116, tal como está ilustrado nas figuras 2-9, reduz restrição no movimento do material da parte externa 130A, de tal

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24/24 maneira que o material da peça bruta 130 é puxado para dentro mais prontamente para reduzir a quantidade de adelgaçamento que pode ocorrer de outro modo. Consequentemente, pode ser entendido que, por todas as etapas descritas com referência para as figuras 2-9, o material para formar os raios de vales de rebordos e os raios de rebordos, e em particular o material da seção intermediária 130D, não é estirado substancialmente, mas particularmente é formado com deformações sequenciais relativamente pequenas que afinam o material em uma quantidade mínima para formar os rebordos, enquanto a seção de painel central 131 permanece presa em uma posição estacionária. Por exemplo, o processo de formação de extremidade de lata descrito neste documento pode ser executado com não mais que cerca de 6% de adelgaçamento material e sem ou com estiramento de material desprezível.

[059] Embora modalidades particulares da presente invenção tenham sido ilustradas e descritas, estará evidente para os versados na técnica que várias outras mudanças e modificações podem ser feitas sem divergir do espírito e escopo da invenção. Portanto, são consideradas como cobertas pelas reivindicações anexas todas as tais mudanças e modificações que estejam dentro do escopo desta invenção.

Claims

REIVINDICAÇÃO

1. Método para formar uma extremidade de lata em uma prensa de conformação, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

posicionar uma chapa de material entre uma montagem de punções superiores e uma montagem de base fixa na prensa de conformação;

cortar uma peça bruta de extremidade de lata da chapa de material;

prender uma parte periférica da peça bruta de extremidade de lata;

deslocar a montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida, e prender uma parte central da peça bruta de extremidade de lata entre um punção de painel superior e um punção de painel inferior para definir uma seção de painel central na peça bruta de extremidade de lata, em que a seção de painel central fica abaixo de uma matriz de rebordo interno anular localizada adjacente ao punção de painel inferior na montagem de base fixa; e estender a montagem de punções superiores subsequente a prender a parte central da peça bruta de extremidade de lata para formar um raio de alargamento anular inicial perto da parte periférica da peça bruta de extremidade de lata, com uma área intermediária substancialmente não deformada se estendendo entre o raio de alargamento anular inicial e a matriz de rebordo interno anular.
2. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que inclui estender a montagem de punções superiores para encaixar um

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2/8 primeiro punção de rebordo intermediário anular contra a peça bruta de extremidade de lata e formar inicialmente um primeiro raio de vale de rebordo intermediário na área intermediária da peça bruta de extremidade de lata, e aumentar simultaneamente a profundidade do raio de alargamento.
3. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que inclui adicionalmente estender a montagem de punções superiores para encaixar um segundo punção de rebordo intermediário anular contra a peça bruta de extremidade de lata e formar inicialmente um segundo raio de vale de rebordo intermediário na área intermediária da peça bruta de extremidade de lata, em que a profundidade do primeiro raio de vale de rebordo intermediário e a do raio de alargamento são aumentadas simultaneamente.
4. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que formar o raio de alargamento anular inicial compreende encaixar a peça bruta de extremidade de lata com um punção de rebordo externo na montagem de punções superiores após um encaixe inicial do punção de painel superior contra a peça bruta de extremidade de lata.
5. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que formação inicial do raio de alargamento anular inclui deslocamento para cima do punção de painel superior em relação ao punção de rebordo externo enquanto o punção de painel superior prende a seção de painel central ao punção de painel inferior.

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6. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a parte periférica da peça bruta de extremidade de lata é presa sobre um anel de abaulamento da montagem de base fixa, e o punção de rebordo externo coopera com uma parede interna do anel de abaulamento para formar uma parede externa de uma maneira geral vertical do raio de alargamento.
7. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a montagem de punções superiores inclui um punção de rebordo externo anular, um punção de rebordo intermediário anular e um punção de rebordo interno anular, e a montagem de base fixa inclui uma matriz de rebordo externo anular, uma matriz de rebordo intermediário anular e a matriz de rebordo interno anular, e em que, subsequente a um encaixe inicial do punção de rebordo externo com a peça bruta de extremidade de lata:

a área intermediária não deformada da peça bruta de extremidade de lata se estende em encaixe com a matriz de rebordo externo, a matriz de rebordo intermediário e com a matriz de rebordo interno; e o punção de rebordo intermediário e o punção de rebordo interno estão localizados espaçados da peça bruta de extremidade de lata.
8. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o punção de rebordo intermediário encaixa com a peça bruta de extremidade de lata antes de um encaixe do punção de rebordo interno com a peça bruta de extremidade de lata.
9. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o

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4/8 punção de rebordo externo e o punção de rebordo interno se estendem para baixo mais do que estende o punção de rebordo intermediário.
10. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que movimento da montagem de punções superiores para sua posição estendida completa formação da peça bruta de extremidade de lata para uma extremidade de lata tendo um raio de alargamento, um raio de vale de rebordo intermediário e um raio de vale de rebordo interno, em que a seção de painel central permanece presa entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior durante a formação total dos rebordos.
11. Método para formar uma extremidade de lata em uma prensa de conformação, o método caracterizado pelo fato de que compreende:

posicionar uma chapa de material entre uma montagem de punções superiores e uma montagem de base fixa na prensa de conformação;

cortar uma peça bruta de extremidade de lata da chapa de material;

prender uma parte periférica da peça bruta de extremidade de lata entre um anel de abaulamento e um anel de encaixe;

fornecer uma montagem de punções superiores tendo uma pluralidade de punções de rebordos anulares e um punção de painel superior suportado para movimento em relação aos punções de rebordos;

fornecer uma montagem de base fixa tendo uma pluralidade de matrizes de rebordos anulares para cooperar com os punções de rebordos e um punção de painel inferior;

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5/8 deslocar a montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida, em que movimento da montagem de punções superiores compreende:

encaixar uma parte central da peça bruta de extremidade de lata com o punção de painel superior antes de encaixar a peça bruta de extremidade de lata com os punções de rebordos ou com as matrizes de rebordos; e subsequentemente deslocar a montagem de punções superiores para prender a parte central da peça bruta de extremidade de lata entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior com a peça bruta de extremidade de lata encaixada com um único punção de rebordo dos punções de rebordos e com uma única matriz de rebordo das matrizes de rebordos.
12. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que inclui estender a montagem de punções superiores subsequente a prender a parte central da extremidade de lata de tal maneira que o único punção de rebordo dos punções de rebordos desloca a peça bruta de extremidade de lata para baixo para encaixe com uma ou mais das matrizes de rebordos remanescentes.
13. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que, subsequente à peça bruta de extremidade de lata deslocar para encaixe com a uma ou mais das matrizes de rebordos remanescentes, movimento adicional da montagem de punções superiores desloca os punções de rebordos remanescentes para encaixe com a peça bruta de extremidade de lata.
14. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o

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6/8 único punção de rebordo dos punções de rebordos compreende um punção de rebordo mais externo radialmente e a única matriz de rebordo das matrizes de rebordos compreende uma matriz de rebordo mais interna radialmente.
15. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que uma área intermediária substancialmente não deformada se estende entre o punção de rebordo mais externo e a matriz de rebordo mais interna.
16. Método de formar uma extremidade de lata, de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o punção de painel inferior é fixado de modo imóvel em relação às matrizes de rebordos.
17. Aparelho para formar uma extremidade de lata de uma chapa de material em uma prensa de ação simples tendo uma montagem de base fixa e uma montagem de punções superiores móvel, o aparelho caracterizado pelo fato de que compreende:

um anel de abaulamento suportado rigidamente na montagem de base fixa e tendo uma superfície superior definindo um contorno para um abaulamento da extremidade de lata;

um anel de encaixe carregado pela montagem de punções superiores, o anel de encaixe estando alinhado com o anel de abaulamento para encaixar com uma peça de trabalho mediante movimento da montagem de punções superiores na direção da montagem de base fixa para formar um abaulamento em uma parte periférica da peça de trabalho;

uma pluralidade de punções de rebordos anulares suportados na montagem de punções superiores e um punção de painel superior suportado de forma fluídica na montagem de

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7/8 punções superiores para movimento em relação aos punções de rebordos;

uma pluralidade de matrizes de rebordos anulares e um punção de painel inferior suportado na montagem de base fixa para cooperar com os punções de rebordos e o punção de painel superior, respectivamente;

em que movimento da montagem de punções superiores de uma posição retraída para uma posição estendida encaixa a peça de trabalho entre o anel de abaulamento e o anel de encaixe, e posiciona o punção de painel superior em encaixe com a peça de trabalho antes de encaixar a peça de trabalho com os punções de rebordos ou com as matrizes de rebordos, e movimento subsequente da montagem de punções superiores prende a peça de trabalho entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior com a peça de trabalho encaixada com um único punção de rebordo dos punções de rebordos e com uma única matriz de rebordo das matrizes de rebordos.
18. Aparelho para formar uma extremidade de lata de uma chapa de material em uma prensa de ação simples, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo fato de que o punção de painel superior desloca para dentro da montagem de punções superiores durante movimento da montagem de punções na direção da posição estendida subsequente a prender a peça de trabalho entre o punção de painel superior e o punção de painel inferior.
19. Aparelho para formar uma extremidade de lata de uma chapa de material em uma prensa de ação simples, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que os diversos punções de rebordos na montagem de punções

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8/8 superiores são suportados em relação fixa de uns para os outros e o punção de painel superior é móvel em relação à pluralidade de punções de rebordos.