BRPI0213783B1

BRPI0213783B1 - módulo de matriz para um conjunto de estampagem e alisamento, e, conjunto de matrizes destinado à formação de latas

Info

Publication number: BRPI0213783B1
Application number: BRPI0213783A
Authority: BR
Inventors: Rodney Blue
Original assignee: Sequa Can Machinery Inc; Stolle Machinery Co Llc
Priority date: 2001-11-02
Filing date: 2002-10-31
Publication date: 2016-11-29
Also published as: IL161570A0; ZA200403122B; US20030084700A1; EP1448326A4; PL368354A1; WO2003039780A1; EP1448326A1; NZ532646A; CN1582205A; HUP0402009A2; AU2002350080B2; JP4772283B2; YU37504A; RU2004114206A; RU2304480C2; CO5570689A2; CN1286592C; BR0213783A; EP1448326B1; JP2005508254A

Abstract

"módulo de matriz para um conjunto de estampagem e alisamento, e, conjunto de matrizes destinado à formação de latas". uma máquina-ferramenta destinada à formação de latas (2) inclui módulos de matriz internamente resfriados (4, 6, 8). cada módulo de matriz inclui, pelo menos, uma plaqueta de matriz (14, 16, 18, 20, 22) mantida em um alojamento. meio de resfriamento de fluido é fornecido às entradas múltiplas (24, 26, 28, 30) colocadas de modo circunferencial em cada alojamento. o fluido de resfriamento é guiado a partir das entradas através de espaços livres (42, 44, 46, 48, 50) situados entre uma superfície externa da plaqueta da matriz e o alojamento para resfriar a plaqueta da matriz. saídas (34, 36, 38, 40) são espaçadas circunferencialmente em torno do alojamento para retornar o fluido de resfriamento à alimentação do meio.

Description

"MÓDULO DE MATRIZ PARA UM CONJUNTO DE ESTAMPAGEM E ALISAMENTO, E, CONJUNTO DE MATRIZES DESTINADO À FORMAÇÃO DE LATAS" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção A presente invenção refere-se, geralmente, a conjuntos de máquina-ferramenta destinados à fabricação de latas que tem matrizes de estampagem e de alisamento para reformar um copo em um corpo de _ recipiente e, mais especificamente, a um tal conjunto de máquina-ferramenta com resfriamento interno. 2. Breve Descrição da Arte Relacionada As matrizes destinadas à formação de latas são usadas para formar os corpos de latas ou recipientes de metal. A descrição aqui é particularmente relacionada com a formação de recipientes de metal de duas peças. Um copo de metal .oco é movimentado para dentro das matrizes por um punção para formar o corpo da lata. As matrizes geralmente são providas nas máquinas-ferramentas em que uma série de plaquetas de matriz progressivamente mais estreitas é disposta para estampar e alisar progressivamente o copo de metal em um recipiente com a forma e a espessura desejadas. Um exemplo de um conjunto convencional de matrizes de estampagem e alisamento em uma máquina-ferramenta é mostrado na patente US no. 4 173 882, expedida para Lee, Jr. em 13 de novembro de 1979, cuja descrição completa é aqui incorporada por referência. Cada matriz é incluída em um módulo de matriz respectivo.

As máquinas-ferramentas com matrizes usadas na fabricação comercial de latas usam, convencionalmente, fluidos de resfriamento aplicados extemamente ao conjunto de matrizes para manter ou reduzir as temperaturas de operação das matrizes. Em algumas aplicações destinadas à formação de latas, no entanto, é desejável evitar o uso de fluidos de resfriamento externo. Por exemplo, fluidos de resfriamento externo podem contaminar as superfícies do recipiente, o que requer processos de limpeza após a sua formação que são onerosos e ambientalmente indesejáveis.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO A presente invenção supera as desvantagens da arte anterior, como as notadas acima, ao prover um conjunto de máquina-ferramenta para matriz modular com resfriamento interno, que não requer o uso de fluido de resfriamento aplicado a partir do exterior da máquina-ferramenta. Ao contrário, a temperatura da máquina-ferramenta é controlada forçando-se um fluido, particularmente um líquido, com propriedades desejáveis de transferência térmica, em tomo das plaquetas da matriz através de cavidades especiais na matriz sendo o calor transferido por condução. A temperatura externa de cada bico de matriz pode ser monitorada continuamente no módulo de matriz respectivo, e. a temperatura do meio fluido pode ser ajustada automaticamente para manter temperaturas aceitáveis na matriz. O meio fluido é fornecido à máquina-ferramenta por uma unidade de controle de temperatura, sendo distribuído para os módulos de matriz por uma série de tubos, conexões e mangueiras. O meio fluido flui através de orifícios em cada módulo e sua matriz onde o fluido é dirigido de modo circunferencial em torno da superfície externa das plaquetas da matriz. Preferivelmente, o conjunto de orifícios múltiplos em cada matriz é circunferencialmente simétrico, com orifícios altemantes de entrada e de saída para distribuir o meio fluido uniformemente em tomo de cada plaqueta de matriz. O desenho de múltiplas entradas e saídas de fluido com um conjunto de orifícios simétricos assegura que todas as temperaturas da plaqueta da matriz permaneçam substancialmente uniformes, e também minimiza os gradientes de temperatura em tomo da matriz. Em uma forma de realização preferida, quatro orifícios de entrada e quatro orifícios de saída são dispostos, com os orifícios de entrada e de saída se alternando afastados em 45°. Porém, o número e as colocações das aberturas podem ser alterados de modo a atender a exigências específicas de controle da temperatura.

Outros aspectos e vantagens da presente invenção serão evidentes a partir da seguinte descrição detalhada que se refere aos desenhos anexos.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A Figura 1 é uma seção transversal axial de um conjunto de máquina-ferramenta modular, com resfriamento interno, de acordo com a presente invenção. A Figura 2 é uma seção transversal axial da Figura 1, mostrando vias de meio de resfriamento de fluido escoando para dentro do conjunto. A Figura 3 é uma seção transversal axial da Figura 1, mostrando vias de meio de resfriamento de fluido escoando para fora do conjunto. A Figura 4 é uma seção transversal de uma matriz de estampagem e alisamento mostrando vias de fluido de resfriamento na matriz de acordo com a presente invenção. A Figura 5 é uma vista, em corte, da matriz de estampagem e alisamento tomada ao longo da linha V-V da Figura 4.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE UMA FORMA DE REALIZAÇÃO DA INVENÇÃO A Figura 1 mostra um conjunto 2 de máquina-ferramenta de matriz modular, com resfriamento interno, de acordo com a presente invenção, em uma seção transversal axial. O conjunto inclui três módulos anulares de matriz 4, 6, e 8 em seqüência, com módulos adjacentes separados por espaçadores 10 e 12. O primeiro módulo de matriz 4 inclui uma plaqueta de matriz anular 14 de reestampagem, seguido por uma primeira plaqueta de matriz anular 16 de alisamento. O próximo módulo de matriz 6 inclui uma segunda plaqueta da matriz anular 18 de alisamento. O módulo de matriz final 8 inclui plaquetas de matriz anulares 20 e 22. As plaquetas de matriz 14, 16, 18, 20 e 22 são mantidas nos alojamentos de matriz 15, 17, 19, 21 e 23, respectivamente.

Com referência também às Figuras 2-5, cada um dos módulos de matriz 4, 6 e 8 tem, pelo menos, um orifício de entrada e, pelo menos, um orifício de saída para o meio de resfriamento. Quando se utilizam orifícios múltiplos de entrada e de saída, os orifícios são preferivelmente dispostos de modo alternado e simétrico em tomo de cada módulo de matriz.

Com referência mais específica à Figura 2, o primeiro módulo de matriz 4 é provido com um orifício de entrada 24, o segundo módulo 6 é provido com um orifício de entrada 26, e o terceiro módulo 8 tem orifícios de entrada 28 e 30. Similarmente, como mostrado na Figura 3, o módulo de matriz 4 é provido com um orifício de saída 34, o módulo 6 é provido com orifício de saída 36, e o módulo 8 tem orifícios de saída 38 e 40, pelos quais o meio de resfriamento sai do conjunto de máquina-ferramenta. O meio de resfriamento de fluido, equipado com uma unidade de controle de temperatura convencional 39, escoa através de condutos 43 (Figura 1) nos módulos de matriz através dos orifícios de entrada, como mostrado por setas direcionais 41 da Figura 2. As passagens usinadas em cada módulo de matriz e através dos alojamentos direcionam o meio de resfriamento para os canais 42, 44, 46, 48 e 50 formados nas paredes externas das plaquetas de matriz 14, 16, 18, 20 e 22, respectivamente. A unidade de controle de temperatura 39 pode controlar tanto a taxa de fluxo para cada conduto 43 e orifício de entrada em 41 como a temperatura respectiva de cada conduto e orifício de entrada independentemente dos outros condutos e orifícios de entrada para acomodar e controlar as temperaturas nos vários módulos de matriz, porque cada módulo pode estar submetido a uma diferente carga térmica respectiva. Após circular de modo parcialmente circunferencial em tomo de cada matriz, o meio de resfriamento flui para fora dos módulo de matriz, como mostrado pelas setas direcionais 43 da Figura 3.

Assim, o meio de resfriamento flui através dos canais em contato direto com uma superfície radialmente externa de cada uma das plaquetas da matriz, extraindo o calor que é gerado nas plaquetas de matriz durante cada estampagem e alisamento. Geralmente, o meio de resfriamento passando em tomo das plaquetas de matriz absorve calor e resfria a plaqueta da matriz de modo a manter uma temperatura desejada em cada plaqueta. O fluido também pode ser aquecido para esquentar as plaquetas de matriz, por exemplo, na partida da máquina. Isto pode ser desejável para minimizar os efeitos de dilatação térmica e melhorar os processos de estampagem, alisamento e retirada da lata.

Com referência às Figuras 4 e 5, a plaqueta da matriz 16 e o alojamento da matriz 17 são mostrados de modo a ilustrar as entradas e saídas simetricamente espaçadas para fornecer o meio de resfriamento para a plaqueta da matriz 16. O meio de resfriamento é admitido nas entradas 52, 54, 56 e 58 do alojamento, flui radialmente através do alojamento 17, e circunferencialmente ao longo do canal 44 formado em tomo de um quarto da circunferência externa da matriz 17. O meio de resfriamento sai do módulo de matriz através de saídas 60, 62, 64 e 66. Tampões 68, 70, 72 e 74 vedam as extremidades externas usinadas de entradas 52, 54, 56 e 58, respectivamente. Somente é ilustrada uma passagem circunferencial do meio de resfriamento da entrada 52 em ambas as direções para as saídas 60, 66. As outras entradas e saídas para este módulo de matriz são dispostas do mesmo modo. Como resultado, uma entrada e a saída adjacente estão afastadas em 45°. As plaquetas de matriz 14, 18, 20 e 22 são resfriadas por uma disposição similar de entradas e saídas simetricamente espaçadas.

Com vantagem, o espaçamento simétrico das entradas e saídas do alojamento possibilita um resfriamento uniforme das plaquetas de matriz, assim assegurando que as temperaturas na plaqueta da matriz permaneçam uniformes, e minimizando os gradientes circunferenciais de temperatura. A temperatura externa de cada plaqueta de matriz pode ser monitorada, ou por termômetros 80 de medida da temperatura em cada módulo ou por „ monitoração da temperatura do meio de resfriamento saindo, e os ajustes de temperatura podem ser feitos como necessário.

Apesar da presente invenção ter sido descrita com relação a uma forma de realização particular da mesma, muitas outras variações e modificações e outros usos se tomarão evidentes para os versados na arte. Prefere-se, assim, que a presente invenção seja limitada não pela descrição específica aqui apresentada, mas somente pelas reivindicações anexas.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Módulo de matriz para um conjunto de estampagem e alisamento, o módulo caracterizado pelo fato de compreender: uma plaqueta de matriz (14, 16, 18, 20, 22) tendo uma superfície interna definindo um orifício receptor de um objeto tendo uma periferia, a superfície interna da plaqueta da matriz (14, 16,18, 20, 22) sendo configurada para receber o objeto via o orifício receptor de objeto para a estampagem e o alisamento do objeto, a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) ainda incluindo uma pluralidade de trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) completamente encerrados dentro da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) e dispostos adjacentes às porções respectivas da periferia do orifício receptor de objeto; e um alojamento (15, 17, 19, 21, 23) circundando a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) incluindo uma pluralidade de entradas (52, 54, 56,58) simetricamente espaçadas em tomo do alojamento (15, 17, 19, 21, 23), as entradas (52, 54, 56, 58) sendo configuradas para receber um meio de resfriamento de fluido e para alimentar o meio de resfriamento para respectivos dentre os trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) ainda incluindo uma pluralidade de saídas (60, 62, 64, 66), pelo menos uma das saídas (60, 62, 64, 66) sendo designada para cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50), as saídas (60, 62, 64, 66) sendo configuradas para permitir, ao meio de resfriamento de fluido, fluir para fora do alojamento (15, 17, 19, 21, 23) a partir dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22); em que os trajetos de fluido (42, 44, 46,48, 50) são configurados para evitar que o meio de resfriamento contate a superfície interna da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), e as entradas espaçadas simetricamente (52, 54, 56, 58) permitem que o meio de resfriamento de fluido resfrie, de modo uniforme, a plaqueta da matriz (14,16,18,20, 22).

2. Módulo de matriz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a periferia do orifício é conformada de modo cilíndrico, e os vários trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) são dispostos em tomo da periferia conformada de modo cilíndrico do orifício receptor de objeto.

3. Módulo de matriz de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma das saídas (60, 62, 64, 66) é designada para cada trajeto de fluido (42, 44, 46, 48, 50), e cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) é disposto adjacente às porções respectivas da periferia cilindricamente conformada do orifício receptor de objeto.

4. Módulo de matriz de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que várias saídas (60, 62, 64, 66) são dispostas simetricamente em tomo do alojamento (15,17,19,21,23).

5. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, caracterizado pelo fato de compreender: uma pluralidade de módulos de matriz (4, 6, 8) dispostos em um modo linear para permitir que um punção passe através dos módulos de matriz (4, 6, 8) respectivos, cada um dos módulos (4, 6, 8) incluindo uma plaqueta de matriz (14, 16, 18, 20, 22) tendo uma superfície interna definindo um orifício receptor de um objeto tendo uma periferia, a superfície interna da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) sendo configurada para receber um objeto via o orifício receptor de objeto para uma estampagem e um alisamento do objeto, a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) ainda incluindo uma pluralidade de trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) completamente encerrados dentro da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) e dispostos adjacentes às porções respectivas da periferia do orifício receptor de objeto; e um alojamento (15, 17, 19, 21, 23) circundando a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) incluindo uma pluralidadé de entradas (52, 54, 56, 58) espaçadas simetricamente em tomo do alojamento (15, 17, 19, 21, 23), as entradas (52, 54, 56, 58) sendo configuradas para receber um meio de resfriamento de fluido e para alimentar o meio de resfriamento aos respectivos trajetos de fluido (42, 44, 46,48, 50) daplaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) ainda incluindo uma pluralidade de saídas (60, 62, 64, 66), pelo menos uma das saídas (60, 62, 64, 66) sendo designada para cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50), as saídas (60, 62, 64, 66) sendo configuradas para permitir que o meio de resfriamento de fluido escoe para fora do alojamento (15, 17, 19, 21, 23) dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) da plaqueta da matriz (14,16, 18,20,22); em que os trajetos de fluido (42, 44, 46,48, 50) são configurados para evitar que o meio de resfriamento contate a superfície interna da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), as entradas espaçadas simetricamente (52, 54, 56, 58) permitem que o meio de resfriamento de fluido resfrie, de modo uniforme, a plaqueta da matriz (14, 16,18,20,22).

6. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a periferia do orifício é conformada cilindricamente, e os vários trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) são dispostos em tomo da periferia cilindricamente conformada do orifício receptor de objeto.

7. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que uma das saídas (60, 62, 64, 66) é designada a cada trajeto de fluido (42, 44, 46,48, 50), e cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) é disposto adjacente às porções respectivas da periferia cilindricamente conformada do orifício receptor de objeto.

8. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que as várias saídas (60, 62, 64, 66) são dispostas simetricamente em tomo do alojamento (15, 17, 19, 21, 23).

9. Módulo de matriz para um conjunto de estampagem e alisamento, o módulo caracterizado pelo fato de compreender: um meio de aquecimento de fluido; uma plaqueta de matriz (14, 16, 18, 20, 22) tendo uma superfície interna definindo um orifício receptor de um objeto tendo uma periferia, a superfície interna da plaqueta da matriz (14,16, 18,20,22) sendo configurada para receber o objeto via o orifício receptor de objeto para um dentre a estampagem e o alisamento do objeto, a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) ainda incluindo uma pluralidade de trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) completamente encerrados dentro da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22) e dispostos adjacentes à periferia do orifício receptor de objeto; e um alojamento (15, 17, 19, 21, 23) circundando a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) incluindo uma pluralidade de entradas (52, 54, 56, 58) simetricamente espaçadas em tomo do alojamento (15, 17, 19, 21, 23), as entradas (52, 54, 56, 58) sendo configuradas para receber um meio de aquecimento de fluido e para alimentar o meio de aquecimento para respectivos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), o alojamento (15, 17, 19, 21, 23) ainda incluindo uma pluralidade de saídas (60, 62, 64, 66), pelo menos uma das saídas (60, 62, 64, 66) sendo designada para cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50), as saídas (60, 62, 64, 66) sendo configuradas para permitir que o meio de aquecimento de fluido escoe para fora do alojamento (15, 17, 19, 21, 23) a partir dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22); em que os trajetos de fluido (42, 44, 46,48, 50) são configurados para evitar que o meio de aquecimento contate a superfície interna da plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22), e as entradas espaçadas simetricamente (52, 54, 56, 58) permitem que o meio de aquecimento de fluido aqueça de modo uniforme, a plaqueta da matriz (14, 16, 18, 20, 22).

10. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a periferia do orifício é cilindricamente conformada, e o trajeto de fluido (42,44,46,48, 50) é disposto em tomo da periferia cilindricamente conformada do orifício receptor de objeto.

11. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que pelo menos um trajeto de fluido (42, 44, 46, 48, 50) inclui uma pluralidade de trajetos de fluido (42, 44,46,48, 50) e pelo menos uma saída (60, 62, 64, 66) inclui uma pluralidade de saídas (60, 62, 64, 66), uma das saídas (60, 62, 64, 66) sendo designada a cada trajeto de fluido (42, 44, 46, 48, 50), e cada um dos trajetos de fluido (42, 44, 46, 48, 50) sendo disposto adjacente às porções respectivas da periferia cilindricamente conformada do orifício receptor de objeto.

12. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que as várias saídas (60, 62, 64, 66) são dispostas simetricamente em tomo do alojamento (15, 17, 19,21,23).

13. Conjunto de matrizes destinado à formação de latas, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma entrada (52, 54, 56, 58) inclui uma pluralidade de entradas (52, 54, 56, 58) dispostas simetricamente em tomo do alojamento (15, 17, 19, 21, 23).