BRPI0721214B1 - Matriz de estampagem para estampagem profunda de peças brutas - Google Patents

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Abstract

processo e dispositivo para estampagem profunda de peças brutas feitas de metal de chapa em peças brutas moldadas sem flange a presente invenção refere-se ao processo para estampagem profunda de peças brutas, que são vazadas do metal de chapa que está pintado ou revestido com material de filme, por exemplo, feito de aço ou alumínio, em peças brutas moldadas sem flange, sendo que as peças brutas são formadas para uma parte em formato de cadinho, com uma borda cilíndrica sem flange, em torno de um núcleo de estampagem por meio de um sino de estampagem de uma matriz de estampagem, e uma força de mola predeterminada é aplicada ao lado da borda oposta ao sino de estampagem, durante a formação da borda das peças brutas, por meio de um suporte de peça bruta, caracterizado pelo fato de que a força de mola aplicada ao suporte de peça bruta é espontaneamente reduzida substancialmente para zero pouco antes do término do processo de estampagem.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MATRIZ DE ESTAMPAGEM PARA ESTAMPAGEM PROFUNDA DE PEÇAS BRUTAS.
[001] A presente invenção refere-se a uma matriz de estampagem para estampagem profunda de peças brutas feitas de metal de chapa, que está revestida com tinta ou material de filme, em peças brutas moldadas sem flange.
[002] Tampas para recipientes geralmente são produzidas pelo fato de que peças brutas que estão vazadas das placas de metal de chapa, são estampadas em profundidade em uma matriz de estampagem profunda, sendo que são formadas peças brutas moldadas, aproximadamente em forma de cadinho, com uma parte de teto e uma parte de borda. Naturalmente, ocorre uma compressão do material na parte de borda, devido à redução do diâmetro. Pelo fato do material usado, particularmente, aço ou alumínio, ter uma textura predeterminada, são formadas pequenas saliências na borda livre em um processo de estampagem profunda desse tipo. São formados chamados recortes ou orelhas (formações de orelhas).
[003] Em tampas para recipientes que recebem material sensível ou que receberam um conteúdo que promove corrosão, é conhecido pintar o lado interno dessas tampas ou dotar a mesma de um outro revestimento, por exemplo, com material de filme. O revestimento se dá já no metal de chapa, isto é, na fita de chapa ou nas placas de metal de chapa a ser estampadas. Nesse caso, peças finas de felpa ou formações semelhantes a cabelo são formadas na borda cilíndrica ou sem flange da tampa estampada em profundidade, que são consideradas como extremamente desvantajosas. A razão é que, por um lado, essas felpas sujam fortemente a matriz. Por outro lado, elas podem contaminar o conteúdo de um recipiente na utilização posterior da tampa.
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2/8 [004] Uma matriz de estampagem profunda típica, para estampagem profunda de peças brutas planas, com a finalidade de formar tampas, prevê um sino de estampagem e um núcleo de estampagem, em torno do qual o sino de estampagem forma a peça moldada em bruto em forma de cadinho. Devido à redução do diâmetro já descrita, dobras podem ser formadas na borda. Portanto, essa matriz de estampagem profunda prevê um chamado suporte de peça bruta, que se encosta contra a região de borda sob uma força de mola. Nesse caso, o lado interno da região de borda está localizado no suporte de peça bruta e, desse modo, encosta-se contra a camada de tinta ou material de filme. Na técnica, presume-se que a ruptura do material ao final do processo de puncionagem, que é inevitável, particularmente, com metal de chapa mais duro, é a razão do desfiamento da camada.
[005] Do documento EP 0595 417 B1, tornou-se conhecido um dispositivo de mola para um suporte de peça bruta de uma matriz de estampagem profunda, pelo qual a força do suporte de peça bruta, aplicada ao flange da peça bruta moldada, é reduzida no decorrer do processo de estampagem profunda. Tal como se sabe, a intensidade da pressão entre suporte de peça bruta e peça bruta moldada aumenta no decorrer do processo de deformação, mesmo a uma força constante sobre o suporte de peça bruta, porque a área da região de borda da peça bruta moldada, que coopera com o suporte de peça bruta, diminui crescentemente. Por sucessiva redução da força no suporte de peça bruta, procura-se manter a intensidade da pressão aproximadamente constante, no caso conhecido.
[006] Do documento US-A-5 433 099, tornou-se conhecido um processo para estampagem profunda de peças brutas que são vazadas do material de chapa, que está pintado ou revestido com material de filme, por exemplo, feito de aço ou alumínio, para peças brutas moldadas, sem flange, sendo que as peças brutas são deformadas
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3/8 para uma parte em formato de cadinho, com uma borda cilíndrica sem flange, em torno de um núcleo de estampagem por meio de um sino de estampagem de uma matriz de estampagem, e uma força de mola predeterminada é aplicada ao lado da borda oposta ao sino de estampagem, durante a formação da borda das peças brutas por meio de um suporte de peça bruta. A força de mola aplicada ao suporte de peça bruta é espontaneamente reduzida substancialmente para zero, pouco antes do término do processo de estampagem.
[007] Do documento EP-A-0 595 417 tornou-se conhecida uma matriz de estampagem para estampagem profunda de peças brutas, com um sino de estampagem, um núcleo de estampagem, um suporte de peça bruta ou uma mola pneumática, que aplica uma força de mola ao suporte de peça bruta.
[008] A presente invenção está baseada no objetivo de fornecer um dispositivo para estampagem profunda de peças brutas planas em peças brutas moldadas, sem flange, em formato de cadinho, em que as peças brutas são vazadas de um metal de chapa, que está pintado ou revestido com material de filme, no qual é evitada a geração de cabelos de tinta e fenômenos similares.
[009] No dispositivo da presente invenção, a força de mola aplicada ao suporte de peça em bruta é espontaneamente reduzida substancialmente para zero, pouco antes do término do processo de estampagem.
[0010] Foi constatado que a formação de cabelos de tinta é evitada em peças brutas moldadas sem flange, quando a força aplicada ao suporte de peça bruta é retirada iminentemente antes do término do processo de estampagem, isto é, quando, em cada caso, a borda ou canto da parte de borda se encosta contra o suporte de peça bruta, substancialmente, sem pressão. No presente contexto, sem flange significa que a borda da peça bruta moldada não tem um flange no
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4/8 canto livre, isto é, a borda é cilíndrica.
[0011] O dispositivo de acordo com a presente invenção está baseado na descoberta de que a tinta ou material de filme é destacado do material de base na região de borda, quando as peças brutas são vazadas do metal de chapa. O vazamento das peças brutas ocorre antes ou simultaneamente à estampagem profunda, pelo fato de que o sino de estampagem profunda realiza o processo de vazamento. Na estampagem profunda convencional, o suporte de peça bruta entra em contato com essa região de borda destacada do revestimento e não causa nenhuma ação de mastigação no momento em que o metal de chapa a ser estampado deixa o suporte de peça bruta. Desse modo, isso causa uma destruição mais ou menos forte dessa região de borda destacada, o que leva à formação dos cabelos de tinta que já foram mencionados várias vezes.
[0012] É decisivo para o dispositivo da presente invenção que a força de mola aplicada ao suporte de peça bruta seja extensivamente levada a zero, a saber, dentro de um tempo muito curto, por exemplo, dentro de milissegundos. O momento no qual a força de mola sobre o suporte de peça bruta é eliminada pode ser ajustado, em cada caso, pela posição do suporte de peça bruta ou do sino de estampagem. Naturalmente, essa posição depende da geometria da peça bruta moldada a ser produzida.
[0013] Como indicado acima, é conhecido proporcionar a força sobre o suporte de peça bruta por uma força pneumática, por exemplo, por uma almofada de gás, que é fechada por um pistão, que, por sua vez, encosta-se contra o suporte de peça bruta por meio de elementos de transmissão de força apropriados. Nessa modalidade, a almofada de gás é descarregada em direção à atmosfera, quando a força de mola deve ser eliminada.
[0014] Depois da descarga da almofada de gás, o espaço que re
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5/8 cebe a almofada de gás tem de ser novamente enchido com gás, a fim de por fornecer a força de mola para o processo de estampagem seguinte.
[0015] No dispositivo conhecido, a força de mola é sucessivamente reduzida durante o processo de estampagem, a fim de obter uma pressão aproximadamente constante entre o suporte de peça bruta e a borda da peça bruta moldada. Na presente invenção, verificou-se que uma redução da força de mola durante o processo de estampagem não traz quaisquer vantagens. Ao contrário, de acordo com a presente invenção, propõe-se que se deixe a força de mola aumentar linearmente durante o processo de estampagem, até a queda espontânea. Esse é automaticamente o caso, quando o volume de uma almofada de gás é continuamente reduzido durante o processo de estampagem. As intensidades de pressão são, desse modo, aumentadas durante o processo de estampagem, o que, no entanto, compensa parcialmente o fenômeno de que região de borda fica mais espessa na deformação progressiva da mesma, e, com isso, é necessária uma força de mola mais alta para impedir a formação de dobras.
[0016] Na matriz de estampagem de acordo com a invenção, a mola pneumática está formada por um volume de gás em uma câmara que está fechada por um pistão. O pistão, por sua vez, atua sobre o suporte de peça bruta por meio de elementos de transmissão de força, e uma válvula de descarga está associada à câmara, que é ativada quando o pistão atingiu uma posição inferior predeterminada, com o que a câmara é subitamente descarregada. A fim de ativar a válvula, uma haste ou uma alavanca pode estar associada à válvula de descarga, de acordo com uma modalidade da presente invenção, que está disposta na câmara e pode ser manobrada pelo pistão.
[0017] Como uma nova formação de pressão por ventilação é necessária depois da descarga da câmara, de acordo com uma modali
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6/8 dade da presente invenção, está prevista uma fonte de pressão que pode ser ligada à câmara por meio de uma válvula de ar. Um dispositivo de controle ativa a válvula de ar depois de terminado o processo de estampagem. Desse modo, o pistão e o suporte de peça moldada são ajustados automaticamente para uma posição superior e estão, então prontos para o processo de estampagem seguinte.
[0018] Um exemplo de realização da presente invenção é explicado mais detalhadamente a seguir, por meio de desenhos.
[0019] Figura 1 mostra, em uma vista esquemática, um corte através de uma peça bruta para a produção de uma peça bruta moldada cilíndrica.
[0020] Figura 2 mostra, em uma vista esquemática, uma matriz de estampagem, durante um processo de estampagem com uma peça bruta após a figura 1.
[0021] Figura 3 mostra, em uma vista esquemática, um dispositivo de mola para o suporte de peça bruta da matriz de estampagem após a figura 2.
[0022] Figura 4 mostra duas linhas de núcleo de mola de um dispositivo de mola para um suporte de peça bruta da matriz de estampagem após a figura 2.
[0023] Uma peça bruta 10, não necessariamente anular, na figura 1 consiste em um material de base 12 e um revestimento 14. O material de base consiste, por exemplo, em chapa de aço ou alumínio. O revestimento 14 é, por exemplo, uma tinta, um filme plástico ou similar. Em 16 é mostrado como o revestimento foi destacado do material de base 12 na borda da peça bruta. Esse processo ocorre quando a peça bruta 10 é vazada da chapa de metal revestida.
[0024] A matriz de estampagem profunda após a figura 2 tem núcleo de estampagem 18, por exemplo, cilíndrico, um sino de estampagem 20 cilíndrico-anular e um suporte de peça bruta 22 em formato de
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7/8 disco anular. Essa construção de uma matriz de estampagem profunda é conhecida, em geral. O núcleo de estampagem 18 é, por exemplo, estacionário, enquanto o sino de estampagem 20 está acoplado, com ajuda de um dispositivo de pressão apropriado, por exemplo, a haste de impulso de uma prensa de alavanca. Em seu lado inferior, o suporte de peça bruta 22 está em contato com elementos de transmissão de força 24, que são uma parte de um dispositivo de mola. As forças de mola que atuam sobre os elementos de transmissão de força 24 estão indicadas em 26 na figura 2.
[0025] Na figura 2 está indicado como a peça bruta 10 é estampada em profundidade por formação progressiva da região de borda, aproximadamente em torno do núcleo de estampagem 18, com ajuda do sino de estampagem 20. O suporte de peça bruta 22 encosta-se contra o lado interno da peça bruta moldada e evita a formação de dobras na região de borda, devido à redução de diâmetro do material. A construção e função de uma matriz de estampagem são conhecidas, em geral.
[0026] Na figura 3, podem ser reconhecidos os elementos de transmissão de força 24 após a figura 2, que cooperam com um pistão 28, que está assentado hermeticamente em uma câmara cilíndrica 30. Durante o processo de estampagem profunda, a câmara 30 é preenchida com gás, por exemplo, com ar, de preferência, sob uma determinada pressão. Quando o suporte de peça bruta 22 após a figura 1 é movido para baixo durante o processo de estampagem, o pistão 28 move-se para o interior da câmara 30 e comprime a almofada de gás, com o que a força de mola sobre o suporte de peça bruta 22 aumenta de modo aproximadamente linear. Isso está indicado por uma linha característica 32 na figura 4, onde a força de mola está indicada, em cada caso, na dependência do caminho do pistão 28 ou do suporte de peça bruta 22. Uma linha característica 34 seria obtida quando a força
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8/8 de mola fosse reduzida continuamente, com o deslocamento progressivo do volume na câmara 30, tal como no estado da técnica, mencionado inicialmente.
[0027] Na figura 3 está indicado que o fundo da câmara 36 tem uma abertura, que normalmente está fechada por uma cabeça de válvula 38, que é previamente posta sob tensão por uma mola 40 na posição de fechamento. A cabeça de válvula 38 está dotada de uma barra de manobra 42, que se projeta na câmara 30, de modo aproximadamente perpendicular à extensão do pistão 28. Quando o pistão 28 atinge a barra 42, a válvula 38 é aberta, e o ar na câmara 30 pode descomprimir-se subitamente, de modo que a força de mola 26 sobre o suporte de peça bruta 22 é eliminada dentro de milissegundos. A barra está dimensionada de tal modo que ela é ativada pelo pistão 28, quando, em cada caso, o sino de estampagem ou o suporte de peça bruta 22, estão imediatamente antes de suas posições finais durante o processo de estampagem.
[0028] A câmara 30 está ligada a uma fonte de pressão 46 por meio de uma ligação 44 por uma válvula 48. A válvula 48 é manobrada por um dispositivo de controle 50, que, por sua vez, recebe um sinal de pressão por meio de um sensor de pressão 52, que corresponde à pressão na câmara 30, e que recebe, adicionalmente, um outro sinal por meio de 54, que indica quando o processo de estampagem está concluído e o sino de estampagem 20 é deslocado de volta para a posição inicial. Nesse momento, a válvula 48 é aberta, de modo que a fonte de pressão 46 pode encher a câmara 30 com gás com uma pressão predeterminada.

Claims (3)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Matriz de estampagem para estampagem profunda de peças brutas, que estão vazadas de um metal de chapa que está pintado ou revestido com material de filme em peças brutas moldadas sem flange, com um sino de estampagem (20), um núcleo de estampagem (18), um suporte de peça bruta (22) e uma mola pneumática, que aplica uma força de mola (26) ao suporte de peça bruta (22), caracterizada pelo fato de que a mola pneumática está formada por um volume de gás em uma câmara (30), que está fechada hermeticamente por um pistão (28), que, por sua vez, encosta-se contra o suporte de peça bruta (22) por meio de elementos de transmissão de força (24), e uma válvula de descarga (38) está associada à câmara (30), que é ativada quando o pistão (28) chega a uma posição inferior predeterminada, com o que a câmara (30) é subitamente descarregada.
  2. 2. Matriz de estampagem de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a válvula de descarga (38) está adaptada para ser acoplada a uma haste ou uma alavanca, que se projeta na câmara (30) e pode ser ativada pelo pistão (28).
  3. 3. Matriz de estampagem de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que está prevista uma fonte de pressão (46) que pode ser ligada à câmara (30) por meio de uma válvula de ar (48), e um dispositivo de controle (50) está previsto para a manobra da válvula de ar (48), depois de concluído o processo de estampagem.
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