“MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE CORPO DE LATA, E, MÉTODO DE FORMAR TAMANHOS DIFERENTES DE LATAS ESTIRADAS E DE PAREDE ALISADA PELA MESMA MÁQUINA DE FABRICAÇÃO DE CORPO DE LATA”
Campo técnico [0001] Esta invenção refere-se a uma prensa de curso longo ou, como é conhecido na indústria de fabricação de latas, uma máquina de fabricação de corpo de lata (formador de corpo), para estirar artigos vazados. Ela também se refere a uma máquina de fabricação de corpo de lata para calandrar a parede lateral de um copo de metal alongado para fazer uma lata mais alta e, em particular para a formação de corpos de lata de parede alongada e calandrada (DWI) de alturas diferentes pela mesma máquina de fabricação de corpo de lata.
Fundamentos da técnica [0002] Em máquinas de fabricação de corpo de lata conhecidas, copos são alimentados à máquina de fabricação de corpo de lata e transportados por um punção sobre a extremidade do aríete através de uma série de matrizes de calandragem para se obter o tamanho e a espessura desejados da lata. Basicamente, o corpo de lata transportado pelo punção pode contatar uma ferramenta formadora de fundo de modo a moldar uma forma, como um domo, sobre a base da lata. O aríete é acionado por meio de uma ligação em uma extremidade de uma alavanca pivotada. A alavanca é conectada a um eixo de manivela de acionamento por uma biela e converte movimento arqueado do eixo de manivela em movimento linear do aríete. Quando o movimento do aríete é horizontal são necessários mancais em um berço, ou armação, para sustentar o aríete.
[0003] A altura do corpo de lata resultante é ditada predominantemente pelo curso da máquina de fabricação de corpo de lata. De modo a produzir diferentes tamanhos de lata, geralmente é considerado impraticável usar uma
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2/11 única máquina e, portanto, é costume usar máquinas de fabricação de corpo de lata diferentes e ferramental associado para cada tamanho diferente de lata. A única maneira conhecida possível de se usar uma única máquina para diferentes tamanhos de lata exigiría o uso de uma máquina de curso longo padrão, que opera em baixa velocidade para latas altas. Para tamanhos menores de lata é, então, necessário rearranjar o ferramental e operar a mesma máquina com o mesmo comprimento de curso e velocidade, o que é mais lento do que o usual para a produção de tamanhos menores de latas. Altemativamente, as latas altas são simplesmente cortadas no tamanho menor de lata desejado. É evidente que nenhuma destas abordagens é economicamente viável.
[0004] Caso seja necessária mudança em um diâmetro e altura, tem sido tentado um aríete com um diâmetro menor do que o convencional com o punção na extremidade do aríete trocado para uma altura e/ou diâmetro de lata diferentes. Entretanto, o uso de um aríete de menor diâmetro para uma máquina de curso longo significa que o aríete provavelmente se inclinará excessivamente no curso de retomo. O punção grande, por conseguinte, correría o risco de danificar o ferramental ao se mover através da máquina. Apresentação da invenção [0005] De acordo com a presente invenção, é provido uma máquina de fabricação de corpo de lata incluindo um aríete, um eixo de manivela, primeira e segunda (respectivamente, primária e secundária) bielas e um alavanca oscilante conectando o eixo de manivela ao aríete, na qual a biela primária é girável ao redor de primeiro ou segundo pontos de pivô sobre a alavanca oscilante, dessa forma, alterando-se o ponto de pivô muda-se o curso do aríete sem a necessidade de mudar o aríete ou requerer múltiplas partes de mudança.
[0006] O aríete da invenção opera horizontalmente e pode ser de tamanho padrão com um punção na extremidade do aríete correspondendo,
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3/11 em tamanho, ao aríete. Por conseguinte, o aríete não se inclina inaceitavelmente no curso de retomo. Mais importante, a máquina de fabricação de corpo de lata da presente invenção pode ser facilmente configurado para ter comprimentos de curso alternativos para o aríete simplesmente mudando-se a posição do pivô da biela primária, perpendicular à alavanca oscilante. Por conseguinte, os componentes não se movem tanto para os cursos curtos, quanto o necessário para os cursos mais longos. Além disso, não existem sistemas hidráulicos envolvidos na mudança do comprimento de curso, em contraste com a técnica anterior, como na JP H11156.598. Consequentemente, não há problema com a perda de velocidade quando se utiliza uma máquina de curso longo para a produção de latas mais curtas, o que seria o caso com as máquinas de fabricação de corpo de lata da técnica anterior. A velocidade da máquina é definida para a posição de curso longo com o pivotamento máximo da alavanca oscilante. Na presente invenção, movendo-se o ponto de pivô para cursos mais curtos resulta em menor movimentação da alavanca oscilante, bem como, em cursos mais curtos, de modo que a mesma máquina pode operar mais rápido do que para a velocidade de curso longo.
[0007] Em um modo de realização, a alavanca oscilante inclui uma luva que tem furos para a inserção de um pino para formar o ponto de pivô desejado. Esses furos são excêntricos, de modo que o grau de rotação é controlado pela posição do pino.
[0008] Em um modo de realização preferido, o comprimento de curso do aríete pode variar de 482,6-762mm em uma única máquina de fabricação de corpo de lata com apenas pequenas mudanças de partes sendo necessárias.
Uma faixa de comprimentos de curso mais usual, que limita qualquer efeito sobre a dinâmica da máquina e não requer mudança adicionais de partes, seria de 533,4 a 660,4mm. A faixa de comprimentos de curso mais preferida pode ser conseguida dentro de uma máquina padrão para converter comprimentos
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4/11 de curso de 575mm até 660,4mm. Todas estas faixas incluem comprimentos de curso padrão para a produção de latas de bebidas de parede calandrada em diferentes máquinas de fabricação de corpo de lata, mas, claramente, mudanças correspondendo à faixa mais preferida (660,4-575mm = 85,4mm) são possíveis simplesmente alterando-se o ponto de pivô da alavanca oscilante. É também evidente que comprimentos de curso dentro desta faixa poderíam ser conseguidos caso o tamanho de lata desejado o exigisse.
[0009] A máquina de fabricação de corpo de lata será usada, geralmente, em conjunto com um aparelho para produzir lata, como um aparelho de descarga e aparelho aparador, que podem ser ajustados para uso com a máquina de fabricação de corpo de lata de curso duplo por meio de uma pequena mudança de dado.
[00010] De acordo com outro aspecto da presente invenção, é provido um método para produzir diferentes tamanhos de latas de parede alongada e calandrada pela mesma máquina de fabricação de corpo de lata, o método compreendendo:
prover uma máquina de fabricação de corpo de lata que inclui um aríete, um eixo de manivela, primeira e segunda (primária e secundária) bielas e uma alavanca oscilante conectando o eixo de manivela ao aríete;
conectar a biela primária a uma primeira posição sobre a alavanca oscilante girando a biela primária ao redor de um primeiro ponto de pivô sobre a alavanca oscilante, acionando a alavanca oscilante para girar por um primeiro grau e, dessa forma, converter a rotação da alavanca oscilante em movimentação axial do aríete de modo a mover o aríete por um primeiro comprimento de curso; ou conectar a biela primária a uma segunda posição sobre a alavanca oscilante girando a biela primária ao redor de outro ponto de pivô sobre a alavanca oscilante acionando a alavanca oscilante para girar por um segundo grau e, dessa forma, converter a rotação da alavanca oscilante em
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5/11 movimentação axial do aríete, de modo a mover o aríete por um segundo comprimento de curso;
desse modo, alterando-se o ponto de pivô para a biela primária, muda-se o curso do aríete.
[00011] De preferência, a alavanca oscilante inclui uma luva que tem furos para a inserção de um pino de travamento para formar o ponto de pivô desejado, e o método compreende conectar a biela primária à luva por meio de um pino de pivô, de modo que a biela primária seja girável ao redor da luva; e bloqueando a luva em uma primeira posição sobre a alavanca oscilante por meio de um pino de travamento; na qual o pivô e pinos de travamento são excêntricos e a rotação da biela primária é ao redor de um ponto entre o pivô e os pinos de travamento.
Descrição resumida das figuras nos desenhos [00012] Um modo de realização preferido da invenção será descrito agora, apenas a título de exemplo, com referência aos desenhos, nos quais:
a Figura 1 é uma vista lateral secional diagramática de uma máquina de fabricação de corpo de lata conhecida;
a Figura 2 é uma vista de face de uma alavanca oscilante da invenção mostrando linhas de fluido, bielas e eixo de manivela;
a Figura 3 é uma vista em perspectiva da alavanca oscilante da Figura 2, a Figura 4 é uma vista como a Figura 3, mostrando a inserção de pino;
a Figura 5 é uma vista lateral da alavanca oscilante da Figura 2, a Figura 6 é um gráfico que mostra o efeito da variação do ponto de pivô sobre o comprimento de curso e a Figura 7 é uma vista lateral esquemática de um modo de realização alternativo da alavanca oscilante.
Modo(s) de executar a invenção
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6/11 [00013] A máquina de fabricação de corpo de lata mostrada na figura 1 mostra uma prensa de longo curso para produzir corpos de lata de um copo extraído de chapa metálica. A prensa 1 compreende uma armação 2, um par de mancais hidrostáticos e um aríete 4 suportado pelos mancais para movimento linear através de uma série de matrizes de calandragem 5 em direção à, e em direção oposta â uma ferramenta formadora de um fundo (domo) 6. Um punção 7 é montado sobre a extremidade do aríete próximo à ferramenta formadora de fundo 6.
[00014] Na outra extremidade do aríete há um acoplamento 8 fixado ao aríete. O acoplamento é suportado sobre um deslizador 9. O acoplamento é conectado operacionalmente por uma ligação de arrasto 10 à extremidade superior de uma alavanca oscilante 11 que pivota, na outra extremidade, em um pivô 12 fixado na armação 2. A alavanca é acionada em seu ponto médio por uma biela primária 13, que é acionada por uma manivela 14 para rotação limitada ao redor de um ponto de pivô na alavanca oscilante 11.
[00015] Uma segunda ação de ligação compreendendo uma segunda alavanca 15 é mantida contra perfis de lata sobre a manivela 14 por um amortecedor 16. A segunda alavanca 15 aciona um par de hastes de empurrão 17 (uma do par mostrada) para acionar uma cruzeta para atuar um suporte de peça a ser moldada 18. Copos são alimentados para a máquina de fabricação de corpo de lata logo à frente da posição do suporte de peça a ser moldada. É evidente pela figura 1 que a posição central traseira morta do aríete está à direita do suporte de peça a ser moldada 18.
[00016] Como pode ser visto da figura 1, a rotação da manivela é transformada em movimentação linear do aríete pelo pivotamento da alavanca oscilante 11 ao redor do pivô 12 e por uma ligação (biela secundária) 10 e acoplamento 8. Mesmo se um tamanho diferente de lata tivesse que ser formado pela mesma máquina de fabricação de corpo de lata, sempre foi considerado ser necessário sacrificar a velocidade da máquina, usando-se a
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7/11 menor velocidade utilizada para latas altas, ou cortar as latas, ou rearranjar a maior parte do ferramental e produzir latas menores na mesma velocidade relativamente baixa. Acredita-se geralmente ser mais sensato ter máquinas de fabricação de corpo de lata separados, cada um dedicado a um tamanho de lata específico, e operar cada máquina de fabricação de corpo de lata na velocidade mais rápida possível para aquele tamanho de lata.
[00017] Os inventores do presente pedido perceberam que, mudando e/ou controlando o ponto no qual a alavanca oscilante é acionada pela biela primária, pequenas quantidades de movimentação linear são possíveis do mesmo aríete sem nenhuma necessidade de mudar outras partes da máquina de fabricação de corpo de lata ou de aparelhos periféricos. Em particular, quando a quantidade de mudança no comprimento de curso (ou seja, movimentação linear do aríete) não é grande, como entre 575mm e 660,4mm, no máximo apenas a posição na qual alavanca oscilante é acionada pela biela e o eixo de manivela precisa ser mudada.
[00018] As figuras 2 a 4 mostram um alavanca oscilante 20 de um exemplo da presente invenção, a qual permite que seja obtido um comprimento de curso duplo da mesma máquina de 575mm e 660,4mm. Estas figuras correspondem à figura 1, na qual a alavanca oscilante é pivotada em sua extremidade inferior maior, onde ela está conectada à armação da máquina de fabricação de corpo de lata (ver figura 1, item 12) e por sua extremidade superior menor a uma biela secundária 23. Em seu ponto médio, o grau de rotação da alavanca 20 é controlado por uma biela primária 21, que é acionada pela manivela 22.
[00019] A biela secundária 23, garfo deslizante 24 e a linha central do aríete são melhor vistos na figura 2, na extremidade superior menor da alavanca oscilante. A biela secundária 23 e o garfo deslizante 24 correspondem à ligação de arrasto 10 e ao deslizador 9 da figura 1. A linha de suprimento de fluido 27 supre óleo através da conexão central para a biela
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8/11 primária 21. A linha de suprimento de fluido 28 supre óleo por sua extremidade superior para a biela secundária 23.
[00020] Na alavanca oscilante da presente invenção, conforme mostrado nas figuras 2 a 4, são providos furos de travamento X e Z. Nas figuras 2 e 3, o pino de travamento 25 está inserido no furo de travamento X. Dentro da alavanca oscilante, nas figuras 2 e 4, pode ser visto o contorno de uma luva cilíndrica 29. Em comum com a alavanca oscilante da técnica anterior, a luva é circundada pela biela primária.
[00021] Na técnica anterior, a biela primária gira ao redor de um pino de pivô no centro da luva. Na presente invenção, entretanto, a luva 29 tem um furo excêntrico Y através do qual a luva 29 é fixada via pino de pivô 30 na posição desejada dentro da alavanca oscilante. O segundo furo na luva 29 corresponde ao furo de travamento X, ou Z, e à posição do pino de travamento 25. O pino de travamento 25, nas figuras 2 e 4, é através do furo X. Desse modo, a rotação real da biela primária 21 é ao redor de um eixo entre o pino de travamento 25 e o pino de pivô 30, o qual, neste modo de realização, é o centro da luva 29. A movimentação relativa entre a biela primária e luva é permitida por uma bucha (não mostrada).
[00022] A figura 5 é uma vista lateral da alavanca oscilante na qual a luva 29 está mostrada em seção lateral com o pino 25 na posição X. A linha de suprimento de fluido 27 para a luva 29 e a biela primária 21 se conecta ao pino de pivô 30, eixo Y. Com referência às figuras 4 e 5, para mudar a posição do pivô, o pino 25 é removido do furo de pivô X; a luva 29 é girada ao redor de seu pino de pivô 30 dentro da alavanca 20 por 180 graus e o pino é, em seguida, inserido no outro furo de pivô (Z, na Figura 5). A porca 26 é usada para manter o pino em posição no furo de pivô desejado. Claramente a luva e os componentes associados precisam de engenharia cuidadosa para assegurar que o despacho de óleo da linha de fluido 27 não seja interrompido quando a luva é girada e pino de pivô movido.
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9/11 [00023] A alavanca oscilante é pivotável ao redor da armação da máquina de fabricação de corpo de lata do mesmo modo como mostrado na figura 1, em relação ao pivô 12. Entretanto, a quantidade de rotação da alavanca oscilante na invenção não é determinada simplesmente pelo fato da rotação da manivela e da biela primária limitar a movimentação da alavanca oscilante. Na presente invenção, a posição do ponto A determina o grau de rotação da alavanca oscilante quando acionada pela manivela e pela biela primária. Como resultado da rotação controlada da alavanca oscilante, a movimentação da biela secundária também será mudada. Por sua vez, o comprimento de curso (e a posição central traseira morta) do aríete conectado ao garfo deslizante 24 é variado pela rotação da alavanca oscilante 20, o montante sendo diretamente dependente da posição do pino 25.
[00024] Figura 6 é um gráfico de distância do ponto de pivô da armação 12 até o pivô da biela primária (eixo-x, em milímetros) contra o curso da máquina (eixo-y, em centímetros). Do gráfico, fica claro que a alavanca oscilante da presente invenção pode ser usada para variar o comprimento de curso em máquinas atualmente disponíveis, de 482,6 a 762mm, com uma mudança de cerca de 533,4 a 660,4mm sendo razoavelmente linear. Máquinas de fabricação de corpo de lata futuras podem, naturalmente, ser projetadas para comprimentos de curso além dos limites das máquinas de fabricação de corpo de lata existentes até a data da solicitação. Mudanças mínimas da máquina, como a mostrada pela simples mudança de posição do pino dentro luva 29, são melhor alcançadas para comprimentos de curso de 575mm até 660,4mm Algumas mudanças de projeto de partes podem ser necessárias para se alcançar toda a faixa de mudança de comprimento de curso, mas estas ainda seria mais econômicas do que a exigência atual de uma série de máquinas de fabricação de corpo de lata, cada um dedicado a um único tamanho específico de lata.
[00025] Em sua forma mais simples, espaçadores podem ser usados para
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10/11 adaptar a forma como o ferramental é situado dentro da máquina. Para grandes mudanças na altura da lata, haverá as mudanças normais do aparelho de descarga, punção e um espaçador para mover a matriz de domo para formar a base da lata.
[00026] A máquina de fabricação de corpo de lata da presente invenção também pode ser usada em conjunto com pequenas mudanças no dado de descarga para aríetes mais longos, como os necessários para latas de 0,471. A mudança de dado pode ser corrigida após a descarga para o aparador (apara a parte superior da lata alongada e de parede calandrada), movendo-se a máquina para a esquerda ou para a direita, dependendo do arranjo adequado. Entretanto, estas mudanças são relativamente mínimas e podem ser conseguidas dentro de um curto espaço de tempo com o uso de espaçadores simples.
[00027] Um modo alternativo de mudar e/ou controlar o ponto no qual a alavanca oscilante é acionada pela biela primária sem nenhuma necessidade de mudar outras partes da máquina de fabricação de corpo de lata ou aparelho periférico está mostrado esquematicamente na figura 7. Na figura 7, a alavanca oscilante tem um entalhe 31 no qual um pino fendido 32 é inserido para fixar a posição desejada da biela primária. O entalhe da alavanca oscilante tem partes cilíndricas ampliadas 33 para travar o pino fendido 32 (aqui as duas extremidades do entalhe) quando o pino é girado com a parte fendida fora de alinhamento com a parte alongada mais estreita 34 do entalhe da alavanca oscilante.
[00028] Para mover o pino e biela primária para uma posição diferente no entalhe da alavanca oscilante, o pino é girado de modo que sua parte fendida fique em linha com a parte alongada estreita 34 do entalhe. O pino é, então, deslizado para outra posição e travado pela rotação para fora de alinhamento, como antes. Embora a figura mostre apenas duas posições alternativas de pino, claramente seriam possíveis mais, dentro das limitações das dimensões
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11/11 da alavanca oscilante. Por exemplo, também poderia ser necessária uma folga para o pivotamento da biela primária.
[00029] Outro modo de realização (não mostrado) move a biela primária para posições discretas de pino ao longo da alavanca oscilante. Aqui toda a biela primária se move para um novo par de pinos (fixo e pivô), permitindo, novamente, espaço para a biela primária se mover dentro da alavanca oscilante. Poderiamos ter múltiplas posições providas ao longo da mesma alavanca oscilante, novamente, dentro das restrições das dimensões da alavanca oscilante.
[00030] Outros métodos e aparelhos que mudem a posição de pivô para a biela primária e, dessa forma, o curso do aríete, são possíveis dentro do escopo da invenção, como definido nas reivindicações.