PT1882535E - MéTODO E APARELHO PARA CONFORMAR UM RECIPIENTE DE PRESS†O DE AÃO, TAL RECIPIENTE DE PRESS†O DE AÃO E UMA PRé-FORMA PARA O MESMO - Google Patents

Description

ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

DESCRIÇÃO "Método e aparelho para conformar um recipiente de pressão de aço, tal recipiente de pressão de aço e uma pré-forma para o mesmo" 0 presente invento refere-se a um método e aparelho para conformar um recipiente de aço, a um tal recipiente de aço e a uma pré-forma de recipiente de aço para o mesmo, e ainda a um recipiente proporcionado na sua extremidade aberta com uma unidade de distribuição ou fecho.

Estes recipientes podem ser utilizados como recipiente de pressão para, por exemplo, distribuírem aerossóis, alimentos tais como molhos, misturas gasosas com cheiro doce e semelhantes. A pressão num tal recipiente de pressão pode estar no intervalo de 1-30 bar, em particular 10-20 bar. Tais recipientes de pressão são normalmente feitos a partir de alumínio.

Presentemente, existe a tendência para utilizar aço em vez de alumínio. A produção de recipientes feitos de aço é problemática pelas razões de o recipiente ser feito a partir de um copo de aço ou chapa de aço. O copo de aço destina-se a ser conformado numa pré-forma de recipiente e provido de uma curva e opcionalmente uma extremidade livre estreitada na qual a curva é conformada. Em cima desta curva será abocardado um fecho ou unidade de distribuição. Todos estes manuseamentos que começam a partir de uma chapa de aço ou um copo de aço requerem que o metal seja adequado para ser sujeito a operações de conformação que resultem num adelgaçamento da parede do copo de aço e ainda na expansão radial e na redução do diâmetro durante as operações de curvatura e/ou estreitamento. A US 4 711 611 refere-se a um método e a um aparelho para fabricar um corpo de lata. Começando a partir de uma peça em branco e utilizando um método conhecido como o método de "estirar ou prensar" ou o método de "estirar e voltar a estirar", é conformado um recipiente. De modo a evitar a ocorrência de anéis no bordo superior do corpo de lata acabado, a peça em branco é adequadamente seleccionada em 2 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ relação ao grão do material. Depois de estirar o corpo, o corpo é prensado e o bordo superior da parede cilíndrica conformada é rectificado de modo a proporcionar um bordo uniforme. Para isso, a pré-forma de recipiente é sujeita à acção de um rolo de rectificação, o qual é movido sobre a superfície e em torno da circunferência da extremidade livre do recipiente. Isto resulta em tensões residuais as quais se prolongam na direcção tangencial e num sentido em espiral. Isto resulta na espiralização da extremidade livre. Além do mais, essa rectificação irá resultar na formação de fragmentos de aço aguçados na extremidade livre rectificada ou fragmentos de aço aguçados separados, os quais podem ferir o utilizador do método e do aparelho. 0 presente invento tem por seu objecto proporcionar um método para conformar um recipiente de aço, tal como um recipiente de pressão, recipiente esse que vai ao encontro dos requisitos do recipiente e da pré-forma de recipiente em relação à conformação em baixas variações de dimensão, falha de material de aço ou ferramentas de conformação, e finalmente ao requisito de os recipientes de aço terem de ser produzidos a uma velocidade razoável tal como 500-2000 recipientes de aço por minuto.

De acordo com um primeiro aspecto do presente invento é proporcionado um método para conformar um recipiente de aço, tal como um recipiente de pressão, que tem uma extremidade aberta curvada, de acordo com a reivindicação 1. O método de acordo com o invento compreende duas operações de conformação críticas que são a estiragem profunda e subsequentemente a estiragem fina. Na operação de estiragem profunda a pré-forma de recipiente é conformada numa altura de copo crescente, um diâmetro de copo decrescente e uma espessura de corpo decrescente. A pré-forma de recipiente conformada depois da estiragem profunda não está adequada para uma subsequente operação de curvatura durante a qual a extremidade aberta do recipiente estirado é curvada. O material de aço falha devido à formação de rachas e curvas irregulares com uma elevada variação nas dimensões da curva. Contudo, se a pré-forma de recipiente estirada profundamente for em primeiro lugar estirada finamente antes 3 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ da curvatura, então os problemas de curvatura acima descritos são ultrapassados. 0 invento baseia-se no discernimento de que depois da estiragem profunda o corpo da pré-forma de recipiente estirada não tem a mesma espessura de material ao longo da altura do corpo de pré-forma de recipiente estirada. Começando a partir do fundo da pré-forma de recipiente estirada, a espessura da parede de corpo aumenta na direcção da extremidade aberta. Se, por estiragem fina, a espessura da parede do corpo, pelo menos na extremidade aberta (que irá ser sujeita à operação de curvatura) , for reduzida e proporcionada com uma espessura de parede substancialmente constante, então a curvatura desta extremidade aberta estirada finamente resulta em curvas de boa qualidade.

De acordo com uma concretização preferida, o copo de aço utilizado na operação de estiragem profunda é conformado a partir de chapa de aço, de preferência por estiragem (profunda).

Esta operação de estiragem profunda é, de preferência, realizada em vários passos de estiragem profunda. Durante estes passos de estiragem profunda o diâmetro da parede do corpo é gradualmente diminuído, ao passo que ao mesmo tempo a altura do copo é gradualmente aumentada. 0 corpo do copo pode ter a mesma espessura ou uma espessura ligeiramente reduzida em relação à chapa de aço original para fora da qual é conformado o copo de aço. Dependendo das dimensões da pré-forma de recipiente estirada, o número de passos de estiragem profunda é cerca de 2-6 passos de estiragem profunda assim como 3 passos de estiragem profunda.

Em geral, um recipiente está provido de um fundo côncavo que aumenta a resistência do recipiente, em particular em pressões (mais elevadas) que podem resultar na utilização de recipientes que têm um fundo mais fino (começando assim a partir de uma chapa de aço mais fina) . 0 fundo côncavo pode ser conformado na pré-forma de recipiente durante ou depois da operação de estiragem profunda. A pré-forma de recipiente estirada tem um bordo livre irregular o qual pode interferir com operações de conformação subsequentes. Esta extremidade livre irregular é removida por rectificação de aperto. 4 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

Tendo ο corpo da pré-forma de recipiente estirada sido sujeito a estiragem profunda e estiragem fina, pode agora ser sujeito à operação de curvatura durante a qual uma pré-curva é conformada em primeiro lugar e subsequentemente a pré-curva é conformada numa curva alongada. A curva deverá ter dimensões substancialmente constantes pela razão de que é em cima desta curva que o fecho ou unidade de distribuição se destinam a ser abocardados, durante o que será formado um fecho estanque a gases.

De acordo com uma concretização preferida, uma zona de extremidade livre da pré-forma de recipiente estirada é estreitada de tal modo que a curva subsequentemente conformada fica dentro de um invólucro imaginário do corpo de recipiente. Por outras palavras, o diâmetro externo da curva é mais pequeno do que o diâmetro do corpo do recipiente de acordo com o invento. A zona de extremidade livre é, para isso, sujeita a uma operação de estreitamento, de preferência na forma de vários passos de estreitamento, os quais podem somar um total de 2 a 10 passos de estreitamento, tal como 3-7 passos de estreitamento, tal como 5 ou 6 passos de estreitamento. O estreitamento pelo qual o diâmetro é reduzido requer um movimento para dentro do material da zona da extremidade. De modo a controlar tanto quanto possível este movimento para dentro da zona de extremidade durante o seu estreitamento, é preferível que pelo menos um passo de estreitamento compreenda um passo de estreitamento por mandril. Durante o estreitamento por mandril, a porção da zona de extremidade sob operação de estreitamento faz contacto com o mandril e, suportada no mandril inserido, é empurrada ou estirada através de um anel de estreitamento. Isto resulta numa operação de estreitamento mais rentável e numa porção estreitada de menor variação de diâmetro e espessura e num baixo número de falhas. Quando a extremidade livre estreitada tem de ser rectificada, podem ser utilizados meios de rectificação rotativos clássicos. Contudo, é preferível rectificar por rectificação por aperto pela utilização de um mandril de rectificação por aperto adaptado ou adicional.

De acordo com uma concretização preferida, o aço utilizado para conformar o recipiente de aço é revestido em 5 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ pelo menos um lado com um revestimento. Esse revestimento pode ser um revestimento que evita a corrosão do aço ou melhora a sua qualidade, reduz a fricção ou proporciona um bom aspecto estético. Um exemplo de um tal revestimento é o PET. 0 aço pode ser revestido num lado ou em ambos os lados e, se for revestido em ambos os lados, o revestimento pode ter espessuras diferentes. 0 lado de dentro do recipiente pode ter um revestimento mais grosso do que o revestimento no lado de fora. O revestimento pode ter uma espessura de 10-100 micron, tal como 15-40 micron, em particular 20-30 micron. Por exemplo, a espessura do revestimento no lado interno do recipiente pode ter 30 micron e o lado de fora 20 micron.

Durante as operações de estiragem profunda, estiragem fina, estreitamento e curvatura, as resistências com as quais o revestimento é revestido e levado a aderir ao aço podem ser insuficientes para se sujeitarem a estas operações ou iriam resultar numa superfície externa grosseira. De modo a ultrapassar estas desvantagens, é preferido sujeitar o revestimento a uma operação de aquecimento tal como um aquecimento a 100-400°C, de preferência 150-350°C, tal como 200-300°C. Estas temperaturas a serem aplicadas serão determinadas por experiência de rotina em relação ao material do revestimento e à sua espessura. Para o PET é suficiente um tratamento térmico a 280°C para melhorar a aderência à superfície de aço. O aquecimento é de preferência realizado por aquecimento por indução, o qual permite um aquecimento local, em particular, da parte do recipiente que deverá ser sujeita ao estreitamento e à curvatura. Este tratamento preferido por aquecimento compreende o aquecimento por indução. O aquecimento por indução tem uma outra vantagem importante de não ser necessário fazer contacto entre um elemento de aquecimento e a pré-forma a ser aquecida. Caso seja necessário, pode ser aplicada uma operação de aquecimento ao fundo côncavo revestido.

Um outro aspecto do invento refere-se a um aparelho para conformar um recipiente de aço de acordo com a reivindicação 1. 6 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ Ο aparelho compreende de preferência uma unidade para conformar um copo de aço quando o copo de aço tiver de ser feito a partir de chapa de aço.

Em relação à estiragem profunda a ser realizada, o aparelho compreende uma unidade de estiragem profunda que tem várias sub-unidades de estiragem profunda de modo a realizar os passos de estiragem profunda subsequentes. 0 número de sub-unidades de estiragem profunda soma de preferência 2 a 6, tal como 3 sub-unidades de estiragem profunda.

De acordo com uma concretização preferida, o aparelho compreende uma unidade para conformação de um fundo côncavo na pré-forma de recipiente estirada.

Se a pré-forma de recipiente tiver de ser rectificada por aperto na sua extremidade livre, então o aparelho de acordo com o invento compreende uma unidade de rectificação por aperto.

Se o recipiente de aço de acordo com o invento tiver de ser proporcionado com uma zona de extremidade estreitada, então o aparelho de acordo com o invento compreende uma unidade de estreitamento para estreitar uma zona de extremidade livre da pré-forma de recipiente estirada, que compreende de preferência várias sub-unidades de estreitamento, tal como 2-10 sub-unidades de estreitamento. De modo a realizar a unidade de estreitamento por estreitamento por mandril, o aparelho compreende então uma sub-unidade de estreitamento de mandril. Tal como discutido acima, a unidade de rectificação (por aperto) pode ser utilizada para rectificação da extremidade livre estreitada.

Para um aquecimento preferido da zona de extremidade livre a ser estreitada da pré-forma de recipiente de aço, o aparelho está provido de uma unidade de aquecimentos a qual é de preferência uma unidade de aquecimento por indução.

As caracteristicas mencionadas e outras caracteristicas e especificações do método e do aparelho para conformar um recipiente de aço serão ainda elucidadas na descrição que se segue das várias concretizações, descrição essa que é dada 7 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ para fins de ilustração e não se destina a limitar em qualquer extensão o método e o aparelho de acordo com o invento. Na descrição será feita referência aos desenhos nos quais: a FIG. IA mostra uma vista em perspectiva de um recipiente de aço de acordo com o invento; a FIG. 1B mostra em secção transversal este recipiente de aço provido de uma unidade de distribuição; a FIG. 2 é um diagrama de fluxo esquemático do método de acordo com o presente invento que resulta em dois recipientes de aço diferentes; as FIGS. 3A-3C mostram em secção transversal e esquematicamente a operação de estiragem profunda a começar da chapa de aço; a FIG. 4 mostra uma vista em perspectiva em maior escala do copo de aço conformado na FIG. 3C; as FIGS. 5A-5C mostram uma segunda operação de estiragem profunda; a FIG. 6 mostra em vista em perspectiva a pré-forma de recipiente estirada conformada na FIG. 5C; as FIGS. 7A-7D mostram um terceiro passo de estiragem profunda, inclusive a conformação do fundo de recipiente côncavo; a FIG. 8 mostra em vista em perspectiva a pré-forma de recipiente estirada conformada na FIG. 7D; as FIGS. 9A-9C mostram a ilustração do tratamento de aquecimento da extremidade de corpo livre de uma pré-forma de recipiente estirada de acordo com o invento; as FIGS. 10A-10C mostram o passo de estiragem fina do corpo da pré-forma de recipiente estirada e a rectificação do bordo livre; as FIGS. 11 e 12 mostram a libertação e uma vista em perspectiva da pré-forma de recipiente de aço estirada profundamente, estirada finamente e rectificada; as FIGS. 13A-13D mostram em secção transversal e esquematicamente uma primeira operação de estreitamento por estreitamento de mandril; as FIGS. 14A e 14B mostram uma operação de estreitamento por mandril subsequente; 8 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ as FIGS. 15 e 16 ilustram a operação de corte depois do estreitamento e a pré-forma de recipiente estreitada conformada; as FIGS. 17 e 18 mostram o aparelho e as várias fases da conformação da pré-curva; as FIGS. 19A-19C mostram a segunda operação de curvatura ao curvar a pré-curva numa curva alongada; as FIGS. 22-25 mostram uma outra concretização preferida da operação de estiragem fina que compreende a rectificação por aperto; a FIG. 26 é um detalhe XXVI da FIG. 21; a FIG. 27 é um detalhe XXVII em maior escala da FIG. 22; a FIG. 28 mostra numa alternativa a operação de rectificação por aperto durante uma última operação de estreitamento; e a FIG. 29 é um detalhe XXIX em maior escala na FIG. 28. A FIG. IA mostra um recipiente, por exemplo um recipiente de pressão 1, feito de aço de acordo com o invento. 0 recipiente 1 compreende um corpo 2, uma zona de extremidade livre estreitada 3 e uma curva alongada 4. A FIG. 1B mostra o recipiente 1 de acordo com o invento na forma de um produto acabado 5 devido à extremidade aberta 6 do recipiente 1 ser fechada por um abocardamento na unidade de distribuição 7. A FIG. 1B mostra ainda o fundo côncavo 8. A FIG. 2 mostra as várias fases do método de acordo com o invento para a conformação de um recipiente de aço 1 ou 9. Uma chapa de aço 10 é estirada profundamente num copo 11 e subsequentemente numa pré-forma 12. A pré-forma estirada profundamente subsequente 13 é rectificada no bordo livre 15 e provida de um fundo côncavo 18. A seguir a uma primeira concretização esta pré-forma 14 é proporcionada com uma pré-curva 16 na sua zona de extremidade livre e, finalmente, com uma curva alongada 19, conformando deste modo o recipiente 9.

De acordo com uma outra concretização a zona de extremidade livre é estreitada, conformando a porção estreitada 17 que é subsequentemente provida de uma pré-curva 18 e uma curva alongada 19, conformando deste modo o recipiente 1. 9 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

As FIGS. 3-8 mostram em detalhe a operação de estiragem profunda para a conformação de uma pré-forma de recipiente estirada. A FIG. 3A mostra uma primeira operação de estiragem profunda na qual a chapa de aço 10 é conformada num copo 11. A chapa de aço 10 na forma de um disco circular é colocada numa primeira ferramenta de estiragem profunda 20 que coopera com uma ferramenta de estiragem profunda 21 provida de uma cavidade de conformação 22 na qual é pressionada a ferramenta de estiragem profunda 20. O copo 11 conformado tem um diâmetro de 33 mm e uma altura de copo de 32 mm (ver FIG. 4). A FIG. 5 mostra uma segunda operação de estiragem profunda que utiliza uma ferramenta de estiragem profunda 23 que coopera com uma outra ferramenta de estiragem profunda 24 provida de uma cavidade 25 dentro da qual a ferramenta 23 é forçada, conformando desse modo a pré-forma de recipiente 12 que tem um diâmetro de copo de 27 mm e uma altura de copo de 55 mm (ver FIG. 6). A FIG. 7 mostra uma terceira operação de estiragem profunda na qual a pré-forma 12 da FIG. 6 está colocada numa ferramenta de estiragem profunda 26 que coopera com uma ferramenta de estiragem profunda 27 que está provida de uma ferramenta de conformação de fundo 28. Na FIG. 7B a estiragem profunda do corpo da pré-forma 12 ocorre até que na FIG. 7C a pré-forma seja pressionada contra a ferramenta 28 para conformar o fundo côncavo. A FIG. 7D mostra a libertação da pré-forma 30 provida do fundo côncavo 8. Tal como mostrado na FIG. 8, esta pré-forma 30 tem um bordo 31. Esta pré-forma 30 tem um diâmetro de copo de 22 mm e uma altura de copo de 66 mm. A FIG. 9 mostra uma operação de aquecimento à qual a pré-forma 30 ou 13 pode ser sujeita na sua zona de extremidade livre 32. Devido ao aquecimento por indução, a pré-forma aquecida 33 adquire uma zona de extremidade lustrosa 34 e uma zona de fundo não lustrosa 35 e, devido a este tratamento por aquecimento do revestimento do aço, a resistência segundo a qual o revestimento adere ao aço melhora. Nota-se que este passo de aquecimento também pode 10 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ ser realizado depois da estiragem fina da pré-forma tal como discutido em relação às FIGS. 10-12. Se a pré-forma estiver provida do fundo côncavo, então é preferível aquecer a parte de fundo (80-120°C durante 20-60 segundos) para evitar fendas por esticamento.

Tal como se notou aqui, a pré-forma obtida na terceira operação de estiragem profunda, tal como discutida na FIG. 7, tem uma espessura de parede perto do seu fundo de cerca de 0,23 mm e uma espessura de parede perto da sua extremidade livre de cerca de 0,25 - 0,26 mm. Esta diferença em espessura de parede é pressionada para fora, em particular na zona de extremidade livre, utilizando a operação esquematicamente ilustrada nas FIGS. 10 e 11. A FIG. 10A mostra a pré-forma 33, a qual é colocada nas partes de ferramenta 35 e 36. Uma ferramenta de estiragem fina ou ferramenta de esticamento 38 é pressionada dentro da pré-forma 33 (ver FIG. 10B), pressionando assim para fora a espessura do corpo até um valor numa média de 0,22 mm. Depois da remoção da ferramenta de esticar 38, o bordo 31 da pré-forma estirada profundamente e estirada finamente 39 é removido por corte ao utilizar um dispositivo de corte rotativo 40. A pré-forma estirada e rectifiçada é então libertada e é mostrada na FIG. 12.

As FIGS. 13A - 13D mostram a primeira operação de estreitamento subsequente. Este estreitamento é realizado por um chamado estreitamento por mandril. O aparelho de estreitamento 42 mostrado na FIG. 13A compreende uma ferramenta de prisão 43 que retém a pré-forma 41. O grampo encontra-se ligado a uma placa de base 44 que suporta duas alavancas 45. A perna curta 46 da alavanca 45 coopera com uma escora 47 colocada numa mesa 54, e a perna mais comprida 48 coopera com uma escora 49 suportada por uma mesa estacionária 50. O suporte 44 é baixado na direcção de uma mesa 54 que suporta um mandril 51 que pode deslizar num suporte 53 que coopera com o grampo 43 no qual a pré-forma 41 é presa. As pernas mais curtas 46 estão em contacto com as escoras 47 e as pernas mais compridas 48 estão em contacto com as escoras 49 (ver FIG. 13B) . Um movimento adicional para baixo do suporte 44 de acordo com a seta 52 resulta num movimento para 11 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ baixo do mandril 51 em relação ao seu suporte 53 onde o mandril 51 está disposto de modo a deslizar enquanto está inserido na pré-forma 41.

Tal como mostrado na FIG. 13C, o movimento para baixo seguindo a seta 52 do suporte 44 resulta numa acção de alavanca de ambas as alavancas 45. Isto resulta numa saída do mandril 51 para o seu suporte de apoio de deslize 53 enquanto as escoras 47 na mesa 54 são ainda pressionadas para baixo pelas alavancas 45 através das pernas curtas 46 devido ao suporte das pernas compridas nas escoras estacionárias 49. A fase final é mostrada na FIG. 13D. Aqui é mostrado que o mandril 51 retém no mesmo e pressiona contra o suporte de apoio de deslize 53 a zona de extremidade livre 55 da pré-forma 41 presa no grampo 43. Esta situação é mostrada em maior detalhe na FIG. 14A e na FIG. 14B. A pré-forma 41 é estirada seguindo a seta 56 com o mandril 51 inserido na extremidade livre, dentro do suporte de apoio de deslize 53 ou ferramenta de conformação. Efectivamente, o mandril 51 estira seguindo a seta 57 a zona de extremidade livre 55 através da abertura estreita 58, conformando desse modo a porção estreitada. 0 estreitamento é assim realizado enquanto a porção a ser estreitada é suportada para dentro num mandril 51 e estirada (em vez de ser comprimida) através da ferramenta de estreitamento. Em conformidade, a força axial para baixo é baixa. 0 estreitamento resulta num ligeiro aumento da espessura do material na ordem de cerca de 4%.

Progressivamente, o diâmetro da zona de extremidade livre estreitada pode ser reduzido por passos em cerca de um diâmetro de 20 mm até um diâmetro de cerca de 15 mm. Estas reduções ou operações de estreitamento em modo de passos podem ser realizadas em 2 - 10 passos, neste caso em 6 passos. Cada passo de estreitamento requer ferramentas adaptadas para o grampo, o anel de estreitamento e o mandril. A pré-forma estreitada 59 é subsequentemente sujeita a uma operação de corte na qual ao utilizar um dispositivo de corte rotativo 60 a extremidade livre é rectificada, resultando num bordo aguçado 61 na porção estreitada 62 da pré-forma 63 (ver FIG. 15 e 16). 12 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

As FIGS. 17 - 19 mostram a operação de curvatura para a extremidade aberta da pré-forma de recipiente. As FIGS. 17 e 18 mostram a conformação da pré-curva.

Na FIG. 17 é mostrada uma pré-forma que é inserida num fixador 65 do primeiro aparelho de curvatura 66. A zona de extremidade 67 da pré-forma 64 é colocada num suporte 68 e levada para contacto com uma ferramenta de curvatura 69 que é suportada de modo rotativo em apoios 70 num fixador 71.

Tal como mostrado na FIG. 18a, o fixador 65 é rodado de acordo com a seta 72 e movido para baixo de acordo com a seta 73. Deste modo, o bordo livre 74 da zona de extremidade 67 entra em contacto com a ferramenta de curvatura 69 na sua superfície de curvatura 75. Esta extremidade livre 74 é curvada para fora sequindo a seta 75 e, devido ao movimento para baixo sequindo a seta 73, a pré-curva 76 é conformada até que a extremidade livre toque na superfície externa 77 da zona de extremidade livre 67. Em conformidade, é conformada a pré-forma 78.

Tal como mostrado na FIG. 19, esta pré-forma 78 provida da pré-curva 76 é sujeita a uma sequnda operação de curvatura no aparelho de curvatura 79. O aparelho de curvatura 79 compreende um fixador 80 no qual a pré-forma 78 é inserida. Subsequentemente, durante a rotação sequindo a seta 81 e devido ao movimento para baixo seguindo a seta 82, a pré-curva é empurrada contra a superfície de curvatura 83 de uma ferramenta de curvatura 84, proporcionando desse modo a zona de extremidade 85 que já tem a pré-curva 76 em adição a uma curva alongada adicional. Esta curva alongada move-se radialmente para fora mas é pressionada para dentro e radialmente seguindo uma regra de conformação 86. Finalmente, tal como mostrado na FIG. 19C, a curva alongada 87 é conformada compreendendo ainda a pré-curva 76. Devido a esta forma de ferramenta, as dimensões e a qualidade da curva é substancialmente constante. O recipiente de aço 88 é libertado da FIG. 19C tal como se mostra na FIG. IA. 13 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

As FIGS. 20 - 27 mostram uma alternativa para a estiragem fina e rectificação da extremidade livre da pré-forma de recipiente estirada tal como mostrado nas FIGS. 10 e 11.

Uma pré-forma 89 montada num punção 90 é passada seguindo a seta 91 através das ferramentas de estiragem finas 92 e 93. Durante a passagem, o corpo 94 da pré-forma 89 é estirado finamente. A pré-forma também passa através dos anéis extractores 95 e 96. A FIG. 21 e, em particular, o detalhe XXVI ilustrado na FIG. 26, mostra a passagem do punção 90 através da ferramenta 93. Uma abertura anular 95 diminui progressivamente, resultando numa estiragem fina do corpo 94.

Tal como se mostra na FIG. 22 e, em particular no detalhe XXVII ilustrado na FIG. 27, o punção 90 tem um bordo de punção 96 de diâmetro maior, de tal modo que a folga entre a ferramenta 93 e o punção 90 é reduzida para cerca de 0,05 mm. Isto resulta numa rectificação de uma parte de extremidade conformada em anel 97 que permanece a montante da ferramenta 93 disposta de modo a deslizar sobre o punção e o seu êmbolo 98 (ver FIG. 22) . O punção 90 move-se mais seguindo a seta 99 até que a parte de fundo 100 da pré-forma 89 entre em contacto com uma ferramenta 101 para conformar a forma de fundo côncavo (ver FIG. 23). Subsequentemente, o punção 90 é retirado seguindo a seta 103. Contudo, um extractor de pré-forma 104 agarra antes a extremidade livre 105 da pré-forma 89, de tal modo que a pré-forma 89 é extraída do punção 90 enquanto o punção 90 é retirado através do anel 93 de acordo com a seta 103 (ver a FIG. 24) . Desta maneira a pré-forma 89 é libertada. De uma maneira similar, um extractor de anel rectificado 106 retém em frente do extractor de rectificação 106 o anel rectificado e anular 97. Quando o punção tiver sido tirado para além do extractor de rectificação 106, o anel rectificado 97 é solto e recolhido. 14 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ A FIG. 28 mostra uma alternativa para a operação de rectificação tal como descrito nas FIGS. 15 e 16. A pré-forma 107 é rectificada na sua extremidade livre estreitada 108 numa operação de estreitamento final. A parte em secção transversal esquerda da FIG. 28 mostra a pré-forma 107 suportada num suporte 109. Este suporte 109 move-se em relação a um anel de estreitamento 110 e a um mandril 111. O diâmetro interno da extremidade livre estreitada 108 é tal que o mandril 111 pode ser movido para a pré-forma 107.

Durante o movimento relativo subsequente entre o suporte 109, o anel de estreitamento 110 e o mandril 111 (ver também as FIGS. 14A e FIG. 14B), a extremidade livre estreitada 108 suportada no mandril 111 é estirada através da abertura de estreitamento 112.

Tal como se mostra em maior detalhe na FIG. 29, é proporcionado ao mandril 111 o passo 113 que corresponde a um passo similar 114 na abertura 112 do anel de estreitamento 110. Isto resulta num aperto de uma parte 115 da extremidade livre 108, rectificando desse modo a pré-forma 107.

Assim, de acordo com esta concretização, a rectificação da pré-forma e a operação de estreitamento final pode ser realizada numa e na mesma unidade e durante uma e a mesma operação.

De acordo com as várias concretizações é produzido um recipiente de aço que tem uma extremidade aberta curvada que preenche os objectivos em relação à estabilidade dimensional, facilidade de produção e à resistência suficiente em que um fecho apertado pode ser formado ao abocardar um fecho ou uma unidade de distribuição. Além do mais, o aço pode ser revestido em um ou ambos os lados de modo a proporcionar ao aço propriedades melhoradas tais como as propriedades de corrosão ou outras propriedades estéticas. Mais ainda, pode ser utilizada uma chapa de aço laminada revestida em um ou ambos os lados, e estes revestimentos estão ainda presentes no recipiente de aço produzido. 15 ΕΡ 1 882 535/ΡΤ

Além do mais, nota-se que as várias operações utilizadas no método de conformação do recipiente de aço de acordo com o invento e as várias unidades utilizadas no aparelho para conformar um recipiente de aço de acordo com o invento podem ser implementadas num e no mesmo aparelho no qual as pré-formas são circuladas através das várias unidades para serem sujeitas às várias operações. Por outro lado, pode ser produzido o mesmo recipiente de aço ao utilizar vários aparelhos para realizar as operações tal como definido nas reivindicações da presente patente.

Lisboa, 2010-07-22

Claims (19)

1. ΕΡ 1 882 535/ΡΤ 1/3 REIVINDICAÇÕES 1 - Método para conformar um recipiente de aço (1, 9), tal como um recipiente de pressão, que tem uma extremidade aberta curva (6), compreendendo os passos de: i) proporcionar um copo de aço (11); ii) estirar profundamente o copo de aço (11) numa pré-forma de recipiente estirada (12); iii) estiragem fina do corpo (2, 94) da pré-forma de recipiente estirada (12); caracterizado por a extremidade livre (15) da pré-forma de recipiente estirada (13) ser rectificada por aperto; e por iv) se curvar uma extremidade aberta da pré-forma de recipiente rectificada e estirada (14) ao conformar uma pré-curva (16, 18, 76) e ao curvar a pré-curva (16, 18, 76) numa curva alongada (4, 19, 87).
2. 2 - Método tal como reivindicado na reivindicação 1, em que é proporcionado um copo de aço (11) ao conformar a partir de chapa de aço (10), de preferência por estiragem.
3. 3 - Método tal como reivindicado na reivindicação 1 ou 2, em que um passo de estiragem profunda ii) compreende vários passos de estiragem profunda, de preferência 2-6 passos de estiragem profunda, tal como três passos de estiragem profunda.
4. 4 - Método tal como reivindicado em qualquer das reivindicações 1-3, em que a pré-forma de recipiente (13) é proporcionada com uma forma de fundo côncavo (8, 18) durante ou depois do passo de estiragem profunda ii).
5. 5 - Método tal como reivindicado em qualquer das reivindicações 1-4, em que uma zona de extremidade livre (32) da pré-forma de recipiente estirada é estreitada, de preferência em vários passos de estreitamento, tais como os passos de estreitamento 2-10.
6. 6 - Método tal como reivindicado na reivindicação 5, em que pelo menos um passo de estreitamento compreende o estreitamento por mandril. ΕΡ 1 882 535/ΡΤ 2/3
7. 7 - Método tal como reivindicado na reivindicação 5 ou 6, em que a extremidade livre estreitada (3) é rectificada por aperto.
8. 8 - Método tal como reivindicado em qualquer das reivindicações 1-7, em que o aço é revestido em pelo menos um lado com um revestimento.
9. 9 - Método tal como reivindicado na reivindicação 8, em que pelo menos a zona de extremidade livre (32) a ser estreitada é sujeita a um tratamento de aquecimento tal como 100-400°C, de preferência 150-350°C, tal como 200-300°C.
10. 10 - Método tal como reivindicado na reivindicação 9, em que o tratamento de aquecimento compreende o aquecimento por indução.
11. 11 - Aparelho para conformar um recipiente de aço (5), tal como um recipiente de pressão (5), compreendendo: i) uma unidade para estiragem profunda de um copo de aço (11) numa pré-forma de recipiente estirada (12); ii) uma unidade para estiragem fina do corpo (6) da pré-forma de recipiente estirada (13, 33); caracterizado por o aparelho compreender ainda uma unidade de rectificação para rectificar por aperto a extremidade livre (15) da pré-forma de recipiente estirada (13, 33); e iii) uma unidade para curvar uma extremidade aberta da pré-forma de recipiente estirada (14), unidade de curvar essa que compreende uma sub-unidade de conformação de pré-curva e uma sub-unidade de conformação de curva alongada.
12. 12 - Aparelho de acordo com a reivindicação 11, que compreende uma unidade para conformar o copo de aço a partir de chapa de aço.
13. 13 - Aparelho de acordo com a reivindicação 11 ou 12, em que a unidade de estiragem profunda compreende várias sub-unidades de estiragem profunda, de preferência 2-6 sub-unidades de estiragem profunda, tal como três sub-unidades de estiragem profunda. ΕΡ 1 882 535/ΡΤ 3/3
14. 14 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11-13, que compreende uma unidade para conformar um fundo côncavo (8) na pré-forma de recipiente (30).
15. 15 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11-14, que compreende uma unidade de estreitamento (42) para estreitar uma zona de extremidade livre da pré-forma de recipiente estirada, que compreende de preferência várias sub-unidades de estreitamento, tais como as sub-unidades de estreitamento 2-10.
16. 16 - Aparelho de acordo com a reivindicação 15, em que a unidade de estreitamento compreende uma sub-unidade de estreitamento de mandril (51).
17. 17 - Aparelho de acordo com a reivindicação 15 ou 16, que compreende uma unidade de rectificação por aperto para rectificar por aperto a extremidade livre estreitada.
18. 18 - Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11-17, que compreende uma unidade de aquecimento para aquecer pelo menos a zona de extremidade livre (32) a ser estreitada.
19. 19 - Aparelho de acordo com a reivindicação 18, em que a unidade de aquecimento compreende uma unidade de aquecimento por indução. Lisboa, 2010-07-22