[发明专利]形成钢制压力容器的方法和设备、这种钢制压力容器及其预成型坯

说明书

技术领域

本发明涉及一种形成钢制容器的方法和设备、这种钢制容器以 及钢制容器预成型坯，并且还涉及一种在其开口端设置有分配单元 或封闭件的容器。

背景技术

这些容器可以被用作例如用于分配烟雾剂、诸如调味品的食品、 芳香的气体混合物等的压力容器。这种压力容器内的压力可以在 1-30巴的范围，具体地10-20巴。这些压力容器通常由铝制成。

目前，趋向于用钢来替代铝。制造由钢制成的容器尚成问题。 因为该容器由钢杯(steel cup)或钢板开始制造。该钢杯形成为容器 预成型坯，并且设置有卷边(curl)以及可选择地其中形成有该卷边 的颈缩后的自由端。该卷边上紧固(clench)有封闭件或分配单元。 所有这些由钢板或钢杯开始的操作都要求金属适于承受成形操作， 这些成形操作导致在卷边和/或颈缩操作期间钢杯的壁变薄并且径 向扩张以及直径的缩小。

发明内容

本发明的目的是提供一种形成诸如压力容器的钢制容器的方 法，这种容器满足对于容器和容器预成型坯的有关小尺寸变化、钢 材料或成形工具失效下成形的要求，并且最后满足能以例如每分钟 500-2000件钢制容器的合理速度来制造钢制容器的要求。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于形成诸如压力容器的 钢制容器的方法，该钢制容器具有卷边开口端，该方法包括步骤：

i)提供钢杯；

ii)将钢杯深冲压成冲压容器预成型坯；

iii)浅冲压(thin draw)冲压容器成型坯的本体；以及

iv)通过形成预卷边并通过将该预卷边卷成拉长卷边而使所述 冲压容器预成型坯的开口端形成卷边。

根据本发明的方法包括两个关键的成形操作：深冲压以及随后 的浅冲压。在深冲压操作中，杯高增加、杯直径减小、以及本体厚 度减小而形成容器预成型坯。深冲压后形成的容器预成型坯不适于 随后的卷边操作，在该卷边操作期间使冲压容器的开口端形成卷边。 由于裂纹和卷边尺寸有较大变化的不规则卷边的形成而导致钢材料 失效。然而，如果在对深冲压容器预成型坯进行卷边之前先浅冲压， 则克服了上述卷边问题。本发明是基于这样的认识：在深冲压后， 冲压容器预成型坯的本体在其整个高度上的材料厚度不相同。本体 壁的厚度由冲压容器预成型坯的底部开始朝向开口端增加。如果通 过浅冲压，至少开口端(其将经受卷边操作)处的本体壁厚减小且 具有基本不变的壁厚，那么对该浅冲压开口端进行卷边可形成优质 卷边。

根据优选实施例，深冲压操作中所使用的钢杯优选地通过(深) 冲压由钢板形成。

该深冲压操作优选地在几个深冲压步骤中实现。在这些深冲压 步骤期间，本体壁的直径逐渐缩小，而与此同时杯的高度逐渐增加。 杯的本体可具有与形成钢杯的原始钢板相同或者略微减少的厚度。 根据冲压容器预成型坯的大小，深冲压步骤的个数是约2-6个深冲 压步骤，诸如3个深冲压步骤。

通常，容器设置有凹入的底部，该凹入的底部增加了容器的强 度，尤其是在(较高的)压力下，这可以导致使用具有较薄底部的 容器(因此由较薄的钢板开始)。该凹入的底部可以在深冲压操作期 间或其后形成在容器预成型坯中。冲压容器预成型坯具有不规则的 自由边，该自由边可能干扰随后的成形操作。该不规则的自由端优 选地通过修整且更优选地通过冲压修整除掉。

现在可以对已经过本体的深冲压和浅冲压的冲压容器预成型坯 进行卷边操作，在该卷边操作期间，首先形成预卷边，且随后使该 预卷边形成为拉长卷边。为了在该卷边上紧固封闭件或分配单元(在 该期间形成不透气的封闭件)，卷边应该具有基本不变的尺寸。