Brevet FR2028084A1 — publié le 19701009

La présente invention concerne l'obtention de lignes de moindre résistance dans des,- éléments de boîtes métalliques. Pour affaiblir localement, suivant une ligne de moindre résistance ou "incision" un élément de boîte en tout métal, notam-5 ment fer-blanc, on place cet élément sur une enclume et on propulse vers lui un outil à poinçonner, comportant une lame trapézoïdale. On obtient ainsi l'incision par refoulement local de métal et la pression à exercer, qui dépend des propriétés physiques du métal, peut être considérable. Outre que l'énergie nécessaire est 10 considérable, il faut réaliser avec précision l'outil à poinçonner, qui est ainsi de prix de revient élevé et qui se révèle en outre avoir une longévité médiocre lorsqu'il agit sur des métaux ferreux tels que fer-blanc et risque en outre de se casser suivant ses arêtes travaillant en cisaillement ; de plus, du fait d! 15 un écrouissage excessif, la ligne de moindre résistance ou incision risque souvent de céder, une fois l'élément de boîte fixé sur une boîte si cette dernière subit un choc par chute ou heurt. On constate en outre que l'action de l'outil à poinçonner tend à faire disparaître la pellicule protectrice, habituellement de 20 vernis-laque, revêtant la face de l'élément opposée à celle soumise au poinçonnage. La présente invention a pour but principal de proposer un outil et un procédé pour l'obtention d'une ligne de moindre résistance dans des éléments de boîte en fer-blanc ou autre métal, de 25 nature à réduire considérablement les inconvénients précités inhérents aux outils à poinçonner à lame trapézoïdale. La présente invention a pour objet un outil à poinçonner destiné à ménager une ligne de moindre résistance ou sillon dans un élément de boîte métallique, comprenant une tête, susceptible 30 d'être accouplée au coulisseau d'une presse, d'où part une lame de poinçonnage présentant deux faces qui définissent la forme du sillon à ménager dans l'élément, ces faces convergeant sensiblement jusqu'à une arête et faisant ensemble un angle de l'ordre de 75 à 120°. Avantageusement, ledit angle est d'au moins 90° et, 35 suivant le mode de réalisation préféré, il est d'environ 90°. L'invention vise encore un procédé permettant de ménager dans un élément de boîte métallique une ligne de moindre résistance ou incision, consistant à ménager dans l'élément l'incision désirée en posant l'élément sur l'un de deux outils à poinçonner 40 dont l'un est une enclume et l'autre un poinçon présentant une 70 00195 2 2028084 lame de poinçonnage délimitée par deux faces qui définissent la forme de l'incision à ménager dans l'élément, ces faces convergeant sensiblement jusqu'à une arête et faisant ensemble un angle de l'ordre de 75 à 120°C, puis à pousser l'élément contre l'autre 5 des outils. Avantageusement, ledit angle est d'au moins 90° et, suivant le mode de réalisation préféré, il est d'environ 90°• Le procédé comporte de préférence un préfaçonnage imprimé à l'élément en y formant un renflement saillant vers le haut, destiné à être dirigé vers le poinçon et à subir l'action de la lame de 10 poinçonnage. Quand l'élément est un fond de boîte présentant line paroi de cuvette reliée à la partie plate du bord et, à travers un rayon bas de cuvette, à une partie centrale, on ménage le renflement dans la partie centrale. 15 l'incision peut suivre sensiblement le pourtour du fond de boîte et être situé près du rayon bas de cuvette. Suivant l'un de ses modes de réalisation, l'invention comporte le préfaçonnage, dans la partie centrale, d'un pan annulaire pour la fixation d1 une patte d'ouverture agencée pour amorcer, une fois le fond de 20 boîte fixé à une boîte, la rupture de l'incision, ce pan annulaire étant incliné vers le bas depuis ledit renflement jusqu'à une dépression ménagée dans la partie centrale. Pour faire clairement comprendre l'invention, on va maintenant en décrire à titre d'exemple un mode de réalisation, en se 25 référant aux dessins annexé, sur lesquels : la figure 1 illustre schématiquement la formation d'une incision à l'aide de l'outil à poinçonner classique, à lame de poinçonnage* trapézoïdale ; la figure 2 illustre la manière dont la lame de poinçonnage 30 représentée sur la figure 1 tend à se casser ; la figure 3 illustre la formation d'une incision à l'aide d1 un outil à poinçonner suivant l'invention ; la figure 4 illustre schématiquement le mode de fonctionnement de l'outil à poinçonner montré sur la figure 3 î 35 la figure 5 indique pourquoi la lame représentée sur la fi gure 3 n'a pas tendance à se casser comme celle représentée sur la figure 1 ; la figure 6 est une vue partielle d'un fond de boîte serti sur un corps de boîte, et 40 la figure 7 est une vue en plan de dessus du fond de boîte 70 00195 3 2028084 montré sur la figure 6. Sur les dessins, les figures 1 et 2 représentent à titre d' exemple un outil à poinçonner de modèle connu, comportant une lame de poinçonnage 1 trapézoïdale. Quand cette lame sert à ménager 5 une incision dans un fond de boite en fer-blanc 2, l'angle fait entre ses flancs 3 et 4 est en général de 50 à 60° et la largeur de sa face 5 dépend de la nature du fer-blanc. En ménageant l'incision, la lame 1 applique de gros efforts au fond de boîte 2 et surtout un effort de compression égal à la résistance opposée à 10 la déformation plastique par le fond de boîte qui subit un écrcuis-sage à mesure que la déformation progresse. le métal situé sous la face 5 subit un refoulement auquel résistent les frottements engendrés entre la lame de poinçonnage et la surface de l'enclume non représentée. Les efforts sont proportionnels à la réduction 15 d'épaisseur imprimée en 6 au métal. Cette réduction est présumée importante et son effet est illustré par la figure 1, sur laquelle le métal initialement présent dans le rectangle aO-bO-cO-dO a été refoulé par réduction d'épaisseur dans un rectangle a1-b1-c1-d1, le métal ayant subi un déplacement transversal important dans 20 les zones indiquées en a1, d1, d2, a2 et en b1, c1, c2, b2. La pression exercée par le métal déplacé sur la face 5 de la lame d' entaillage s'accentue quand ce métal, par exemple le fer-blanc, est susceptible d'écrouissage, et est influencée par l'état de surface de la lame de poinçonnage 1 et de l'enclume de support 2, 25 non représentée, ainsi que par la largeur de la face 5. Oette pression peut atteindre une grandeur critique pour laquelle les contraintes atteignent une valeur culminante. La pression appliquée au métal au niveau de l'incision se combine avec les frottements subis par la face 5 pour imprimer à la lame 1 des efforts de 30 cisaillement. Ces efforts de cisaillement, inclinés à 45° sur la face 5 comme le montre la figure 2, engendrent des lignes 7, 8 d' amorce de cassure, ce qui provoque souvent la rupture des arêtes 9 et 10 de la lame. Pour réduire ces inconvénients inhérents à la lame 1, la pré-35 sente invention propose un outil à poinçonner comportant une tête 11 (figure 3), qu'on peut accoupler au coulisseau non représenté d'une presse et d'où part une lame de poinçonnage présentant deux faces 12 et 13 définissant la forme de l'incision, par exemple 1' incision 14 indiquée sur la figure 7 à ménager dans l'élément 15, 40 qu'on supposera à titre d'exemple être un fond de boîte en fer- 70 00195 4 2028084 blanc pour boîte 16 (figure 6). Vues en coupe, les deux faces 12 et 13 convergent sensiblement jusqu'à une arête 17 et font ensemble un angle d'environ 90°. L' "arête" 17 est très légèrement arrondie, son rayon de courbure étant par exemple de l'ordre de 76 5 ja. Une lame ayant cette structure résiste aux efforts de cisaillement subis pendant la formation de l'incision parce que les lignes d'amorce de cassure 7 et 8 ne coupent pas les faces 12 et 13 de la lame. On réduit aussi de cette manière l'effet de culmination des contraintes parce que le métal est entamé par la lame, et non 10 refoulé comme c'est le cas pour la lame 1 de modèle connu décrite ci-dessus. On constate aussi que le prix de revient est plus faible pour l'outil à poinçonner montré sur la figure 3 que pour celui montré sur la figure 1, parce que cet outil ne comporte que deux 15 faces 12 et 13 à soumettre à tin façonnage et à une finition poussés, alors que l'outil 1 présente trois faces 3» 4 et 5. On constate aussi qu'on peut efficacement ménager une incision à l'aide de l'outil montré sur la figure 3 en appliquant une pression très inférieure à celle nécessaire lorsqu'on utilise l'outil, montré 20 sur la figure 1. Pour ménager une incision suivant l'invention dans un élément de boîte en fer blanc 15» on dispose l'élément 15 sur une enclume fixe 18 (figure 3)» présentant sur sa face supérieure un renflement destiné à porter contre l'élément et l'on ménage dans ce 25 dernier l'incision 14 désirée en repoussant contre elle la lame de poinçonnage présentant les deux faces 12 et 13» qui définissent la forme de l'incision 14 et qui convergent comme décrit ci-dessus; sensiblement jusqu'à une "arête" 17, faisant ensemble un angle d'environ 90°. Eventuellement, l'outil à poinçonner peut ê-30 tre fixe et l'on repousse alors l'enclume contre un élément 15 placé sur cet outil. Il importe d'usiner avec précision la face 11a de la tête 11 et la face 18b du support 18c de l'enclume 18 afin de déterminer avec précision l'épaisseur de métal qui subsiste au niveau de l'incision 14. 35 Bien que la valeur optimale de l'angle fait entre les faces 12 et 13 soit de 90°, on peut aussi obtenir les avantages suivant l'invention lorsque cet angle est supérieur à 90°, sa valeur pouvant atteindre 120° environ. Si cet angle est légèrement inférieur à 90°, la lame a théoriquement une certaine tendance à casser, 40 mais pratiquement cette tendance est dans certains cas assez né 70 00195 5 2028084 gligeable pour qu'on puisse adopter un angle de 75 à 90°. On constate qu'il est" avantageux de cintrer•avant poinçonnage le tronçon 19 (figure 3) dans lequel on doit ménager l'incision. A cet effet, on ménage dans l'élément 15 un renflement 19 5 dirigé de bas en haut vers l'outil à poinçonner et que ce dernier rencontre comme représenté sur la figure 3. On ménage le renflement 19 en faisant épouser à l'élément 15 le profil du renflement prévu au sommet de l'enclume 18. Gomme not^plus haut, l'élément 15 est un fond de boîte et présente une paroi de cuvette 20 re-10 liée à une partie de bord plate 21 et, à travers tua rayon de fond de cuvette, à une partie centrale 23. le renflement 19 est formé dans la partie centrale 23. Comme le montre la figure 7» l'incision 14 suit sensiblement le pourtour du fond de boîte et est située près du rayon de fond de cuvette 22. 15 Pour des fonds de boîte à incision ménagée à l'aide d'outils de genre connu tel que décrit à propos de la figure 1, on constate qu'en cas de choc imprimé au serti, aux environs du point indiqué en 24 sur la figure 6, le serti risque de se déformer vers 1' intérieur comme indiqué en traits interrompus, l'incision ménagée 20 dans le fond de boîte pouvant alors céder brusquement et s'ouvrir. On contrecarre fortement cette tendance en réalisant le fond de boîte comme décrit dans le paragraphe précédent. le procédé comporte encore le préfaçonnage, dans la partie centrale 23, d'un pan annulaire 25 destiné à être solidarisé, par 25 exemple par brasure 26, d'un fil métallique formant une patte d' ouverture 27 qui présente un tronçon d'extrémité 28 superposé à l'incision 14 et permet, une fois le fond de boîte serti sur la boîte 16, d'amorcer la rupture de cette incision, le pan annulaire 25 est incliné vers le bas (figures 3 et 6) depuis le renfle-30 ment 19 jusqu'à une dépression 29 ménagée dans la partie centrale. De ce fait, le tronçon de préhension 30 (figure 7) de la patte d'ouverture 27 s'étend au-dessus de la dépression 29 pour qu' on puisse aisément la saisir et la soulever. En soulevant le tronçon 30, on imprime à la partie annulaire 25 la position haute in-35 diquée en traits interrompus sur la figure 6, de sorte que l'incision est rompue par le tronçon d'extrémité 28 de la patte 27 et qu'en tirant sur celle-ci, on peut retirer la partie du fond de boîte délimitée par l'incision 14." l'utilisation d'un outil à poinçonner tel que décrit à pro-40 pos de la figure 3 présente, par rapport à celui représenté sur la figure 1, l'avantage que, lorsqu'on retire la partie délimitée par le sillon, la tranche brute subsistant après cet enlèvement risque moins de blesser l'utilisateur, par exemple pendant extraction du contenu de la boîte. 70 00195 6 2028084 REVENDICATIONS 1) Outil à poinçonner destiné à ménager une ligne de moindre résistance ou incision dans un élément de boîte métallique, caractérisé en ce qu'il comprend une tête, pouvant être accouplée au coulisseau d'une presse, d'où part une lame de poinçonnage 5 présentant deux faces qui définissent la forme du sillon à ménager dans l'élément, ces faces convergeant sensiblement jusqu'à une arête et faisant ensemble un angle de l'ordre de 75 à 120°. 2) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle est d'au moins 90°. 10 3) Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle est d'environ 90°. 4) Procédé permettant de ménager dans un élément de boîte métallique une ligne de moindre résistance ou incision, caractérisé en ce qu'on ménage dans l'élément l'incision désirée en po- 15 sant l'élément sur l'un de deux outils à poinçonner dont l'un est une enclume et l'autre un poinçon présentant une lame de poinçonnage délimitée par deux faces qui définissent la forme du sillon à ménager dans l'élément,- ces faces convergeant sensiblement jusqu'à une arête et faisant ensemble un angle de l'ordre de 75 à 20 120°, et en ce qu'on pousse ensuite l'élément contre l'autre des outils. 5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'angle est d'au moins 90°. 6) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que 25 l'angle est d'environ 90°. 7) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un préfaçonnage imprimé à l'élément en y formant un renflement saillant vers le haut, destiné à être dirigé vers le poinçon et à subir l'action de la lame de ce dernier. 30 8). Procédé selon la revendication 7> caractérisé en ce que, quand l'élément est un fond de boîte présentant une paroi de cuvette reliée à la partie plate du bord et, à travers un rayon bas de cuvette, à une partie centrale, on ménage le renflement dans la partie centrale. 35 9) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'incision suit sensiblement le pourtour du fond de boîte et est situé près du rayon bas de cuvette. 00195 7 2028084 10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu' il comporte le préfaçonnage, dans la partie centrale, d'un pan annulaire pour la fixation d'une patte d'ouverture agencée pour amorcer, une fois le fond de boîte fixé à une boîte, la rupture de l'incision, ce pan annulaire étant incliné vers le bas depuis le renflement jusqu'à une dépression ménagée dans la partie centrale.