Brevet FR2079293A1 — publié le 19711112

1- 2079293 La présente invention est relative £ un outil p,;ur for- vr des rainures frappées à section trapézoïdale dans des tôles, rainures qui servent de lignes d'affaiblissement ou de déchirement préparées dans des emballages en tôle très fine, outil constitué par un poinçon 5 de frappe présentant une face en bout et des faces limites latérales et par une contre-plaqueo Lors du poinçonnage d'une rainure par frappe au moyen d'un tel outil, il se manifeste à la face en bout du poinçon de frappe, celle qui façonne le fond de la rainure, ainsi qu'à la contre-plaque-10 des pressions surfaciques relativement élevées, ce qui entraîne une usure rapide de l'outil» Ces pressions surfaciques sont causées principalement par les forces de frottement considérables agissant à l'interface de l'outil et de la matière et qui augmentent la résistance au fluage de la matière qui s'échappe latéralement entre le poinçon 15- de frappe et la contre-plaque» Même l'emploi de poinçons de frappe trapézoïdaux habituels ne détermine pas une diminution de cette pression surfacique, étant donné que l'angle que ses faces limites latérales forment avec un plan perpendiculaire au sens de la frappe est généralement si grand que, lors de la frappe, les faces limites laté-20 raies n'entrent point en contact avec la matière» La présente invention vise à établir un outil pour produire des rainures frappées à section trapézoïdale, de telle manière que, pendant la frappe, l'outil soit soumis à une sollicitation mécanique moindre, ce qui aura pour effet de réduire son usure et d'augmenter -25 sa longévité» L'invention vise en outre à éliminer le risque de la formation d'une crevasse dans la zone de la tole affaiblie par la formation des rainures frappées. Dans les outils de frs.ppe connus à ce jour, il se forme dans la tôle, au-dessous de la face en bout, agissant comme surface de retenue, de l'outil de frappe, une zone qui contrarie J0 le fluage et qui entraîne facilement la formation de orevassffi aux limites de cette zone. Suivant l'invention, ce but est atteint par le fait que les faces limites latérales forment, avec un plan perpendiculaire au sens de la frappe, un angle tel que non seulement la face en bout du poinçon de frappe, mais aussi les faces limites latérales de .35 „ celui-ci, exercent sur la tôle une pression telle que, grâce à l'action de coin des faces limites latérales, il se manifeste dans la tôle une sollicitation à la traction au-dessous du poinçon de frappe. 6AD OFUqiNal 71 03798 *• 2079293 L'angle^' ^ 1U® forment les f g. liœit-ss latérales avec le plan perpendiculaire au sens de la frappe est plus grand que l'an- gle , \ ->» pris au fond de la rainure de frappes entre ce plan et l'o™ L v 2. ~~ rientation du flanc latéral d'une rainure frappée formée au moyen d'un poinçon de frappe présentant des faces limites latérales parallèles à la direction de la frappes mais plus petit que l'angle pris au bord de cette rainure frappée, entre le plan susdit et la direction du flanc latéral précité de la rainure® Lorsqu'on munit le poinçon de frappe de faces limites latérales inclinées de la manière indiquée, ces faces limites engendrent des efforts de traction élevés dans la portion de tâle sollicitée par la face en bout, efforts qui provoquent un étirage de la matière, ce qui facilite l'écoulement latéral de la matière refoulée par le poinçon de frappe<> D'autre part, la pression surfacique à laquelle l'outil est soumis diminueo La grandeur de l'angle d'inclinaison _L ^ formé par les faces limites latérales et le plan perpendiculaire â la direction de frappe dépend, d'une part, de la géométrie de l'outil, c'est-à-dire, de la largeur de la fase en bout du poinçon de frappe, laquelle correspond à la largeur du fond de la rainure et, d!autre part, de l'épaisseur de la tôle» Ainsi, par exemple, pour former une rainure de frappe ayant une largeur au fond de 0,6 ta ci dans une tôle d'une épaisseur de 0,26 mm, on adoptera un angle ^ compris entre l6° et Dans les dessins annexés s La fig» 1 représente, à une échelle fortement agrandie, la forme d'une rainure frappés formée â l'aide d'un poinçon de frappe à faces limites latérales parallèles à la direction de la frappe ; La fig. 2 représente un poinçon de frappe suivant l'invention, lors de l'exécution d'une rainure frappée ; La fig» 3 représente une rainure frappée exécutée à l'aide du poinçon de frappe suivant la fig» 2 % La figo 4 représente un poinçon de frappe et une contre-plaque bombée, lors de 1'.exécution d'une rainure frappée ; La figo 5 représente un poinçon de frappe à face en bout bombée» Lorsqu'on' forme une rainure frappée à" l'aide d'une contre-plaque 10 et d'un poinçon de frappe 1 suivant la fig» 1, qui présente BAD ORIGINAL 10 71 03796 3. 2079293 une face en bout 2 et des faces limites latérales 3 parallèles à la direction de la frappe, on obtient dans -la tole 8 une rainure frappée h présentant des flancs latéraux courbes 5» Cette forme de la rainure frappée s'établit parce que la matière refoulée au-dessous de la face en bout 2 du poinçon de frappe 1 s'échappe latéralement, de sorte que les flancs latéraux 5 de la rainure frappée 4 se déplacent également latéralement» L'angle entre ce flanc latéral 5 de la rainure et un plan perpendiculaire à la direction de la frappe est désigné par pf lorsqu'il est pris au niveau du bord de la rainure et par ^ lorsqu'il est pris au fond de celle-ci, l'angle ^ ^ étant inférieur à l'angle ^ Dans le but de réduire la pression surfacique s'exerçant sur le poinçon de frappe 1 pendant le processus de frappe, les faces limites latérales 6 du poinçon de frappe 7 représenté dans la fig» 2 15 forment un angle avec un plan perpendiculaire au sens de la frappe, afin d'obtenir dans la tôle 8, au-dessous du poinçon de frappe 7, grâce à l'effet de coin de ces faces limites 6, une sollicitation considérable à la traction Z, ce qui favorise 1'Schappement latéral de la matière. L'angle^' ^ est plus grand que l'angle ^ ^ 20 et plus petit que l'angle s\ dans la Fig. 1. Une inclinaison des faces limites 6 sous un angle plus grand que ^ ^ serait sans effet, car, dans ce cas, les faces limites latérales 6 n'agiraient pas sur la matière. Dans l'exemple d'exécution d'un pcinç-on de frappe représenté dans la fig. 2, l'angle ^ ^ est choisi très légèrement plus grand 25 que l'angle ^ ^ , de sorte que les faces limites latérales 6 s'appliquent par la totalité de leur surface contre la tôle 8, pour favoriser l'écoulement latéral de la matière. La fig. 3 représente une rainure frappée exécutée conformément à la fig. 2. Suivant une autre particularité de l'invention, la face en 30 bout 9 du poinçon de frappe 7 forme avantageusement un angle ^ ^ avec le plan précité, perpendiculaire à la direction de la frappe. Cet angle ^ est de 3 à b° environ. Cette inclinaison latérale de la face en bout 9 contribue également à l'échappement latéral de la matière, ce qui diminue davantage la pression surfacique qui se manifeste 35 lors du processus de frappe. Ainsi qu'il ressort de la fig. 2, on obtient, grâce à cette obliquité de la face en.bout 9j le plus grand affaiblissement, soit, la plus petite épaisseur résiduelle, de la tôle, U 03798 2079293 en a» Ceci offre le grand avantage que, par exemple, lors de l'arrachement d'un couvercle de boîte muni de cette rainure frappée, la déchirure se produit uniquement et exactement à l'endroit a.9 de sorte que le déchirement s'effectue d'une manière exactement définie et 5 qu'il ne se forme pas une arête gênante susceptible de causer des blessures aux mains ou à la bouche. C'est dans le même but - c'est-à-dire, diminuticm de la pression surfacique - que l'on prévoit la contre-plaque 10 représentée dans la fig. k et qui possède une partie bombée peu prononcée 11, 10 tournée vers le poinçon de frappe 7 et qui facilite l'écoulement latéral de la matière lors de la frappe. Ainsi qu'on le voit dans la figo 5» la face en bout 12 du poinçon de frappe 13 peut éventuellement être légèrement bombée, les faces limites latérales 1^ étant inclinées de la manière indiquée 15 plus haut» L'outil de frappe suivant l'invention est destiné à former des rainures frappées dans des tôles (fers-blancs ou tôles d'aluminium) servant à confectionner des emballages en tôles très minces, par exemple des boîtes à boissons, dont le couvercle est muni de rainures frap-20 pées de cette sorte. L'outil de frappe peut être exécuté, par exemple, conformément aux indications ci-après : pour frapper une tôle d'une épaisseur D de 0,25 mm et une épaisseur de paroi résiduelle _d de 0,05 mm, l'outil présente, pour une largeur de fond de rainure b_ de 0,2 mm, un an-25 gle ^ ^ de 26° environ. Pour frapper une tôle d'une épaisseur D de 0,25 mm et une épaisseur de paroi résiduelle d de 0,05 mnij l'outil présente, pour une largeur de fond b de 0,1 mm, un angle " de ^5° environ. — ? Il s'ensuit que la grandeur de l'angle.^ ^ dépend à la fois 30 de l'épaisseur D de la tôle, de la largeur b du fond de la rainure et de l'épaisseur résiduelle d de la paroi. 71 03798 2079293 ,7 u» !-T — "• -• > ' — - '1 « —J ^ ^ 3 * 1) Outil pour former des rainures frc-.ppées 1 section trapézoïdales d ois des tôles, r .inures -:.ui servent de lignes ('* -.ff-b'.issament ou d*arrachement a-.ns ces eufto llaoes su l:ale.v. tros fines, constitua: par un p .> i o 2) Urtil suiTu.no !.. reveudic_":.icn 1, caraciéris é e., ce rue a'auple ue forraent les f.-.ces limites l-...:.orules r:3o lo plan perpendiculaire ;..u sens de 1- frappe est plus _:u.nd si;e l'angle pris au fond ce 1;. rainure ce frappe, er.ti.-e ce plan et ].'orientation du flanc latéral c*ur.3 rainure frappée formée au moyen d'un poinçon de frappe présentant des faces Haltes I..à-î-r- les parallèles à la direction de la Happe, niais plus peai-r pue 1* aaple pris :u bord de cette rainure frappée, entre le pl:a susdit et la direction du flanc 1 ..tér 1 pr'cité de la rainure. 3} outil suivant 1\ revendlcat^on oar..c:érisé en ce ■'ue 1 . face eu bout du poinçon de fa .ppe ferme, avec le al" a précité, perpendiculaire au sens de 1.. frappe, an anale plue per.it eue 1'triple pris au fond ue la rainure de frappe, entre ce plan et 1* cri en te tic-: i du flutc ?a.téral d'une rainure fr.ppée formée au moyen d'un poinçon de f'v.ppe présentant ces races limites latérales pur...liàles à lu direction ce ta fr-ppe. 4; outil suivant une auelcanaue des reverdi copiant 1, 2 ou 3, c-.i'..etérieâ en ce eue lr. cor.tre-plaçue p..r.e présence un boubeuent peu prononcé, to orné vers le poinçon c.5 frappe. SAD original^