Brevet FR2367676A1 — publié le 19780512

La présente invention concerne la fabrication d'articles revêtus. On sait fabriquer des boites métalliques à partir de métal en feuilles en lubrifiant la feuille et en y découpant un flan qu'on met ensuite sous forme d'embouti à l'aide d'une presse a emboutir. On place alors l'embouti sur le poinçon d'une presse de pressage de paroi, qui pousse l'embouti à travers une succession de matrices annulaires pour faire subir a sa paroi une réduction d'épaisseur progressive et un allongement correspondant, afin de réaliser la boite souhaitée. Il est classique de lubrifier de telles presses de pressage de paroi au moyen d'une émulsion d'huile dans de l'eau, de type bien connu dans l'industrie, pompée à partir d'un réservoir et envoyée dans le jeu d'outils. L'émulsion assure à la fois une lubrification et un refroidissement. Une fois la bote façonnée, on la ramène par rognage à la longueur voulue. On élimine ensuite par lavage les résidus de lubrifiant et l'on sèche la boîte, qui est alors prête à recevoir des revêtements intérieur et extérieur et éventuellement une décoration extérieure. Dans un tel processus, l'amenée du lubrifiant et son élimination ultérieure représentent une fraction notable du prix de revient global de la boîte. Or, la demanderesse a découvert de manié- re inattendue que les fonctions de lubrification et de refroidis se- ment peuvent être assurées, au moins aux derniers stades du pressage, par des matières formant en tout ou partie le revêtement de la bol- te finie. La présente invention propose, suivant un de ses aspects, un procédé de fabrication d'article revêtu, suivant lequel on soumet une feuille métallique mise ou non sous forme d'ébauche à une opé- ration unique ou à des opérations successives de pressage, l'opEra- tion unique ou au moins la dernière des opérations successives de pressage étant exécutée en utilisant pour la lubrification et le refroidissement une matière de revêtement délayée dans de l'eau, qui ressort sous forme de revêtement durcissable sur l'article presse. On peut éventuellement compléter le revêtement en appliquant un revêtement supplémentaire après façonnage de l'article, avant ou après durcissement du revêtement initial. Suivant un autre de ses aspects, l'invention propose un appareil pour la fabrication d'articles par le procédé décrit ci-dessus. Cet appareil peut avantageusement être conçu pour appliquer la ma tière de revêtement par projection et comprendre des dispositifs chauffants destinés à-durcir le revêtement par chauffage direct. Suivant un autre encore de ses aspects, l'invention propose un article fabriqué par un procédé ou appareil tel que décrit cidessus. On va maintenant décrire# à titre d'exemples diverses réalisations de l'invention en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est un schéma symbolique illustrant deux modes possibles de mise en oeuvre de l'invention - la figure 2 représente schématiquement un appareil pour 1' application du premier mode de mise en oeuvre indiqué sur la figure 1; - la figure 3 représente schématiquement un appareil pour 1' application du second mode de mise en oeuvre indiqué sur la figure 1. Comme illustré par la figure 1, selon un mode de mise en oeuure de l'invention, on prépare une matière mixte de revêtement et de lubrification et on l'applique sur une ébauche en feuille métallique pendant séjour de celle-ci dans une presse qui la transforme en un article. On retire ensuite l'article de la presse et on le met au four pour durcir le revêtement, puis on le rogne si besoin est. La rangée inférieure de rectangles symboliques tracés en traits interrompus sur la figure 1 illustre une variante suivant laquelle on retire l'article de la presse et on le lave, soit à la matière de revêtement pour lisser sa surface, soit à l'eau pour éliminer une partie du revêtement (par exemple sur le bord de l'article), puis on le sèche, on le rogne et on l'envoie éventuellement subir d'autres opérations. Sur la figure 2, on voit une presse 1, pous le second emboutissage d'une ébauche formée par un embouti 5 en vue de la formation d'une boîte 6, comportant un poinçon 2, un porte-ébauche 3 et une matrice 4. L'embouti 5, formé à partir de métal en feuille par une operation d'emboutissage précédente, est représenté en regard du poinçon et de la matrice, prêt à être placé sur le poinçon avant d' être embouti à travers la matrice. On voit en A des ajutages qui projettent à l'intérieur et autour de l'embouti, ainsi que sur la matrice, de la matière de revêtement délayée dans de l'eau destinée non seulement à former un revêtement humide sur l'embouti sortant de la matrice, mais aussi à assurer une lubrification et un refroidissement pendant le second emboutissage. Le dernier organe d'application de matière de revêtement, indiqué en A', est formé d'une rangée circulaire d'ajutages et sert à lisser le revêtement de la boîte sortant de la matrice 4. En variante, ce dernier organe applicateur peut être formé d'une brosse circulaire entourant l'embouti secondaire-ou boîte sortant de la matrice 4.#La matière de revêtement appliquée par ce dernier organe peut aussi, éventuellement, compléter le revêtement déjà formé sur la boite sortant de la matrice 4.Du fait du frottement qui s'exerce entre la matrice 4 et l'embouti 5, celui-ci est tiède en quittant la presse 1 et cette chaleur contribue à durcir le revêtement, mais ne suffit pas en général pour le durcir complètement. L'excès éventuel de matière de revêtement est recueilli par un plateau collecteur 12, d'ot il peut s'égoutter dans un réservoir 15. Un filtre 14 filtre la matière de revêtement délayable dans de l'eau avant qu'une pompe 13 ne la renvoie dans le jeu d'outils. En quittant la matrice 4, l'embouti devenu la boîte 6 est recueilli par un transporteur 7, magnétique ou à succion, et entraîné par un second transporteur 8 à travers un four 9, que des éléments rayonnants non représentés chauffent pour durcir le revêtement. Le transporteur 7 reçoit la boîte 6 à l'état "humide" mais, du -fait qu'il est à température ambiante, la matière qui dégoutte éventuellement de la boîte 6 ne durcit pas, ce qui gênerait le fonctionnement du transporteur. Quand la boite atteint le second transporteur 8 qui l'entraîne à travers le four 9, elle est débarrassée des-dégouttures éventuelles, de sorte que le second transporteur n'est pas fortement souillé, Les résines peuvent être durcies par exposition à des gaz chauds ou par d'autres moyens connus. Quand le revêtement a durci, au moins au point de permettre la manipulation, les boites (par exemple 6A) sont amenées par un transporteur 10 à un groupe de rognage 11. Le rognage sectionne les parties débordantes formées pendant l'emboutissage et confère la même hauteur à toutes les boîtes ; il élimine aussi avec les rognures les défauts éventuellement formés par des coulures sur les bords périphériques La figure 3 représente un appareil pour la mise en oeuvre selon la variante illustrée par la figure 1 suivant laquelle on soumet simultanément une ébauche, formée par un embouti 30, à un pressage et à un revêtement pour obtenir une boîte 31 qu'on lave ensuite partiellement avant de durcir le revêtement par passage au four. La figure 3 montre une presse 33 à course longue comportant comme outils un poinçon 34 et un porte-ébauche 35 mobiles à va-etvient par rapport à un ensemble comportant une matrice de second emboutissage 16, une première couronne de pressage 17, une seconde couronne de pressage 18, un-éjecteur 19 et un taquet 27 de façonnage de fond. L'appareil comporte encore un réservoir 20, contenant une matière de revêtement délayée dans de l'eau, et un moyen propre à répartir la matière de revêtement sur les outils. Sur la figure 3, le moyen répartiteur de matière de revêtement comporte un filtre 21, une pompe 22 et des tuyaux pour l'envoi de la matière de revêtement aux outils. On immerge de préférence le filtre et la pompe dans le liquide contenu dans le réservoir pour minimiser le bouillonnement. L'embouti 30, formé à partir de métal en feuilles par un emboutissage précédent, arrive dans la presse 33, puis le poinçon 34 et le porte-ébauche 35 y pénétrent et, pendant que le porte-ébauche maintient le fond de l'embouti contre la surface de la matrice de second emboutissage 16, le poinçon poursuit son mouvement axial pour faire subir à 1'embouti un second emboutissage à travers la matrice 16, afin de réduire son diamètre, mais sans altérer sensiblement son épaisseur'de paroi. Le poinçon continue d'avancer axialement pour faire traverser à l'embouti secondaire les première et seconde couronnes de pressage 17, 18, dans lesquelles sa paroi la térale cylindrique subit un amincissement qui l'allonge. Dans l'appareil qu'on voit sur la figure 3, de la matière de revêtement délayée dans de l'eau présente dans le réservoir est d' abord soutirée à travers le filtre 21 par la pompe 22, qui l'envoie alors en continu, à travers un ajutage 24, dans l'espace récepteur d'embouti situé devant la matrice de second emboutissage 16, où la matière de revêtement est appliquée sur le poinçon 34, sur le porteébauche 35 et sur l'embouti 30. La pompe envoie aussi en continu de la matière de revêtement à chacun des taquets d'entretoisement 25A, 25s, 25C. Ces taquets sont des cylindres creux de longueurs voulues pour séparer les uns des autres la matrice 16, les couronnes 17 et 18 et l'éjecteur 19. Une rainure périphérique, telle qu'indiquée en 23 pour le taquet 25B, taillée de la face cylindrique extérieure de chaque taquet d'entretoisement, répartit autour du taquet la matière de revêtement que des trous radiaux font pénétrer dans l'espace récepteur pour qu'elle soit projetée sur l'extérieur de l'embouti entre les traversées de la matrice 16 et des couronnes 17 et 18. Le taquet 25A sépare la matrice de second emboutissage 16 de la première couronne de pressage 17 ; le taquet 25B, la couronne 17 de la seconde couronne de pressage 18 et le taquet 25C, la couronne 18 de l'éjecteur 19.La matière de revêtement sort de l'ajutage 24 et des taquets 25A, 25B et 25C sous forme de jets faibles, dirigés vers le trajet du poinçon 34. La figure 3 montre un organe applicateur de revêtement supplémentaire 26, situé en aval de l'éjecteur 19 et destiné à lisser le revêtement sur la boîte émergeant de l'éjecteur. Cet organe 26 peut être formé d'une rangée circulaire d'ajutages ou d'une brosse circulaire. En variante, on peut le supprimer. Quand le poinçon arrive en fin de course, le fond de la bote 31 vient porter contre un taquet de façonnage de fond 27. Après fa çonnage du fond, le poinçon 34 recule et la boîte est détachée du poinçon par l'éjecteurl9#maintenue sur le taquet de façonnage de fond 27. Le taquet de façonnage de fond 27 appartient à un jeu de quatre de ces taquets, portés par un mandrin rotatif 40. Une fois la boite libérée du poinçon 34, ce mandrin tourne dans le sens horaire, suivant la flèche, pour évacuer la boite de la presse et la retourner avant de la placer sur un transporteur humide 28. Le transporteur 28 comporte une courroie en toile métallique entraînant la boîte 31 au-dessus d'une fontaine de lavage 29 qui émet un jet d'eau de hauteur voulue pour atteindre le bourrelet 31A de la boite et le débarrasser des coulures éventuelles de matière de revêtement avant que la boite ne passe sur un transporteur sec 32 pour traverser le four. Le lavage partiel décrit évite de trop souiller les machines suivantes, telles que machines à imprimer ou groupes de rognage destinés à rogner le bord de la boite. On peut éventuellement combiner la presse I représentée sur la figure 2 avec le mandrin 40, le transporteur humide 28, la fontaine 29 et le transporteur sec 32 représentés sur la figure 3. De même, on peut combiner la presse représentée sur la figure 3 avec les organes 7 à 11 montrés sur la figure 2. Les boîtes revêtues sont alors prêtes à recevoir encore tout revêtement intérieur appliqué par projection ou toute décoration extérieure souhaitable. La matière de revêtement "délayable dans de l'eau" peut être en solution, en émulsion ou en dispersion dans de l'eau. Une telle matière de revêtement, utilisée avec succès par la demanderesse pour le pressage en plusieurs stades de paroi de boîtes étamées, comporte un cosolvant miscible avec l'eau contenant en solution à 2-20% en volume un copolymère acrylate d'éthyl -styrène-acide acrylique (tel que celui vendu par la Coates Bros. Ltd. sous le numéro "M1574'l). On a aussi opéré avec succès avec une dispersion acrylique modifiée , susceptible de polymérisation réticulée (telle que vendue par l'Internationnal Pinchin Johnson Ltd. sous la référence NO 0966 C 8010R2"). Facultativement, on peut ajouter des réactifs destinés à empêcher la matière de revêtement de mousser dans la presse. On a placé des boites portant ces revêtements dans un four à 2040C pendant 1 à 3 minutes pour durcir le revêtement. Il est possible d'utiliser des matières de revêtement délayables dans l'eau à base d'autres résines, par exemple des types vinyles ou esters, au lieu de celles à base acrylique, ainsi que de teinter les revêtements au colorant si on le souhaite. Les revêtements appliqués après pressage peuvent être pigmentés. Par le procédé tel que décrit en particulier, on peut obtenir une surface déja dans l'état voulu pour recevoir des encres d'imprimerie et des vernis-laques, ce qui évite d'avoir à opérer un nettoyage préalable. L'invention trouve un large champ d'application dans la fabrication d'articles par pressage de métaux en feuilles tels qu'aluminium, acier et fer étamé. REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'article revêtu suivant lequel on soumet une feuille métallique mise ou non sous forme d'ébauche à une opération unique ou à des opérations successives de pressage, caractérisé en ce que pour l'opération unique ou au moins la dernière des opérations successives de pressage, on utilise pour assurer la lubrification et le refroidissement une matière de revêtement délayée dans de l'eau, qui ressort sous forme de revêtement durcissable sur l'article pressé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est formé d'un copolymère acrylate d'éthyl-styrène-acide acrylique. 3. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on élimine ou on lisse par lavage une partie du revètement avant durcissement. 4. Procédé selon une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on applique un revêtement supplémentaire sur le revêtement initial avant de le faire durcir. 5. Procédé pour la fabrication d'une boîte métallique revêtue à partir de métal en feuille, suivant lequel on forme une ébauche à partir de la feuille métallique, on transforme par emboutissage l'ébauche en un embouti, on approfondit l'embouti par second emhoutissage et on presse la paroi de l'embouti approfondi, caractérisé en ce qu'on applique sur l'ébauche, au moins pendant pressage, une matière de revêtement délayée dans de l'eau qui assure, pendant pressage, une lubrification et un refroidissement et qui forme ensuite un revêtement durcissable. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on chauffe la boîte revêtue pour durcir le revêtement. 7. Appareil pour la fabrication d'un article à partir de métal en feuille mis ou non sous forme d'ébauche, caractérisé en ce qu'il comprend une presse comportant une matrice ou couronne unique ou une succession de matrices ou couronnes espacées et alignées, un poinçon conçu pour enfoncer l'ébauche à travers la matrice ou couronne unique ou à travers la succession de matrices ou couronnes afin de former ledit article, et des moyens pour l'amenée d'une matière de revêtement destinée à assurer une lubrification et un refroidissement pendant le ou les pressages opérés par la matrice ou couronne unique ou par la dernière au moins des matrices ou couronnes de ladite succession, et à ressortir de la presse sous forme de revêtement durcissable porté par l'article. 8. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens d'amenée de matière de revêtement sont une série de moyens de projection propres à diriger la matière de revêtement sur l'ébauche en cours de formation quand celle-ci pénètre dans les outils d'emboutissage. 9. Appareil selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens d'amenée de matière de revêtement comportent encore un réservoir et un filtre relié à une pompe qui envoie par des conduits de la matière de revêtement aux moyens de projection. 10. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen transporteur destiné à faire passer l'article de la presse sur un second moyen transporteur qui l'amène à un four, le premier moyen transporteur étant maintenu humide et le second étant maintenu sensiblement sec. 11. Appareil selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen propre à éliminer par lavage une partie du revêtement porté par l'article pendant que celui-ci passe de la presse à un moyen destiné à durcir le revêtement. 12. Appareil caractérisé en ce qu'il comprend une presse, comportant un piston et au moins une matrice d'emboutissage, un moyen pour l'amenée de matière de revêtement délayée dans de l'eau à la matrice et à l'ébauche et un moyen transporteur propre à évacuer la boîte de la presse. 13. Boite métallique fabriquée par procédé selon une quelconque des revendications 1 à 6 ou à l'aide d'un appareil selon une quelconque des revendications 7 à 12. 14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le revêtement est formé d'un copolymère comportant un radical acrylique.