Brevet FR2449493A1 — publié le 19800919

La présente invention est relative a un procédé d'emboutissage, et à un poinçon d'emboutissage pour la mise en oeuvre de ce procédé. Plus précisément, l'invention concerne l'emboutissage répétitif de flans pour y faire apparaitre un même motif en relief, et éventuellement pour découper ces flans suivant un contour déterminé. On utilise a cet effet un poinçon, présentant le relief à imprimer dans le flan et éventuellement le contour selon lequel découper celui-ci, et des moyens pour appliquer le flan sous pression sur le poinçon jusqu'a ce qu'il épouse étroitement le relief de ce dernier ; lorsque la pression cesse, le flan conserve le relief du poinçon. Ce procédé n'est actuellement utilisé que lorsqu'il s'agit d'imprimer le même relief dans un nombre important de flans en raison du coût très important du poinçon, lequel est réalisé à l'unité par usinage ou gravure d'un bloc de métal suffisamment dur pour résister sans dommage au grand nombre d'opérations d'emboutissage au quel il est destine. Plus le nombre de flans a emboutir diminue, plus le coût de réalisation du poinçon grève le prix de revient de chaque flan embouti ; en outre, le travail long et délicat qu'est la réalisation du poinçon se justifie d'autant moins que le nombre de flans a former est peu important, et l'on préfère graver chaque flan individuellement pour y faire apparaître le motif désiré lorsque le nombre de flans est peu important ; naturellement, cette méthode est longue e t fastidieuse et de ce fait également coûteuse. Le but de la présente invention est de permettre d'avoir recours au procédé d'emboutissage, particulièrement commode et rapide, quel que soit le nombre des flans a mettre en forme et notamment même si ce nombre est faible, et l'invention propose à cet effet un mode de réalisation suffisamment simple, rapide et économique du poinçon pour que le procédé d'emboutissage devienne rentable même sur de faibles séries de flans. A cet effet, l'invention propose de réaliser sur le poinçon le relief à imprimer aux flans en déposant sur un support généralement plat ou de relief simple , constituant l'essentiel du poinçon, des éléments en un matériau tendre en lui-méme inapte à servir de poinçon a desemboutissages répétés, eten formant sur l'ensemble que constituent ce support et les éléments en relief disposés sur celui-ci une feuille d'un matériau rigide tel que du métal, jusqu'à ce que cette feuille épouse étroitement les éléments en relief et les zones avoisinantes du support ; l'ensemble formé par le support, la feuille rigide ainsi mise en la#sse forme et les éléments tendres que l'on en place entre les reliefs de la feuille formée et le support présente un relief suffisamment résistant pour servir a l'emboutissage d'un nombre important de flans ; cependant, l'utilisation pour réaliser le poinçon d'un support de relief simple qui peut être récupéré lorsque la série de flans à emboutir suivant un motif donné est terminée, d'éléments en matériau tendre qui, suivant les cas, peuvent être des éléments standards réuti lisables ou des éléments réalisés spécialement en fonction du motif a emboutir, de façon particulièrement économique puisque le matériau tendre dont ils sont faits se prête à un découpage et à un usinage faciles, et d'une plaque rigide qui est rarement réutilisable mais présente un faible coût propre, permet de réaliser le poinçon de façon tellement simple, rapide et économique que son utilisation rend le procédé d'emboutissage rentable même pour des séries peu nombreuses. Le procédé selon l'invention, pour l'emboutissage répétitif de flans rigides selon un motif en relief, est par conséquent caractérisé en ce que l'on dispose sur un support au moins un élément définissant sur ce support le motif en relief, le dit élément étant en un matériau tendre impropre à servir en soi d'outil d'emboutissage répétitif , on forme sur l'ensemble formé par le support et l'élément une feuille d'un matériau rigide jusqu'à ce que celle-ci épouse l'élément en relief et les zones du support voisines, et l'on pratique la l'emboutissage successif des flans sur le matériau multi-couche formé par super- position d'au moins la feuille formée et du dit élément dans les zones correspondant au relief formé sur la feuille. L'invention sera mieux comprise si l'on se réfère a la description cidessous, relative à un mode demise en oeuvre non limitatif, ainsi qu'aux dessins annexés qui font partie intégrante de cette description. La figure 1 montre une vue en perspective illustrant une première étape de la réalisation du poinçon. La figure 2 montre une vue en coupe par un plan analogue au plan II-II de la figure 1, illustrant une deuxième étape de la réalisation du poinçon. La figure 3 montre une vue analogue illustrant le poinçon obtenu. Les figures 4 à 6 montrent trois vues analogues illustrant respectivement trois étapes successives de l'emboutissage d'un flan sur ce poinçon. La figure 7 montre une vue en perspective du flan embouti obtenu. Dans cet exemple, si l'on se réfère notamment aux figures 4 et 7, il s'agit de découper dans un flan 1 initialement plan un produit 2 de contour carré, de forme générale plate, présentant à la périphérie de l'une de ses faces un bord 3 en retrait par rapport a cette face et, au centre de cette face, un relief en saillie 4 représentant ici la lettre I ; naturellement, cette forme ne constitue qu'un exemple non limitatif, et l'Homme de l'Art établira, sans sortir pour autant du cadre de l'invention, des variantes de mise en oeuvre de celle-ci lorsque le relief à réaliser est différent, et notamment lorsqu'il groupe plusieurs motifs él-émentaires tels que des lettres, des chiffres, des cadres, des motifs décoratifs de contour et de relief divers, etc.... L'emboutissage du flan pour obtenir le produit 2 est réalisé sur un poinçon 5 , visible notamment à la figure 3, lui-même partiellement réalisé par emboutissage, ou par tout autre procédé de formage, comme il va être décrit a présent en Lférence aux figures 1 à 3. Selon l'invention, le poinçon 5 est réalisé a partir d'un support rigide 6, en pratique constitué par exemple par une plaque de métal dont le contour 7 est celui du produit 2 à réaliser, ici carré. Le support 6 présente une face supérieure 7, plane si ce n'est à sa périphérie, à proximité immédiate du contour 7, où elle présente un décrochement 8 essentiellement défini par une zone plane, parallèle au reste de la face 7 et en retrait par rapport à celle-ci ; cette zone en décrochement 8 est destinée à faire apparaître sur le produit 2 le . bord 3, et l'on pourra noter que le support rigide 6 peut être utilisé quel que soit le relief a faire apparaître sur le produit pourvu que celui-ci présente un bord en retrait 3 ; naturellement, pour réaliser des produits ne présentant pas un tel bord en retrait 3, on utilise pour réaliser le poinçon 5 un support 6 dont la face supérieure 7 est plane, sans décrochement, jusqu'au contour 9 ; la face supérieure 7 du support 6 est quant à elle destinée à mettre en forme, sur le produit, la zone centrale 10, plane, sur laquelle se détache le relief 4. Selon l'invention,le relief du poinçon 5 destine a mettre en forme le relief 4 du produit est défini par des éléments rapportés sur ce poinçon, et précisément dans l'exemple illustré par un élément Il en forme de I rapporté sur la face supérieure 7 du support 6. Selon l'invention, cet élément 11 est réalisé en un matériau tendre, impropre à servir en soi à des emboutissages répétés, et par exemple en carton dur, en matière plastique, enlaiton,en zinc, etc.... ; l'utilisation d'un tel matériau tendre facilite la réalisation de l'élément 11 et, de façon générale, celle du poinçon, notamment lorsque le relief 4 à faire apparaître sur le produit présente un contour complexe ; ce contour est facile à découper dans un matériau tendre tel que du carton dur. En outre, lorsque le relief 4 a mettre en forme sur le produit présente une forme complexe, qu'il soit constitué de plusieurs motifs élémentaires disjoints ou d'un motif unique décomposable, il est possible de multiplier les eléments 11 sur la face supérieure 7 du support en les disposant de façon appropriée pour définir le motif complexe recherché ; ainsi, la mise en oeuvre de l'invention facilite considérablement la réalisation de poinçons destinés à mettre en forme des motifs complexes. Avantageusement, notamment lorsque le poinçon réalisé selon l'invention est destiné à l'emboutissage d'un grand nombre de flans, l'élément 11 est fixé sur la face 7 par exemple par collage, de préférence de façon amovible afin de permettre la récupération du support 6 lorsque l'emboutissage de la série de flans suivant un même motif est terminé. Dans la mesure où l'élément 11 est trop tendre pour servir en lui-même à des emboutissages répétés, il est prévu selon l'invention de le protéger lors de l'utilisation du poinçon par une feuille d'un matériau rigide l'épousant étroitement. La mise en forme de cette feuille 12 par exemple métallique, initialement plane, est illustrée schématiquement aux figues 2 et 3, cette dernière montrant le poinçon obtenu ; à la figure 2, on a schématisé par des flèches 13 une pression qui applique la feuille rigide 12 sur l'élément 11, sur les zones de la face supérieure 7 du support 6 entourant cet élément 11, sur la zone en décrochement 8 de la face 7 et sur l'arête délimitant la zone 8 au niveau du contour 9 du support 6, de telle façon que la feuille 12 épouse progressivement l'ensemble et soit sectionnée au niveau du contour 9 ; on peut par exemple utiliser pour appliquer la pression 13 le procédé et le dispositif d'emboutissage décrits au brevet français No 1.433.385, où l'on utilise à cet effet, en regard d'un plateau portant le support 6, un plateau mobile présentant en regard de la face 14 de la feuille 12 opposée à sa face 13 tournée vers le support 6 de l'élément 11 un bloc de caoutchouc ou autre matériau élastiquement compressible qui, en s'écrasant plus ou moins par zones,provoque lors du rapprochement des deux plateaux de la presse un embottement progressif, avec dé- formation permanente, de la feuille rigide 12 sur 11 ensemble formé par le support 6 et l'élément 11. Il est à noter que l'emboutissage de la feuille 12 est le seul emboutissage auquel doive servir directement l'élément 11, lequel peut y résister sans dommage si l'on utilise l'un des matériaux évoquésci-dessus ou un matériau de dureté équivalente. De préférence, la feuille 12 sera choisie dans un matériau se prêtant facilement à l'emboutissage, comme par exemple le laiton dont la malléabilité autorise un allongement important propre à lui permettre d'épouser même des reliefs marqués, et dont les qualités de glissement facilitent d'une part son propre emboutissage sur l'élément 11 et le support 6, d'autre part l'emboutissage ultérieur des flans sur lui. Comme le montre la figure 3, c'est l'ensemble forme par le support 6, par la feuille rigide 12 dont la face inférieure 15 épouse étroitement le relief défini par l'élément 11 sur la face supérieure 7 du support 5, la zone de cette face 7 située autour de l'élément 11 et la zone en décrochement 8, et dont la face supérieure 14 reprend ce relief à l'épaisseur du matériau constituant cette feuille 12 près,et par l'élément 11 comblant intégralement les zones en creux de la face 15 correspondant aux zones en relief de la face 14 qui constitue le poin lon 5 ; il est à noter que, dans les zones de la feuille 12 correspondant à 1 'élé- ment 11, la feuille et l'élément se renforcent mutuellement, la feuille 12 apportant sa dureté de surface et l'élément 11 comme d'ailleurs le support 6 lui communiquant une bonne résistance à l'écrasement et une bonne rigidité, et que le poinçon 5 ainsi obtenu peut servir à l'emboutissage de nombreux flans 1, par exemple par le procédé évoqué ci-dessus. Cet emboutissage a été schématisé à la figure 4, ou le flan 1 de forme plane, par exemple constitué par une feuille ou une bande de métal, est appliqué sous pression, comme schématisé par les flèches 16, sur la face du poinçon 5 correspondant à la face 14 de la feuille 12 jusqu'à ce qu'il épouse étroitement le relief de cette face 14 et soit découpé au niveau du contour 9 commun au support 6 et à la feuille 12, état illustré à la figure 5 ou le flan 1 est devenu le produit 2 encore accolé à la face du poinçon 5 correspondant à la face 14 de la feuille 12 ; comme le schématise la figure 6, le produit 2 est ensuite détaché du poinçon 5 ; sa face 17 initialement en contact avec le poinçon 5 reproduit en creux un relief complémentaire de celui de la face du poinçon correspondant à la face 14 de la feuille 12-; son autre face 18 reproduit ce motif 14, à l'épaisseur du matériau constituant le flan 1P; ie contour du produit reprend cependant le contour 9. Lors du choix du support 6 et de la réalisation de l'élément 11 pour obtenir un produit 2 présentant des caractéristiques de forme et de dimensions déterminées, il faut naturellement tenir compte de l'épaisseur de la feuille 12 et de celle du flan 1. Lorsque la série de produits 2 est terminas on peut démonter le poin çon 5 pour en récupérer au moins le support rigide 6 et, éventuellement, l'élément 11 ; la feuille mise en forme 12peut elle-même être conservée si l'on envisage une reproduction ultérieure du même motif ; lors de la réutilisation de la feuille 12, on reconstituera le poinçon 5 en intercalant entre les zones en creux de la face 15 de la feuille et la face supérieure 7 du support 6 l'élément 11 initial ou un élément de même forme. Naturellement, l'invention est susceptible de nombreuses variantes par rapport au mode de mise en oeuvre décrit et représenté, sans que l'on sorte pour autant de son esprit. Notamment, pour l'emboutissage des flans, on pourra remplacer les élé- ments en relief tels que 11 ayant servi à l'emboutissage de la feuille 12, et éventuellement le support 6 lui-même, par un matériau tel qu'une matière plastique coulée à l'état liquide sur la face en creux 15 de la feuille 12 formée, puis durcie ; un tel materiau, généralement trop tendre pour servir en soi d'outil d'emboutissage répétitif , autorise un tel emboutissage lorsqu'il est protégé par la feuille 12, elle-même renforcée par lui, au même titre que les éléments tels que 11 décrits. REVENDICATIONS 1) Procédé d'emboutissage répétitif de flans rigides selon un motif en relief, caractérisé en ce que l'on dispose sur un support au moins un élément définissant le motif en relief, en un matériau tendre impropre à servir en soi d'outil d'emboutissage répétitif, on forme sur l'ensemble une feuille d'un matériau rigide jusqu'à ce que celle-ci épouse l'élément et les zones du support voisines, et l'on pratique l'emboutissage successif des flans sur le matériau multi-couche moi nsî,éîément en en relief et la feuille formée. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on réalise le dit élément en un matériau choisi parmi le carton dur, la matière plastique, le laiton, le zinc. 3) Procédé selon l'une quelconque dey revendications précédentes, carac térisé en ce que la dite feuille est en métal. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'on forme la dite feuille de matériau rigide en l'intercalant entre l'ensemble forme par le support et l'élément d'une part et une contrepartie en matériau élastiquement compressible d'autrepart, et en appliquant l'un contre l'autre sous pression le dit ensemble et la dite contrepartie avec intercalation de la feuille de matériau rigide. 5) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'onpratique l'emboutissage du flan en l'intercalant entre le dit matériau multi-couche d'une part et une contrepartie en matériau élastiquement compressible d'autre part, et en appliquant l'un contre l'autre sous pression le dit matériau multi-couche et la dite contrepartie avec intercalation du flan. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac térisé en ce que l'on détache au moins le support de la feuille formée et du dit élément pour réutiliser au moins le support. 7) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on solidarise le dit élément avec le support. 8) Poinçon d'emboutissage présentant un motif en relief, constituant un produit intermédiaire de la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une feuille dont une face présente le dit relief, et un élément en matériau tendre, impropre à servir en soi d'outil d'emboutissage répétitif, épousant au moins les zones de la deuxième face de la feuille correspondant au relief de la première face de celle-ci. 9) Poinçon selon la revendication 8, caractérisé en ce que le dit élément est en un matériau choisi parmi le carton dur, la matière plastique, le laiton, le zinc. 10) Poinçon selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la dite feuille est en métal.