Brevet FR2612431A1 — publié le 19880923

L'invention concerne un dispositif de formage de maté riaux en feuille notamment L'objet de l'invention se rattache au secteur technique du travail des matières et metériaux, sans enlèvement substantiel de matière. Généralement le dispositif de formage et/ou d'embou- tissage des matériaux, utilise un ensemble composé de deux parties ou matrices dont l'une présente au moins un poinçon et l'autre au moins une empreinte en creux dont le profil correspond à celui de la pièce que l'on veut obtenir. Le poinçon est mobile et doit être profilé extérieurement et/ou intérieurement très exactement au profil de l'empreinte. 11 en résulte donc un usinage précis et minutieux, augmentant le coût de fabr-ication. De plus, le déplacement du poinçon nécessite des moyens de mise en oeuvre importants. Le problème étant ainsi posé, l'invention s'est fixée pour but, d'une manière simple, efficace et rationnelle, de re médier a ces inconvénients. A cet effet, l'élément faisant office de poingon est fixe en étant conformé et agencé pour ëtre déformé, sous un effort de pression, d'une manière temporaire, continue ou réglable en intensité, selon les formes et dimensions de l'empreinte en creu,2 le matériau coopérant avec des moyens d'appui et de O5i tionnement aptes à autoriser l'opération de déformation. D'une manière particulièrement avantageuse. l'élément de poinçon met en oeuvre les caractéristiques définies dans la Demande de Brevet N 86.i6422 dont le demandeur de la présente est également titulaire. Dans ce but, l'élément faisant office de poinçon se présente sous forme d'une vessie comprenant un noyau sous forme d'un disque en matériau souple et déformable tel qu'en élastomè- re, agencé et comportant intérieurement noyé lors du moulage, un organe non déformable constituant au moins un plan de base ou surface de référencez et n'adhérant pas audit noyau, ledit orge- ne étant solidaire d'un conduit d'arrivée dsun fluide s pres- sion ; au moins un espace libre étant réalisé sur l'ensemble organe-conduit pour autoriser la circulation d'un fluide et provoquer la déformation temporaire, continue ou réglable en intensité de tout ou partie des zones concernées du noyau sous l'effet de pression en vue d'exercer la déformation du matériau en correspondance avec les formes en creux de l'empreinte de la matrice femelle. D'autres caractéristiques ressortiront de la suite de la description. L'invention est exposée ci-après plus en détail à laide des dessins qui représentent diffOrents modes de réalisa- tion non limitatifs La figure 1 est une vue en coupe à caractère purement schématique montrant le principe de base du dispositif. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale d'une forme de réalisation du dispositif. La figure Z. est une vue en coupe considérée selon la ligne 3-3 de la figure La figure 4 est une vue en coupe considErEe selon la ligne 4-4 de la figure Les figures 5 et 6 sont des vues partielles et en coupe montrant deux autres formes de réalisation des moyens d'appui et de positionnement de matériaux. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant sous des formes non limitatives de réalisations illustrées aux figures des dessins! et appliquées å. la fabrication de demi-spheres. Comme illustré schématiquement à la figre i, le dispositif de formage comprend un élément poinçon fixe établi sous la forme d'un disque (1) ou vessie en matériau souple et dé+or- mable tel qu'en élastomère, présentant intérieurement un plan de base rigide ou surface de référence (f) qui est noyé au mouise. Axialement, un conduit (4) traverse cette surface et s'étend extérieurement au-dessus d'une matrice male (4) pour etre raccordé à tous moyens d'arrivée de fluide sous pression. L'ensem- ble conduit-plan de base étant solidaire on comprend que lorsque la pression est envoyée dans le conduit (3). il apparat une déformation de la partie (la) de la vessie située au-dessous du plan de base (traits interrompus), sans possibilité de passer audessus dudit plan du fait que l'on prévoit de coller la vessie sur la face supérieure de ce plan de base (2). La pièce (P) ou autre matériau en feuille à former est maintenue à sa périphérie par des serre-flans (4a) formés directement ou non par la matrice mâle (4). Le serrage de la pièce peut entre fixe ou réglable cela par tous moyens connus de type mécanique ou autre. La pièce déformée au-delà de sa limite élastique, d'une manière concomitante à la déformation du disque (i), peut alors s'étendre dans l'empreinte en creux correspondante (5ai réalisée dans une matrice femelle (5), , et en épouser la forme en fin d'opération en échappant par glissement contrôlé ou non de l'emprise des serre-+lans. Au figures 2, 3 et 4, on a illustré une première for- me de réalisation du dispositif de formage où l'on retrouve la vessie (1) ou poinçon fixe, avec son plan de base rigide (2) et son conduit (3) d'arrivée de fluide sous pression. La vessie est logée dans un évidement axial (6a) d'une matrice mie (6\ qui présente encore concentriquement à la vessie un serre-flan formez par une couronne (7) évidée intérieurement et en matériau déformable. Cette couronne est logée dans un évidement correspondant (6b) de la matrice male, et dans laquelle est noyée un conduit (8) d'arrivée de fluide sous pression traversant la matrice mE- le. On obtient ainsi un serrage contrôlé de la pièce à déformer (P) maintenue entre cette couronne annulaire (7) et la partie supérieure de la matrice femelle (5!. Selon une autre réalisation illustrée à la figure 5, la vessie axiale ou poinçon fixe (10 constitue directement le moyen d'appui et de pomitionnement de la pièce à déformer, par sa bordure périphérique qui s'étend concentriquement a l'e'té- rieur du pourtour de l'empreinte en creux de la matrice femelle (5). la; figure 6, on a illustré une autre variante selon laquelle, le moyen d'appui et de positionnement de la pièce à déformer est également constitué par une couronne (t1) en matériau déformable reliée à un conduit (12) d'arrivée de fluide sous pression Dans ce cas, la couronne (11) est ouverte du catie intérieur pour permettre le positionnement de la zone périphérique de la pièce à déformer. Cette couronne (110 présente un double évidement intérieur afin que la pression puissse stexercer des deux cotes de la pièce à déformer. Selon une autre caractéristique, la matrice femelle (5) est constituée par un empilage de plaques (5b, 5c, 5d, 5e, Sf, 5g, ...) superposées entre elles par centrage et présentant chacune une partie de l'empreinte en creux (5a). Extérieurement, les plaques sont de mêmes dimensions pour être reliées par une pluralité de clavettes épaulées (1.3) réparties régulièrement sur le pourtour et coopérant avec des dégagements des plaques extrS- mes (5c et 5h). Les clavettes sont maintenues en appui contre les plaques par des éléments de coincement (14) engagés de force entre lesdites clavettes et des rondelles supérieure (15) et inférieure D'autre part, la matrice femelle (5) et la matrice mâle (6) sont solidarisées entre elles par deux demi-bridec (17) (18) dont le profil interne s'imbrique dans des profils comWpl*- mentaires desdites matrices. Les avantages ressortent bien de la description, en particulier, on souligne, la simplification du dispositif par rapport aux outillages avec poinçon mobile la matrice femelle en éléments lamellaires facilitant la fabrication, notamment pour des formes a emboutir de grandes dimensions. De plus, il n'est pas nécessaire d'utiliser une presse mais seulement une arrivée de puissance hydraulique ou autre. Le dispositif est autonome. L'invention trouve une application particulièrement avantageuse pour la réalisation de sphères. Dans ce cas, et com- me illustré par les figures des dessins, l'empreinte en creux a une forme hémisphérique. REVENDICATIONS -1- Dispositif de formage de matériaux en feuille notamment présentant une matrice mle (4 - 6) avec au moins un élément faisant office de poinçon et une matrice femelle (5) agencée avec une empreinte en creux (a) correspondant au profil du matériau à former positionné entre lesdites matrices, sous le poinçon, caractérisé en ce que l'élément faisant office de poinçon -2- Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de positionnement du matériau sont constitués par une couronne d'appui t7) concentrique à l'élément poin çon (i) et à l'empreinte en creux (Sa?, ladite couronne (7$ étant conformée et agencée avec des moyens pour assurer une pression réglable sur ledit matériau -=1- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de positionnement du matériau, sont cons titués par une couronne concentrique (11) à l'élément poinçon (i) et à l'empreinte en creux (Sa), ladite couronne (ii) étant conformée en section pour enserrer périphériquement le matériau selon une pression réglable -4- Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que les moyens d'appui et de positionnement du matériau sont constitués directement par les bords périphériques de l'lément du poinçon (10) qui s'étend à l'extérieur du pourtour de l'en.prein- te en creux et concentriquement à cette dernière. -5- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'appui et de positionnement du matériau sont constitués directement par une partie (4a) de la matrice mle confor mée pour faire office de serre-flan fixe. -6- Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que la matrice femelle (5) est constituée par un empilage en superposition de plaques agencées pour délimiter, en combinaison, l'empreinte en creux (5c). -7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les plaques sont positionnées entre une partie supérieure (5c) et une partie inférieure (5h), lesdites parties étant conformêse por entre accouplées par plusieurs clavettes indépendantes (13) disposes périphériquement et coopérant par l'intermédiaire d'éléments de coincement (14), avec une rondelle supérieure (15) et une rondelle inférieure (i6). -8- Dispositif selon l'une quelconque des revendications l. 6 et 7i caractérisé en ce que l'accouplement entre la matrice supé- rieure male et la matrice inférieure femelle s'effectue au moyen de brides (17 - 18). -9- Dispositif selon la revendication i, caractérisé en ce que l'élément faisant office de poinçon est réalisé en matériau souple et déformable tel qu'en élastomère, agencé et comportant intérieurement noyé lors du moulage, un organe non déformable constituant au moins un plan de base ou surface de réf érence, et n'adhérant pas audit noyau, ledit organe étant solidaire d'un conduit d'arrivée d'un fluide sous pression ; au moins un espace libre étant réalisé sur l'ensemble organe-conduit pour autoriser la circulation d'un fluide et provoquer la déformation terorai- re, continue ou réglable en intensité de tout ou partie des z- nes concernées du noyau sous l'effet ds pression en us d'exer- ce la déformation du matériau en correspondance avec les formes en creux de l'empreinte de la matrice femelle. -10- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'élément se présente sous la forme d'une vessie comprenant un noyau en élastomère établi sous forme d'un disque à l'intérieur duquel est positionné, lors du moulage, l'organe non déformable. -il- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la couronne d'appui et de positionnement est réalisée en matériau souple et déformable, ladite couronne étant reliée à une canalisation d'un fluide sous pression, -12- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'empreinte en creux a une forme hémisphérique.