Brevet FR2668727A1 — publié le 19920507

DISPOSITIF PERMETTANT L'EXTRACTION AISEE DE RECIPIENTS ETIRES ET SON UTILISATION L'invention concerne un dispositif permettant l'extraction aisée de récipients étirés après emboutissage ou après filage par choc, préalablement revêtus ou non d'une matière plastique ou d'un métal. Le problème posé est celui de l'extraction sans dommages après étirage du récipient étiré, celle-ci se faisant avec difficultés, particulièrement lorsque le rapport hauteur (H) sur diamètre (D) est élevé et/ou l'épaisseur de paroi latérale (e) est faible. Ce défaut dénommé "roll-back" en anglais se produit lors de l'extraction du récipient étiré sur le poinçon, par l'extracteur, et se présente sous la forme d'un plissage en accordéon du corps du récipient ou par un roulage de son bord libre ou encore, dans les cas les plus graves, par des déchirures longitudinales du corps du récipient et roulage des languettes intermédiaires en forme de "pétales"; il résulte d'un effet de frettage et/ou d'adhérence du corps du récipient sur le poinçon lors de l'étirage. Ce défaut est encore plus accentué dans le cas d'étirage de récipients revêtus intérieurement d'une matière organique telle qu'une matière plastique, laquelle présente un retour élastique qui accentue le frettage. On a essayé de remédier à ce défaut de diverses manières, cependant les résultats obtenus restent insuffisants et/ou aléatoires - en augmentant la lubrification à l'interface récipient/poinçon par tout moyen connu. Cependant cette solution présente les limitations suivantes Elle ne permet pas d'obtenir des taux de réduction d'épaisseurs élevés donc limitation du rapport r d'étirage (par exemple jusqu'à une valeur maximale r =(E-e)/ExlOO= 20 avec e su,15 mm pour des boites Aluminium) et de la valeur de H/D obtenue; cdté filière, la lubrification améliorée entraîne une surface étirée extérieure rugeuse d'aspect mat, plutôt que lisse et brillante, alors que ce dernier état de surface est le plus souvent recherché;; - en utilisant un poinçon en métal dur (carbure de W) au lieu d'un poinçon en acier (module élastique : 500 GPa au lieu de 200 GPa); - en utilisant un poinçon creux déformable, sous haute pression hydraulique lors de l'étirage et en supprimant la pression avant extraction du récipient. Cependant cette solution est mécaniquement complexe, difficile à mettre en oeuvre et coûteuse. - en assistant l'extraction par pression d'un fluide, de préférence liquide, à travers le poinçon; cependant cette pression est limitée par la tenue du fonds et s'avère souvent insuffisante pour une extraction correcte. La demanderesse consciente de ces difficultés a cherché à remédier aux inconvénients reportés ci-dessus. Nous rappelons pour mémoire qu'une machine d'étirage de récipient se compose essentiellement de plusieurs filières coaxiales de diamètres décroissants et d'un poinçon axial, généralement cylindrique, ce dernier poussant successivement l'ébauche à travers les filières dans lesquelles sa paroi latérale est amincie et étirée (allongée); sur les machines industrielles courantes, ces filières sont généralement au nombre de 3. Le dispositif suivant l'invention est donc constitué d'une chambre placée à l'amont d'au moins l'une des filières d'étirage, de façon semi-étanche, munie d'une ouverture d'arrivée du lubrifiant et d'une ouverture d'évacuation. La caractéristique essentielle de l'invention est que cette chambre contient un manchon, contigu à la filière d'étirage, et qui délimite avec le poinçon entouré du récipient en cours d'étirage, un espace annulaire long et étroit. Si 1 est sa longueur et j son épaisseur, on doit avoir o de préférence 25 e jO s 100 gm 3 S 1 l o De façon surprenante, avec ce dispositif placé sur la dernière filière d'étirage, le récipient étiré peut être extrait de façon aisée du poinçon. Cet outillage peut être utilisé de diverses manières Il peut être utilisé sur la dernière filière d'étirage,-celle-ci imposant soit une réduction d'épaisseur notable comprise entre 20 et 45% soit une faible réduction de l'épaisseur (skin-pass) avec 1 S r% On peut aussi combiner les deux utilisations et placer un dispositif sur la dernière et l'avant-dernière filière d'étirage qui sont alors contiguës, la dernière filière assurant le skin-pass. Il peut être aussi utilisé sur plusieurs filières successives. Le dispositif selon l'invention sera mieux compris à l'aide de l'exemple suivant illustré par la fig.1 qui représente une vue en coupe axiale du dispositif, et la fig.2 qui donne les résultats de l'exemple 1. Le dispositif comporte donc une chambre 1 munie d'une ouverture 2 d'introduction du lubrifiant 9, fixée à l'amont de la filière d'étirage 3 par des vis 4 (non représentées); elle est munie d'une ouverture d'évacuation 12. Cette chambre est fermée à l'amont par une paroi 13 et contient un manchon 5 qui délimite avec la surface extérieure 14 du récipient 6 en cours d'étirage, situé sur le poinçon 7, un espace annulaire 10 d'épaisseur j et de longueur lo; le repère 11 schématise 1'extracteur. Le dispositif est complété par exemple par un joint torique 8 situé entre la chambre 1 et la paroi 14 du récipient 6. La paroi 13 peut être remplacée par la bague de guidage (non représentée) située après la filière amont, et qui présente un jeu positif par rapport à la surface externe du corps de boîte de quelques centièmes de mm. EXEMPLE 1 Le dispositif ci-dessus a été utilisé dans les conditions suivantes sur une machine comportant 3 filières d'étirage, ce dispositif étant monté à l'amont de la 3ème filière. Le poinçon est en carbure de tungstène de rugosité Fa = 0,10 gm; le récipient à étirer est un récipient à paroi composite formée d'aluminium 3004 à l'extérieur (épaisseur initiale :0,335 mm) revêtu de PP à l'intérieur (épaisseur initiale 0,040 mm) soit épaisseur totale 0,375 mm. Le lubrifiant utilisé est de l'eau déminéralisée additionnée de 0,05 % d'un produit sensioactif: FORAFAC 1110 (Sté Atochem), et dont le débit est de 0,17 1/sec. Le taux d'étirage était de 30,6 % sur la première filière, de 28,8 % sur la seconde et variable sur la troisième. Les valeurs j et 1 ont été fixées à 20 gm et 50 mm respectivement. o Vitesse du poinçon : 1350 m/sec. Des essais comparatifs ont été effectués dans les mêmes conditions sauf que le manchon 5 avait été éliminé. Les résultats comparatifs du nombre de boîtes (N) extraites sans dommage sur une série de 10 essais est donné à la fig.2 pour la technique selon l'invention (1) et suivant l'art antérieur (2) en fonction du taux d'étirage de la 3ème filière (r %). On constate que la proportion de boîtes correctement extraites a plus que doublé par rapport à l'art antérieur. EXEMPLE 2 Des essais analogues à ceux effectués ci-dessus ont été repris en utilisant un seul dispositif selon l'invention sur une 4ème filière d'étirage, laquelle imposait une réduction d'épaisseur de 7,5 % (skin-pass de 10 Um). Les taux d'étirage successifs étaient donc les suivants : 30,6 %; 28,8 %; 30 %; 7,5 %. Toutes les boîtes peuvent être extraites sans difficultés avec une vitesse de poinçon de 1350 ou de 2250 m/sec. Le dispositif suivant l'invention présente l'avantage de pouvoir être aisément monté sur les machines d'étirage existantes, leur donnant la possibilité - soit d'obtenir des récipients avec des rappors H/D plus élevés et/ou des épaisseurs e plus faibles. - soit l'utilisation de matériaux plus résistants et à paroi plus mince ce qui conduit à une économie de matière première. Il est ainsi possible d' utiliser les alliages 3000 plus chargés que les 3004, 3104 ou même des alliages de la série 5000 tel que par exemple le 5182 (selon la désignation de 1'Aîuminum Association). REVENDICATIONS 1. Dispositif permettant l'extraction de récipients étirés comportant une chambre (1) où circule le lubrifiant (9) situé à l'amont de la filière d'étirage (3) caractérisé en ce que le manchon (5) délimite avec la surface externe 14 du récipient (6) en cours d'étirage, situé sur le poinçon (7) un espace annulaire (10) long et étroit. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que la longueur 1 de l'espace annulaire (10) est comprise en 3 et 50 mm et son o épaisseur j entre 25 et 100 gm. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la chambre (1) est munie d'un joint (8) qui s'appuie sur la surface extérieure (14) du récipient (6). 4. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la paroi amont (13) de la chambre (1) est constituée par la bague de guidage de la filière précédente. 5. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que le lubrifiant (9) est essentiellement aqueux. 6. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que celui-ci est placé sur la dernière bague d'étirage où le récipient subit une réduction d'épaisseur r comprise entre 20 et 45 %. 7. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que celui-ci est placé sur la dernière filière d'étirage où le récipient subit une réduction d'épaisseur r comprise entre 1 et 10%). 8. Utilisation simultanée de plusieurs dispositifs, selon l'une des revendications 1 à 4. 8. Utilisation du dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, sur l'avant-dernière filière selon les conditions de la revendication 6 et sur la dernière filière selon les conditions de la revendication 7. 10. Utilisation d'un dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que l'avant dernière filière et la dernière filière sont contiguës.