Brevet FR2711327A1 — publié le 19950428

La présente invention a pour objet un flan de tôle apte à un emboutissage en rétreint destiné à la fabrication d'un récipient. Les flans de tôle sont généralement constitués en un métal qui a subi une opération d'étirage ou de laminage si bien que ce métal présente une anisotropie en ce qui concerne la résistance à l'amincissement. De ce fait, lorsque l'on réalise des récipients de section cylindrique dans des flans circulaires, par exemple en acier, ayant une anisotropie métallurgique importante, et comportant notamment un fond, une jupe périphérique et une collerette correspondant à la partie non emboutie du flan de tôle, il se crée, lors de l'emboutissage, des amincissements et des épaississements différents sur le corps des objets emboutis et la collerette obtenue est irrégulière. En effet, cette collerette présente un profil sinueux comportant des "cornes" et des "creux de corne". Dans le cas d'un embouti sans collerette, l'irrégularité se situe au niveau de l'extrémité de la jupe périphérique. Cette irrégularité crée des obstacles non négligeables lors d'opérations ultérieures. I1 en résulte une collerette irrégulière qui, lors d'une opération supplémentaire de découpe, crée des pertes en métal importantes. Pour diminuer cet effet de formation de cornes, on utilise généralement une retenue minimale sous serre-flan, c'est à dire que l'on travaille à la pression minimale de serre-flan, à la limite de l'apparition de plissements sur la collerette. Dans cette solution, l'opération d'emboutissage demande une quantité plus importante de métal et pour obtenir toujours la même dimension de collerette, on est amené à augmenter les dimensions du flan de tôle de départ. L'emboutissage de flans de tôle se fait généralement sur des presses qui comportent des moyens de formage du flan de tôle constitués par un poinçon, une matrice et un serre-flan. Le serre-flan entoure le poinçon et comporte une surface généralement plane destinée à coopérer avec la matrice pour serrer la partie périphérique du flan de tôle. La section de la matrice est complémentaire à celle du poinçon et le flan de tôle épouse ainsi la forme du poinçon lors de l'opération d'emboutissage. Généralement, le serre-flan est formé d'une pièce rigide qui impose un même effort sur toute la surface du flan de tôle comprise entre le serre-flan et la matrice. Mais, ce dispositif classique d'emboutissage ne permet pas de contrôler le glissement du métal sous le serre-flan ce qui génère des déformations non homogènes. La résistance au glissement du métal étant contrôlée par la pression de serre-flan, ce dernier agit donc directement sur la partie périphérique du flan de tôle qui varie en épaisseur au cours de l'emboutissage suivant les modes de déformation. Dans les parties où le coefficient d'anisotropie du métal est faible, la partie périphérique du flan de tôle s'épaissit, entraînant un déséquilibre de tension au niveau de la pièce formée. Cet épaississement du flan de tôle entraîne une diminution de l'effort de contact entre le serre-flan et la tôle dans les zones où le coefficient d'anisotropie est important, provoquant ainsi des plis ou des ondulations du métal dans ces zones. On voit donc qu'il est très difficile de trouver un bon compromis de réglage en pression de serre-flan pour obtenir un métal bien tendu sur tout le corps de la pièce. On connaît dans le FR-A-2 679 158, un procédé permettant de réduire l'effet de formation des cornes et qui utilise un poinçon dont le nez présente un rayon de raccordement variable déterminé en fonction des caractéristiques anisotropiques du matériau du flan de tôle. Mais, ce procédé présente des inconvénients qui résident principalement dans le fait qu'il nécessite un usinage du poinçon de façon à former au niveau de son nez des zones réparties à angle droit, présentant un rayon de raccordement maximal et séparées par des zones à rayons de raccordement minimal. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un flan de tôle apte à un emboutissage en rétreint permettant de réduire l'effet de formation des cornes, tout en diminuant la quantité de métal utilisée et en utilisant un poinçon d'emboutissage classique. L'invention a donc pour objet un flan de tôle apte à un emboutissage en rétreint pour former un récipient comportant notamment un fond et une jupe périphérique, ledit flan de tôle étant muni sur au moins une de ses faces d'une couche de vernis, caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de vernis dans les zones du flan de tôle au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est supérieure à la couche de vernis dans les zones du flan de tôle au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus grand. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la surépaisseur de la couche de vernis dans les zones du flan de tôle au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est comprise entre 50 et 300% par rapport à l'épaisseur de la couche de vernis dans les autres zones du flan de tôle, et de préférence comprise entre 100 et 200%, - la surépaisseur de la couche de vernis s'étend de la périphérie du flan de tôle vers le centre dudit flan de tôle, - la surépaisseur de la couche de vernis a la forme d'un trapèze, - la petite base du trapèze s'étend au delà de la ligne de formage de la jupe périphérique du récipient, - la surépaisseur de la couche de vernis a la forme d'un triangle, - le sommet du triangle est situé au delà de la ligne de formage de la jupe périphérique du récipient, - le triangle est un triangle rectangle dont l'angle droit est situé au sommet dudit triangle, - le sommet du triangle est situé au centre du flan de tôle, - le triangle est un triangle isocèle, - la surépaisseur de la couche de vernis a la forme d'un secteur circulaire, - le sommet du secteur circulaire est situé au delà de la ligne de formage de la jupe périphérique du récipient, - le secteur circulaire est un secteur circulaire rectangle, - le sommet du secteur circulaire est situé au centre du flan de tôle, - la surépaisseur de la couche de vernis est déposée sur la face du flan de tôle destinée à former l'intérieur du récipient, - la surépaisseur de la couche de vernis est déposée sur la face du flan de tôle destinée à former l'extérieur du récipient. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: - la Fig. 1 représente, en vue éclatée et en perspective, un récipient obtenu à partir d'un flan de tôle selon l'état de la technique, - la Fig. 2 représente une vue en plan d'un flan de tôle selon l'état de la technique, - la Fig. 3 représente en vue éclatée en perspective un récipient obtenu à partir d'un flan de tôle selon l'invention, - les Figs. 4 à 8 représentent des vues en plan montrant différents modes de réalisation d'un flan de tôle selon l'invention. La Fig. 1 représente, en vue éclatée et en perspective, un récipient 1 obtenu par emboutissage à partir d'un flan de tôle et qui comporte notamment un fond 2, une jupe périphérique 3 et une collerette 4 correspondant à la partie non emboutie du flan de tôle. Dans le cas du formage d'un récipient 1 cylindrique, le flan de tôle 5 à partir duquel est formé ledit récipient 1, est découpé selon une forme circulaire comme représentée à la Fig. 2. De manière classique, préalablement à l'emboutissage du flan de tôle 5, celui-ci est revêtu sur au moins l'une de ses faces, comme par exemple sa face destinée à former l'intérieur du récipient, d'une couche de vernis 5a uniforme et d'épaisseur constante. La charge de vernis est par exemple égale à 16g/m2. Après emboutissage du flan de tôle 5, on constate que la collerette 4 a une forme irrégulière et présente des cornes 4a séparées par des creux de corne 4b. Le flan de tôle 10 selon l'invention représenté sur les Figs. 4 à 8 permet de diminuer cet effet de formation de cornes et de creux de corne. A cet effet, le flan de tôle 10 est muni sur au moins une de ses faces d'une couche de vernis 11 et l'épaisseur de cette couche de vernis 11 dans les zones A du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est supérieure à l'épaisseur de la couche de vernis 11 dans les zones B du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus grand, comme représenté sur la Fig. 4. Pour déterminer le coefficient d'anisotropie, on mesure, après relaminage à froid d'une tôle pour un taux de relaminage déterminé - r0 qui est le coefficient d'anisotropie dans la direction de laminage, - r45 qui est le coefficient d'anisotropie dans une direction située à 45" par rap port au sens de laminage, - r90 qui est le coefficient d'anisotropie dans une direction perpendiculaire au sens de laminage. Le coefficient d'anisotropie dans le plan de la tôle est calculé à partir de la formule suivante: (r0 + r90 - 2r45) A r = 2 Plus le coefficient d'anisotropie Ar en valeur absolue est faible, plus les cornes d'emboutissage seront faibles. Après emboutissage d'un flan de tôle 10 selon l'invention, on constate, comme représenté à la Fig. 3, que les cornes 4a et les creux de corne 4b sont moins prononcés. La surépaisseur 12 de la couche de vernis 11 dans les zones A du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est comprise entre 50 et 300% par rapport à l'épaisseur de la couche de vernis 11 dans les autres zones A dudit flan de tôle 10. De préférence, cette surépaisseur 12 dans les zones A du flan de tôle 10 est comprise entre 100 et 200% par rapport à l'épaisseur de la couche de vernis 11 dans les autres zones B. D'une manière générale et comme représenté sur les Figs. 4 à 8, la surépaisseur 12 de la couche de vernis 11 s'étend de la périphérie du flan de tôle 10 vers le centre dudit flan de tôle 10 et cette surépaisseur 12 peut être déposée soit sur la face du flan de tôle 10 destinée à former l'intérieur du récipient 1, soit sur la face du flan de tôle 10 destinée à former l'extérieur dudit récipient 1. Selon un premier exemple de réalisation représenté à la Fig. 4, la surépaisseur 12 de la couche de vernis 11 déposée dans les zones A du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, a la forme d'un trapèze dont la petite base s'étend au delà de la ligne 3a de formage de la jupe périphérique 3 du récipient 1. Selon d'autres exemples de réalisation représentés sur les Figs. 5 et 6, la surépaisseur 12 de la couche de vernis 11 déposée dans les zones A du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, a la forme d'un triangle. Le sommet du triangle est situé au delà de la ligne 3a de formage de la jupe périphérique 3 du récipient 1 (Fig. 5). Dans ce cas, le triangle est soit un triangle rectangle dont l'angle droit est situé au sommet dudit triangle, soit un triangle isocèle. Selon une variante, le sommet du triangle est situé au centre du flan de tôle 10 (Fig. 6) et dans ce cas, le triangle est un triangle isocèle. Selon encore d'autres exemples de réalisation représentés sur les Figs. 7 et 8, la surépaisseur 12 de la couche de vernis 11 dans les zones A du flan de tôle 10 au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, a la forme d'un secteur circulaire. Le sommet du secteur circulaire est situé au delà de la ligne 3a de formage de la jupe périphérique 3 du récipient 1 et dans ce cas, le secteur circulaire est soit un secteur circulaire rectangle (Fig. 7), soit un secteur circulaire isocèle. Selon une variante représentée à la Fig. 8, le sommet du secteur circulaire est situé au centre du flan de tôle 10. A titre d'exemple, la charge de vernis déposée sur au moins une des faces du flan de tôle est de 16g/m2 dans les zones au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, alors qu'elle est de 8g/m2 dans les zones au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus grand. Des essais ont été réalisés à partir de deux flans de tôle circulaires de 140mm de diamètre et destinés à être emboutis avec un poinçon de 82mm de diamètre. Le premier flan de tôle est revêtu sur l'une de ses faces d'une couche de vernis uniforme et d'épaisseur constante. Le deuxième flan de tôle selon l'invention est revêtu sur l'une de ses faces d'une couche de vernis dont l'épaisseur dans les zones au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est supérieure à l'épaisseur de la couche de vernis dans les zones au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus grand. Après emboutissage du premier flan de tôle, on constate que le diamètre de la collerette qui peut être inscrite dans la partie non emboutie du flan de tôle après élimination des cornes et des creux de corne, est égal à 87mm. Dans ce cas, le coefficient Ac de tendance à la formation de cornes et de creux de corne calculé à partir de la formule suivante sens long + sens travers - 2 0 sens 45 Ac= 8 est égal à -0,70. Après emboutissage du second flan de tôle selon l'invention, on constate que le diamètre de la collerette qui peut être inscrite dans la partie non emboutie du flan de tôle après élimination des cornes et des creux de corne, est égal à 88,2mm, soit une augmentation de 1,2mm. Dans ce cas, le coefficient c de tendance à la formation de cornes et de creux de corne est égale à -0,65. Ces essais montrent bien que le flan de tôle selon l'invention permet de réduire la tendance à la formation de cornes et de creux de corne lors de l'opération d'emboutissage et de réduire le diamètre du flan de tôle à partir duquel est formé le récipient. Par conséquent, l'invention permet à la fois d 'obtenir un gain en matière et une meilleure régularité de l'épaisseur des parois du récipient obtenu, ce qui augmente la tenue mécanique de ce dernier. La régularité en épaisseur des parois du récipient est un facteur de réussite lors des opérations ultérieures. REVENDICATIONS 1. Flan de tôle apte à un emboutissage rétreint pour former un récipient (1) comportant notamment un fond (2) et une jupe périphérique (3), ledit flan de tôle (10) étant muni sur au moins une de ses faces d'une couche de vernis (11), caractérisé en ce que l'épaisseur de la couche de vernis (11) dans les zones A du flan de tôle (10) au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est supérieure à l'épaisseur de la couche de vernis (11) dans les zones B du flan de tôle (10) au niveau desquelles le coefficient anisotropie est le plus grand. 2. Flan de tôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) dans les zones A du flan de tôle (10) au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est comprise entre 50 et 300% par rapport à l'épaisseur de la couche de vernis (11) dans les autres zones B du flan de tôle (10). 3. Flan de tôle selon la revendication 2, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) dans les zones A du flan de tôle (10) au niveau desquelles le coefficient d'anisotropie est le plus faible, est comprise entre 100 et 200% par rapport à l'épaisseur de la couche de vernis (11, 21) dans les autres zones B. 4. Flan de tôle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) s'étend de la périphérie du flan de tôle (10) vers le centre dudit flan de tôle (10). 5. Flan de tôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) a la forme d'un trapèze. 6. Flan de tôle selon la revendication 5, caractérisé en ce que la petite base du trapèze s'étend au delà de la ligne de formage de la jupe périphérique (3) du récipient (1). 7. Flan de tôle selon l'une des revendication 1 à 4, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) a la forme d'un triangle. 8. Flan de tôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sommet du triangle est situé audelà de la ligne de formage de la jupe périphérique (3) et du récipient (1). 9. Flan de tôle selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que le triangle est un triangle rectangle dont l'angle droit est situé au sommet dudit triangle. 10. Flan de tôle selon la revendication 7, caractérisé en ce que le sommet du triangle est situé au centre du flan de tôle (10). 11. Flan de tôle selon les revendications 7, 8 ou 10, caractérisé en ce que le triangle est un triangle isocèle. 12. Flan de tôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) a la forme d'un secteur circulaire. 13. Flan de tôle selon la revendication 12, caractérisé en ce que le sommet du secteur circulaire est situé au delà de la ligne de formage de la jupe périphérique (3) du récipient (1). 14. Flan de tôle selon la revendication 13, caractérisé en ce que le secteur circulaire est un secteur circulaire rectangle. 15. Flan de tôle selon la revendication 12, caractérisé en ce que le sommet du secteur circulaire est situé au centre du flan de tôle (10). 16. Flan de tôle selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) est déposée sur la face du flan de tôle (10) destinée à former l'intérieur du récipient (1). 17. Flan de tôle selon les revendications 1 à 15, caractérisé en ce que la surépaisseur (12) de la couche de vernis (11) est déposée sur la face du flan de tôle (10) destinée à former l'extérieur du récipient (1).