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q~6~3~6
La pr~sente invention a pour objet un
procédé et un dispositif de mise en forme d'un flan
de tôle notamment pour r~aliser un masque de tube
cathodique.
L'invention a ~galement pour objet un masque
de tube cathodique obtenu selon ce proc~d~.
On connait dans la demande de brevet
français n- 89 00 545, un proc~d~ et un dispositif
de formage d'un ~lan de t~le notam~ent pour réaliser
un masque de tube cathodique ~uni de perforations,
procédé dans lequel :
- on di~pose un ~lan de t~le entre un
poinrron déformable et une matrice déformable,
- on erre la partie centrale du flan de
tôle entre le poinSon déformable et la matrice
déformable,
- on forme, selon un galbe d~terminé la
partie centrale du ~lan de tale en d~for~ant le
poinçon et la matrice sous l'action d'une force de
pression de fason a placer la ~ibre moyenne du flan
: de tole dans une position détermin~e, par rapport à
la fibre neutre de l'ansemble formé par le poinçon,
le flan de tôle et la matrice,
- on tombe la part.ie pér.iphérique du flan de
tô~e le long ~es parois latérales du poinçon poux
obtenir le bord ~ombé final.
Le dispositif décrit dans la demande
précitée comprend une matrice et un poinçon soumis ~
action d'une~ presse, la matrice et le poinçon
~tant r~alis~s en un matériau dé~ormable, un organe
: de serrage de la partie pr~riphérique du flan de
t~le, des moyens pour ex~rcer une action mécanique
sur l'organe de serrage en rapprochant les él~ments
opposés dudlt: orr~ane de serrage, des moyens de
. : - : . . . , . - .- :: . : . . ..
: : . ~ . ... . . . .. . .
~ ~ 3t~
déplacement relatif de l'organe de serrage et des
moyens complémentaires pour contrôler le flambage et
tomber la partie périphérique du flan de tôle le
long des parois latérales du poinçon ou de la
matrice afin d'obtenir le bord tombé.
Ce procédé et ce dispositif présentent
différents inconvénients.
Tout d'abord, l'action exercée par la presse
ne s'applique que sur une partie centrale du poinson
et le flan de tôle est maintenu périphériquement par
l'organe de serrage ce qui engendre des tensions
mécaniques dans le f~an de tôle lors de la mise en
forme du bord tombé.
Par ailleurs, le flambage et le tombage de
la partie périphérique du flan de tôle sont
provoqués par une lame périphérique déformable.
Par conséquent, les dispositifs nécessaires
à la réalisation du masque de tube cathodique sont
relativement complexes et fragiles.
L'invention a pour but de fournir un procédé
de mise en forme d'un flan de tôle réalisant, en une
seule opération, le galbe de la partie centrale et
le tombage ou le relevage de la zone périphérique du
flan de tôle sans déformer le réseau de perfora-
tions, tout en évitant les i.nconv~n.ients précités.
L'invention a ainsi pour objet un procédé de
mise en forme d'un flan de tôle, notamment pour
réaliser un masque de tube cathodique, sur une
presse, dont ~la caractéristique originaIe réside
dans le fait qu'on aplatit ~la base d'un poinçon
déformable et galbée en serrant la partie centrale
du flan de tôl~e posée sur le plan horizontal d'une
partie supérieure de matrice, également déformable
et on forme selon un galbe déterminé, la partle
:::
~ : :
~3~
centrale du flan de tôle, sous l'effet d'une charge
répartie sur toute. la surface d'un poinçon ~ui
déforme, dans une empreinte, la partie supérieure de
matrice, le flan de tôle, le poinçon dont la base
reprend le galbe initial, et en ce que, après la
mise au galbe de la partie centrale du flan de tôle:
~ on exerce une action mécani~ue sur un
organe de formage périphérique de fa~on ~ pre~ser un
anneau déformable en matériau élastique incompres-
sible,
- on déforme ledit anneau qui appuie ainsi
sur la partie libre périphérique du flan de tôle
pour la réalisation d'une flexion contrôlée de
ladite partie libre, et poursuivant toujours sous
l'action de l'anneau, on applique la partie libre du
flan de tôle le long des parois latérales du poinson
pour former le bord tombé.
Selon une autre caractéristique de l'inven-
tion, pour appliquer la partie libre périphérique du
flan de tôle contre les parois du poinçon et
notamment pour compenser la variation de longueur du
bord tombé situé entre les zones d'angle, due au
galbe de la partie centrale du flan de tôle,
- on réali.se une se.ri.e de nervures sur lt.3
bo.rd tombe du flan de tôle d~nt le nombre, la
répartition, la dimension et la forme sont
déterminés de façon à absorber l'e~cès de longueur.
Selon encore une autre caractéristique de
l'invention, au cours de la flexion de la partie
libre périphérique du flan de tôle par l'anneau
déformable en matériau élastique incompressible, le
: bo.rd de ladite partie libre périphérique reste en
appui sur des pans inclinés de l'organe de formage.
L'lnvention a également pour objet un
.
.
.;, : . . ,- , ,. ' ~' ': . :, .
. .
- , -: , . . -. . . .: . . ..
dispositif de mise en forme d'un flan de tôle,
notamment pour réaliser un masque de tube
cathodique, sur une presse comprenant une matrice
déformable et un poinson soumis à une force de
pression, le poin,con et la matrice xéalis~s en un
matériau déformable étant disposés sur une empreinte
et coopérant pour former le galbe du tube cathodique
et des moyens pour tomber la partie libre p~riphéri-
que du flan de tôle le long des parois latérales du
poinçon afin d'obtenir le bord tombé final, carac-
térisé en ce que le poinçon comporte une base
déformable, une ceinture rigide périphérique
sensiblement rectangulaire, une semelle et un
coussin sensiblement parallélépipédique déformable
en matériau elastique incompressible contenu dans la
ceinture du poin,con, ladite base du poin,con étant
soumise sur toute sa surface ~ une force de pression
et les moyens pour rabattre la partie libre péri-
- phérique du flan de tôle comprennent un organe de
formage périphérique et un anneau déformable en un
matériau élastique incompréssible dont la
déformation par l'organe de formage périphérique
exerce une poussée sur la partie libre périphérique
du flan de tôle et contrôle la flex..ion de ladite
partie libre périphérique pou.r l'appliquer contre
les parois latérales du poinçon.
Selon d'autres caractéristiques de
: l'invention :
- les matériaux élastiques déformables in-
compréssibles constituant le coussin et l'anneausont des matériaux composites naturels ou synthéti-
ques notamment des polymères, des polyurétanes à
duretés éventuellement différentes,
- Ie coussln et l'anneau sont en m:tériaux
'
~3~6
différents
- la surface inférieure de la base du
poin~on en contact avec la surface du flan de tôle a
un galbe identique à celui de la pièce finie à
~ 5 obtenir,
- la base du poinçon et la partie supérieure
de la matrice ont une forme sensiblement
lenticulaire,
- l'organe de formage périphérique est formé
de deux cadres superposés, un cadre supérieur sen-
siblement rectangulaire et un cadre in~rieur ~gale-
ment sensiblement rectangulaire comportant une gorge
dans laquelle est inséré l'anneau déformable en
matériau élastique, ledit cadre supérieur
s'emboitant dans ledit cadre in~érieur,
- le cadre supérieur comporte un épaulement
interne d'Pmboîtement et de centrage du flan de
t~le,
- - le cadre sup~rieur comporte d~s pans
inclinés internes formant un moyen d'appui et de
glissement sensiblement pyramidal, du bord de la
partie libre périphérique du flan de tôle,
- le cadre inférieur est solidaire d'une
semelle inférieure supportant le fond de matrice,
- la ceintuxe du poinçon a une section en
forme de "T" dont l'âme enveloppe le coussin defor-
: mable en matériau élastique, ladite ceinture étant
en appui ~lastique sur un dégagement du cadre
: supérieur de l'organe de formage par l'intermédiaire
d'un moyen de pression périphérique,
: - la surface interne de l'âme de la ceinture
a un profil sur lequel glisse la partie périphérique
: du coussin déformable en matériau élastique du
poin~on,
,
.::
203~
la surface externe de l'âme de la ceinture
comporte des reliefs.
L'invention a aussi pour objet un masque de
tube cathodique réalisé selon le procédé mentionné
précédemment.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de
la description qui va suivre, donnée uniquement à
titre d'exemple et fait,e en référence aux dessins
annexés, sur lesquels :
- la Fig. 1 est une vue en perspective d'un
flan de tôle à partir duquel est réalisé un masque
de tube cathodique,
- la Fig. 2 est une vue en perspective d'un
masque formé,
- la Fig. 3 est une vue en coupe d'un mode
de réalisation du dispositif selon l'invention,
- les Figs. 4 à 7 sont des vues en coupe
montrant les etapes successives de formage d'un
masque,
- la Fig. 8 est une vue schématique en
perspective d'une partie d'un masque montrant les
nervures formées sur le bord tombé dudit masque.
La Fig. 1 représente un flan de tôle 1 de
très faible épaisseur à partir duquel est réalisé un
masque de tube cathodique. Ce flan de tôle
comporte une partie centrale la munie d'un réseau 2
de perforations, une partie périphérique 1b compor-
tant dans les zones d'angle des encoches 2a pour
faciliter le tombage du bord et éliminer ainsi
l'excédent de matière dû audit tombage du bord.
Le masque réalisé après formage présente une
partie centrale 1a galbée et une partie périphérique
1b relevée dite bord tombé comme cela apparai~ sur
la Fig. 2, permettant de conserver la forme du
' ~ :
~ ~ :
,. ~ . . . : . .
-. : : . . . : , . .
galbe.
Le dispositif de mise en forme représenté
sur la Fig. 3 pour réaliser par exemple un masque de
tube cathodique comporte une matrice 11 composée
d'une semelle inférieure 10 plane sur la~uelle
repose un fond de matrice 9. Ce fond de matrice 9
possède en sa pa.rtie supérieure une empreinte de
forme 12 sur la surface de laquelle est répartie une
série de cales calibrées 13.
Au-dessus du ~ond de matrice 9, le dis-
positif de mise en forme comporte une partie su-
périeure 14 de matrice déformable en matériau
élastique qui repose par sa partie périphérique sur
le bord 15 de l'empreinte de forme 12.
La surface inférieure de la partie supéri-
eure 14 de matrice est en contact, par l'intermédi-
aire d'un appui 16a, avec une tige 1~ reliée par
exemple au piston 17 d'un vérin.
Le dispositif de formage est constitué
également, d'un poinçon 20 comprenant une semelle 21
de poincon, un coussin 22 déformable en matériau
élastique incompréssible, une base déformable 24
disposée au-dessous du coussin 22 et une ceinture 25
ri~ide péripherique sensi~lement rectangulaire
contennnt ledit coussin 22.
La base 24 du poinçon 20 est soumise à
pression par l'intermédiaire du coussin déformable
22, lui-même soumis à pression par des moyens de
pression 27 par l'intermédiaire de la semelle 21 de
poin~on.
- La surface supérieure de la partie supérieu-
re 14 de matrice est plane tandis que la surface en
contact avec le flan de tôle 1 de la base 24 du
poincon 20 est galbée selon un galbe identique à la -
: ,- ' ' . : . - . '
pièce finie à obtenir
Par ailleurs, la partie supérieure 14 de
matrice déformable et la base 24 du poinçon ~0 ont
une forme par exemple ].enticulaire ~ui, tenant
compte d'une charge déterminée répartie sur la
surface 28 de la base 24 du poinçon 20 et des lois
de déformation mécanique des matériaux dont elles
sont constituées, permet d'obtenir un galbe du flan
de tôle 1a sans d~tériorer le réseau 2 de perfora-
tions constituant la grille du masque du tube ca-
thodique.
La ceinture 25 du poinçon 20 est un cadre
rectangulaire qui possède une section en forme de
"T" dont l'âme 25a enveloppe le coussin 22
déformable.
L'âme 25a comporte sur sa face interne un
profil 25b pour influer sur la charge exercée et sur
lequel glisse la partie périphérique du coussin
déformable 22 et la face extérieure 25c de ladite
ame 25a forme la paroi latérale du poinçon 20.
Cette face extérieure 25c peut comporter des
reliefs 29 par exemple de forme sensiblement
conique.
Le dispositif de mise en forme comporte
aussi autour du poinçon 20 et de la partie
supérieure 14 de matrice, un organe de formage
périphérique désigné dans son ensemble par la
référence 30 (Fig. 3).
L'organe de formage 30 est constitué de deux
cadres superposés (31, 32), un cadre supérieur 31
rectangulaire comportant sur sa parvi interne un
épaulement 33 d'emboîtement et de centrage du flan
de tôle 1 et des pans inclinés 34 formant un moyen
d'appui et de glissement sensiblement pyra~idal, du
.: : . . . . : ,
.. : - . , . . - . . ,: , ~ :. .: . : , ~ . .. . :
bord de la partie libre périphérique 1b du flan de
tale 1, et un cadre in~érieur 32 comportant une
gorge 35 ménagée en face du cadre supérieur 31 et
dans laquelle est inséré un anneau déformable 36 en
matériau élastique incom,préssible pour la mise en
forme de la partie libre Ipériphérique 1b du flan de
tôle 1, comme on le verra ultérieurement.
Le cadre supéri.eur 31 comporte un dégagement
intérieur 37 sur lequel la ceinture 25 est en appui
élastique par l'intermédiaire d'un moyen de pression
périphérique 38 formé par exemple par des ressorts.
Le cadre inférieur 32 peut être lié au fond
de matrice 9 et à la semelle inférieure 10 pour
former un bloc.
Les matériaux déformables élastiques incom-
préssibles constituant le coussin 22 et l'anneau 36
peuvent être des matériaux composi*es, naturels ou
synthétiques et notamment des polymères, des poly-
urétanes de duretés pouvant être di~férentes ; les
matériaux constituant le coussin et l'anneau n'étant
pas forcément les mêmes.
Le coussin 22 et l'anneau 36 peuvent être en
matériaux différents.
~ ans le mode de réali.sation illustré,
~5 l'anneau déformable 36 a été rep~ésenté en dessous
du flan de tôle 1 ce qui conduit à un relevage du
bord, mais il est évident que l'on peut concevoir
une version symétrique dans laquelle le bord est
rabattu à l'aide d'un anneau déformable 36 disposé
au dessus du flan et auquel on imprime un mouvement
descendant.
Le formage du flan de tôle 1 est réalisé de
la fa~on suivante.
Tout d'abord, on pose le flan de tôle 1 sur
.
.
,
, : ~ , . .
la partie supérieure 14 de matrice de telle sorte
~u'une faible largeur de son bord périphérique
recouvre la partie supérieure de l'anneau 36.
Sous l'action d'un coulisseau, non représen-
té, de la presse qui agit sur le cadre supérieur 31,
on descend la partie supérieure du disposit.if de
façon à centrer et à tenir la partie périphéri~ue du
flan de tôle 1 en appui dans l'épaulement 33 du
cadre supérieur 31 de l'organe de formage 30 (Fig.
4).
Au cours de cette opération, la tige esca-
motable 16 est maintenue en position haute pax le
piston 17 ce qui empêche toute déformation de la
partie supérieure 14 de matrice.
Ainsi, la base 24 du poinçon 20 se déforme
(Fig. 4), si bien que la partie centrale 1a du flan
de tôle 1 est serrée suivant un plan horizontal
entre ladite base 24 et la partie supérieure 14 de
matrice
Ensuite, on déverrouille la tige escamotable
16 et, toujours sous l'action du coulisseau de la
presse, et par l'intermédiaire du coussin déformable
22 on forme, selon un galbe déterminé par les
caractéristiques défin.ies de la base 24 du poinçon
20, de .l.a partie supérieure 14 déformable de ma-
trice, de l'empreinte 12 du fond de matrice 9 munie
des cales calibrées 13, la partie centrale 1a du
~lan de tôle 1 en déformant l'ensemble : base 24 du
poinSon, flan de tôle 1a et partie supérieure 14 de
matrice (Pigs 5 et ~), la fibre moyenne du flan de
tôle 1 étant placée dans une position déterminée par
rapport a la fibre neutre dudit ensemble, la base 24
du poinçon 20 retrouvant alors sa forme initiaie
g~lbée.
.
' ' ~ . : ' .
' ~ ' - -: . , ~:
. .
:
2 ~3 3 ~
La charge exercée par le poinçon 20 est
uniformément répartie sur toute la surface de la
base 24 du poinçon 20 par l'intermédiaire du coussin
22.
5En modifiant la position du flan de tôle 1
par rapport à la fibre neutre de l'ensemble : base
24 du poinçon, partie centrale 1a du ~lan de tôle,
partie supérieure 14 de matrice, on peut g~nérer au
moins dans des zones localisées du flan de tôle des
10contraintes internes de compression ou de traction
en fonction de l'utilisation ultérieure de la pièce
formée. De plus, on exerce la déformation par
rapport à la fibre moyenne du métal constituant le
flan de tôle 1 pour avoir une déformation homogène
15et pour ne pas modifier la géométrie du réseau 2 de
perforations de la partie centrale 1a du flan de
tôle 1.
Enfin, tou~ours sous l'action du coulisseau
de la presse, après la mise au galbe, de la partie
20centrale 1a on réalise la flexion contrôlée de la
partie libre périphérique 1b du flan de tôle 1 si-
tuée entre le poinçon 20 et l'orqane de formage
périphérique 30.
Pour cela on exerce toujours sous l'action
25de la presse, sur l'organe de formage périphérique
30, une action mécanique rapprochant les cadres
supérieur 31 et inférieur 32 dudit organe de formage
périphérique pour réaliser sur la partie libre 1b du
flan de tôle 1, une flexion orlentée et contrôlée de
30façon à minimiser voir annuler les forces appliquées
à la périphérle du poincon 20 pour ne pas déforme.r
le réseau de perforations.
A cet effet, le cadre supérieur 31 s'emboite
dans le cadle inférieur 32 et compresse l'anneau
.
.
.
,
,
:
ZO~
déformable 36.
Cet anneau 36 se déforme et s'insère dans
l'espace situé entre le pan incliné interne 34 du
cadre supérieur 31 et la face externe 25c de la
5ceinture 25 du poinson 20 ce qui imprime un mouve-
ment ascendant à la partie libre périphérique 1b du
flan de t~le 1.
Au cours de ce mouvement ascendant, la
partie libre 1b du flan cle tôle 1 se déplace (Fig.
105) de telle sorte que son bord glisse sur les pans
inclinés 34 du cadre supérieur 31 et s'applique le
long de la face externe 25c du poinson 20 (Fig.6).
Ensuite, la partie supérieure du dispositif
est remontée si bien que l'anneau 36, le coussin 22,
15la base 24 du poinçon et la partie supérieure 14 de
matrice reprennent leur position initiale comme
représenté sur la Fig. 7.
A~rès l'ouverture du dispositif, il suffit
- de retirer le masque de tube cathodique ainsi formé.
20Au cours du rabattement de la partie libre
périphérique 1b du flan de tôle 1 sur la face
externe 25c de la ceinture 25, par la déformation
de l'anneau 36l les reliefs 29 prévus sur ladite
face externe 25c forment, entre les zone~ d'angle du
25bord tombé 1b du flan de t.ôle 1, une série de
nervures 40.par exemple de forme conique (Fig. 8).
Le nombre, la répartition, la dimension et
la forme des nervures 40 formées par les reliefs 29
sont déterminées de fason à absorber l'excès.de
30longueur correspondant à la variation de longueur du
- bord tombé engendrée lors de sa réalisation.
'
.
-,
