FR3058654A1 - Procede de formage electrohydraulique et dispositif associe - Google Patents

Procede de formage electrohydraulique et dispositif associe Download PDF

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Abstract

Procédé de formage électrohydraulique d'un flan de matière (150; 250 ; 350) dans lequel -on place un flan de matière (150 ; 250 ; 350) à déformer entre un moule (130 ; 230 ; 330) et un serre-flan (140 ; 240 ; 340), - on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent des électrodes (160 ; 260 ; 360) jusqu'à un niveau de liquide prédéterminé, - on met en contact le flan de matière (150 ; 250 ; 350) avec le liquide de la cavité, - on réalise un préformage hydraulique du flan de matière (150 ; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant poussé vers le moule (130 ; 230 ; 330) par le liquide de la cavité sous pression subissant ainsi une première déformation, -on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière (150 ; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant plaqué contre le moule (130; 230; 330) par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes (160; 260; 360) subissant ainsi une deuxième déformation. Le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d'une des parois de la cavité.

Description

058 654
61068 ® RÉPUBLIQUE FRANÇAISE
INSTITUT NATIONAL DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE © N° de publication :
(à n’utiliser que pour les commandes de reproduction)
©) N° d’enregistrement national
COURBEVOIE © Int Cl8 : B 21 D 26/12 (2017.01)
DEMANDE DE BREVET D'INVENTION
A1
©) Date de dépôt : 15.11.16. (© Priorité : ©) Demandeur(s) : ADM28 S.AR.L — LU.
©) Date de mise à la disposition du public de la demande : 18.05.18 Bulletin 18/20. @ Inventeur(s) : AVRILLAUD GILLES et MERCIER ROMAIN.
©) Liste des documents cités dans le rapport de recherche préliminaire : Se reporter à la fin du présent fascicule
(© Références à d’autres documents nationaux apparentés : ® Titulaire(s) : ADM28 S.AR.L.
©) Demande(s) d’extension : © Mandataire(s) : CABINET PLASSERAUD.
PROCEDE DE FORMAGE ELECTROHYDRAULIQUE ET DISPOSITIF ASSOCIE.
FR 3 058 654 - A1 \bf) Procédé de formage électrohydraulique d'un flan de matière (150; 250; 350) dans lequel
-on place un flan de matière (150; 250; 350) à déformer entre un moule (130; 230; 330) et un serre-flan (140; 240; 340),
- on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent des électrodes (160; 260; 360) jusqu'à un niveau de liquide prédéterminé,
- on met en contact le flan de matière (150; 250; 350) avec le liquide de la cavité,
- on réalise un préformage hydraulique du flan de matière (150; 250; 350), le flan de matière (150; 250; 350) étant poussé vers le moule (130 ; 230 ; 330) par le liquide de la cavité sous pression subissant ainsi une première déformation,
-on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière (150; 250; 350), le flan de matière (150; 250; 350) étant plaqué contre le moule (130; 230; 330) par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes (160; 260; 360) subissant ainsi une deuxième déformation.
Le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d'une des parois de la cavité.
120
180 182
Arrière-plan de l’invention
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de formage électrohydraulique.
Objet et résumé de l’invention
Le formage électrohydraulique permet de déformer un flan de matière contre un moule par application d’une pression dynamique. A cet effet, on génère une décharge électrique entre au moins deux électrodes dans une cavité remplie de liquide, par exemple de l’eau. Un arc électrique est alors formé entre les deux électrodes provoquant un gradient de température élevé et la vaporisation du liquide. Une onde de pression, aussi communément appelée « onde de choc », se déplace à grande vitesse et vient plaquer le flan de matière contre le moule. Le formage électrohydraulique est particulièrement avantageux en comparaison avec les autres procédés de formage puisqu’il permet d’avoir un retour élastique réduit et d’obtenir des détails de type gravure et/ou des angles vifs et/ou des allongements avant rupture améliorés sur les pièces à former.
Dans certains cas, notamment lorsque les pièces à former sont particulièrement profondes, on réalise plusieurs décharges électriques successives.
Afin de réduire le nombre de décharges électriques successives nécessaires et ainsi limiter le temps de formage d’une pièce, il a été proposé de réaliser une étape de préformage hydraulique avant le formage électrohydraulique de la pièce. Pour se faire, on remplit la cavité avec du liquide sous pression tel que décrit par exemple dans le document US7802457 B2. Lorsque la pression de liquide est suffisante, le flan de matière se déforme partiellement contre le moule. On génère ensuite des décharges électriques pour provoquer des ondes de choc et compléter le formage de la pièce jusqu’à atteindre la forme voulue. Le préformage de la pièce par application d’une pression quasi-statique permet de favoriser l’avalement du flan de matière dans le moule, donc de réduire la déformation de la matière à réaliser par formage électrohydraulique et donc de réduire le temps de formage dans le cas où il faudrait recharger le générateur électrique impulsionnel à haute tension entre deux décharges ou de réduire la taille du générateur dans le cas où l’on souhaiterait réaliser les décharges successives sans avoir à attendre entre les décharges que le générateur se recharge. Dans ce cas, on utilise différents modules chargés simultanément mais déclenchés les uns après les autres. Dans ce cas, l’investissement en termes de générateur électrique est réduit puisque l’on peut utiliser moins de modules.
Un tel procédé présente certains inconvénients. Le temps de remplissage de la cavité avec de l’eau sous pression peut être relativement long, notamment lorsque l’on utilise une pompe présentant un débit limité. De plus, entre chaque cycle de formage d’une nouvelle pièce, la cavité doit être reremplie de liquide et être mise sous pression par une pompe ce qui augmente le temps nécessaire au formage de la pièce.
La présente invention vise notamment à pallier aux inconvénients de l’art antérieur précités.
À cet effet, la présente invention propose, selon un premier aspect, un procédé de formage électrohydraulique d’un flan de matière dans lequel
- on place un flan de matière à déformer entre un moule et un serreflan,
- on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent des électrodes jusqu’à un niveau de liquide prédéterminé,
- on met en contact le flan de matière avec le liquide de la cavité,
- on réalise un préformage hydraulique du flan de matière, le flan de matière étant poussé vers le moule par le liquide de la cavité sous pression, subissant ainsi une première déformation,
- on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière, le flan de matière étant plaqué contre le moule par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes, subissant ainsi une deuxième déformation.
Selon le procédé de l’invention, le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d’une des parois de la cavité.
De cette manière, on peut mettre le liquide de la cavité sous pression plus rapidement qu’en utilisant une pompe pressurisée dont le débit est limité.
On gagne ainsi en temps de cycle. Par ailleurs, les équipements à utiliser sont moins complexes car il ne faut pas générer d’eau sous pression.
De manière avantageuse, on crée un vide entre le flan de matière et le moule après la mise en contact du flan de matière avec le liquide de la cavité afin d’améliorer l’efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique.
Par ailleurs, en créant un vide dans la cavité lors du remplissage de liquide de la cavité, on favorise le remplissage de la cuve et on évite la présence d’air à l’interface entre le liquide et le moule, ce qui favorise également l’efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique. On notera que d’autres moyens peuvent être utilisés pour éviter la présence d’air entre le liquide de la cavité et le flan de matière à déformer.
Dans un mode de réalisation, le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant l’ensemble formé par le moule et le flan de matière vers l’intérieur de la cavité.
Le flan de matière est alors maintenu contre le moule par le serre-flan et se déplace en même temps que le moule vers l’intérieur de la cavité et se rapproche donc des électrodes. Le moule est alors monté sur le plateau d’une presse afin de fournir la pression nécessaire au préformage hydraulique.
Lorsqu’une paroi de la cavité supportant au moins l’une des électrodes est également mobile, le moule et cette paroi peuvent être montés sur une presse à double effet. Dans ce cas, le premier effet peut être utilisé par la paroi mobile supportant au moins deux électrodes pour mettre sous pression le liquide présent dans la cavité. Le deuxième effet peut être utilisé par le moule pour régler la pression exercée sur le flan de matière.
Dans un mode de réalisation, l’ensemble formé par le moule et le flan de matière est déplacé tandis que les électrodes sont fixes.
Lorsque la paroi supportant les électrodes est fixe, on évite de déplacer les conducteurs d’amenée du courant reliant les électrodes au générateur de tension impulsionnels dans lesquels circulent des courants de l’ordre de quelques dizaines ou centaines de kA. Ces conducteurs d’amenée du courant sont donc lourds, volumineux, et ont tendance à s’endommager du fait des déplacements répétés.
De manière optionnelle, il est également possible de rapprocher l’ensemble formé par le flan de matière et le moule des électrodes entre chaque décharge électrique. Cela permet d’augmenter l’efficacité du formage et de réduire le volume d’eau à utiliser.
Par ailleurs, la présente invention propose, selon un second aspect, un dispositif de formage électrohydraulique d’un flan de matière comprenant :
- un bâti,
- une cavité étanche apte à être remplie par un liquide et dont l’une des parois est constituée par le flan de matière,
- au moins deux électrodes placées dans la cavité,
- un moule,
- un serre-flan apte à maintenir le flan de matière contre le moule.
En outre, la cavité comprend au moins une paroi mobile, et le déplacement de la paroi mobile est apte à mettre le liquide de la cavité sous une pression suffisante pour générer une déformation du flan de matière contre le moule.
Avec le dispositif de l’invention, on s’affranchit de l’utilisation d’une pompe pressurisée pour mettre sous pression le liquide. Une telle pompe est coûteuse et augmente la complexité du dispositif. De plus, le débit d’une telle pompe étant limité, la mise en pression de la cuve est moins rapide. Par ailleurs, la mise sous pression du liquide étant faite suite au déplacement d’une paroi mobile, il n’est pas nécessaire de reremplir la cavité de liquide entre chaque cycle de formage d’une nouvelle pièce. Par ailleurs, le dispositif comprend une pompe à vide.
Préférentiellement, le dispositif de formage électrohydraulique comprend une pompe à vide.
La pompe à vide permet de faire le vide entre le moule et le flan de matière et permet d’obtenir un formage hydraulique et électrohydraulique plus efficace. La pompe à vide peut également être utilisée pour faire le vide à l’intérieur de la cavité lors du remplissage de la cuve. On évite ainsi la présence d’air entre le flan de matière et le liquide de la cavité, ce qui permet également d’obtenir un formage hydraulique et électrohydraulique plus efficace.
Dans un mode de réalisation, la cavité est formée au moins en partie par le bâti.
Lorsque la cavité est formée dans le bâti, le dispositif est moins complexe et moins volumineux.
Dans un mode de réalisation, les au moins deux électrodes sont portées par un socle reposant sur une paroi de fond du bâti.
Cela permet de réduire la taille de la cavité et le volume de liquide nécessaire pour la remplir.
Dans un mode de réalisation, le serre-flan s’étend longitudinalement dans la cavité en direction des électrodes et entoure préférentiellement au moins en partie les électrodes.
Le serre-flan sert de réflecteur et empêche aux ondes de choc de se propager vers les parois de la cavité ou du bâti et d’éviter leur endommagement, notamment au niveau des soudures s’il est réalisé en structure mécano-soudée.
Dans un mode de réalisation, l’ensemble formé par le moule et le flan de matière est monté sur un premier plateau mobile d’une presse.
L’ensemble formé par le flan de matière et le moule peut donc se déplacer à l’intérieur de la cavité et vers l’intérieur de la cavité pour mettre sous pression le liquide présent dans la cavité.
Dans un mode de réalisation, le bâti comprend une paroi mobile supportant les au moins deux électrodes montée sur un second plateau mobile d’une presse, le second plateau de la presse étant préférentiellement apte à fournir une pression supérieure à celle pouvant être fournie par le premier plateau de la presse.
De manière avantageuse, les deux plateaux d’une presse à double effet peut être utilisés pour déplacer, d’une part, la paroi mobile du bâti supportant les au moins deux électrodes afin de mettre sous pression le liquide présent dans la cavité et, d’autre part, le moule afin de régler la pression exercée sur le flan de matière. La mise sous pression du liquide de la cavité étant limitée par la force de la presse, il peut être avantageux d’utiliser le plateau de la presse à double effet permettant de fournir une force plus importante pour mettre sous pression le liquide en déplaçant la paroi supportant les électrodes. Une pression moindre peut être utilisée pour ajuster la pression exercée sur le flan de matière.
De façon avantageuse, le bâti comprend une partie qui n’est pas mobile sur laquelle repose le serre-flan.
Le serre-flan repose directement sur la paroi du bâti comprenant les électrodes. Le flan de matière est alors posé sur le serre-flan et le moule vient appuyer sur le flan de matière. La pression exercée par le moule sur le flan de matière, et donc la pression exercée sur le flan de matière, peut être réglée à l’aide du plateau de la presse double effet.
Dans un mode de réalisation, le serre-flan est monté sur au moins un vérin, une première extrémité de chaque vérin étant fixée sur la paroi de fond du bâti, une seconde extrémité de chaque vérin étant fixée au serre-flan.
Tout comme précédemment, le flan de matière est alors posé sur le serre-flan et le moule vient appuyer sur le flan de matière. La pression exercée par le serre-flan peut donc être régulée de façon autonome, indépendamment de la pression exercée par le moule sur le serre-flan. Cela est particulièrement avantageux lorsque la paroi supportant les électrodes est fixe et que la cavité est mise sous pression par déplacement de l’ensemble formé par le moule et le serre-flan vers l’intérieur de la cavité.
Dans un mode de réalisation particulier, le au moins un vérin est un ressort à gaz.
La pression exercée sur le flan de matière est alors constante quelque soit la position du moule dans le bâti, dès lors que le moule est en contact du flan de matière.
On notera que, dans d’autres modes de réalisation, on pourrait déplacer tout ou partie d’une paroi autre que celles comprenant les électrodes ou formées par le flan de matière. Dans ce cas, la paroi n’est pas montée sur une presse mais constitue la paroi mobile d’un piston, la cavité formant alors l’un des compartiments du piston.
Brève description des dessins
Des détails et avantages de la présente invention apparaîtront mieux de la description qui suit, faite en référence aux dessins annexés sur lesquels :
les figures 1 à 4 illustrent différentes étapes d’un procédé de formage électrohydraulique selon l’invention, le procédé étant mis en oeuvre avec un dispositif de formage électrohydraulique selon un premier mode de réalisation, la figure 5 illustre un dispositif de formage électrohydraulique selon un second mode de réalisation et un procédé de formage électrohydraulique associé, et
La figure 6 illustre un dispositif de formage électrohydraulique selon un troisième mode de réalisation et un procédé de formage électrohydraulique associé.
Description détaillée de plusieurs modes de réalisation de l’invention
La figure 1 représente un dispositif de formage électrohydraulique 100 selon un premier mode de réalisation. Ce dispositif de formage électrohydraulique 100 comprend un bâti 110 et un plateau mobile 120 d’une presse sur lequel est monté un moule 130. Le plateau 120, et donc le moule 130, sont mobiles par rapport au bâti 110.
Un flan de matière 150 à déformer est placé entre le moule 130 et un serre-flan 140. Le serre-flan permet de maintenir le flan de matière contre le moule 130. Dans le mode de réalisation décrit ici, le serre-flan 140 est fixé sur le moule 130.
Le bâti 110 comporte une paroi de fond 112 et une paroi latérale 114. La paroi de fond 112, la paroi latérale 114 et le flan de matière 150 définissent une cavité destinée à être remplie par un liquide, par exemple de l’eau. La cavité est rendue étanche par des moyens d’étanchéité, par exemple par un joint torique 195 présent sur une paroi latérale du moule 130. L’étanchéité de la cavité est donc assurée entre le moule 130 et la paroi latérale du bâti 114.
Sur la paroi de fond 112 sont montées au moins deux électrodes 160 reliées à des conducteurs d’amenée du courant, pouvant être, par exemple, des câbles ou des plaques métalliques isolées (non représentés sur les dessins). Ces conducteurs d’amenée du courant peuvent être connectés à un générateur électrique permettant de générer des impulsions de haute tension suffisantes pour provoquer une décharge électrique entre deux électrodes 160. Les conducteurs d’amenée du courant peuvent passer de manière étanche à travers les parois du bâti ou passer par-dessus les bords des parois du bâti.
Le générateur électrique permettant de générer des impulsions de haute tension peut comprendre plusieurs modules chargés simultanément et déchargés successivement par les deux électrodes si l’on réalise le formage électrohydraulique à l’aide de plusieurs décharges successives.
Dans une variante de réalisation, l’une des électrodes est formée par la paroi de fond 112 du bâti.
Un circuit de pompage associé à une pompe 180 permet de remplir la cavité de liquide. Selon l’invention, le liquide à l’intérieur de la cavité est mis sous pression en déplaçant une paroi mobile de la cavité, ici le flan de matière et plus particulièrement l’ensemble formé par le moule 130 et le flan de matière 150. Un manomètre 182 est utilisé pour mesurer la pression à l’intérieur de la cavité et peut être associé à un système de régulation pour gérer la pression dans la cavité. Ce système de régulation peut, entre autre, commander l’arrêt de la paroi mobile de la cavité, lorsque la pression mesurée dans la cavité est suffisante pour permettre un formage hydraulique du flan de matière 150 contre le moule 130.
Une pompe à vide 170 permet de faire le vide dans la cavité et dans l’espace entre le moule 130 et le flan de matière 150 à déformer. Le vide créé dans la cavité permet d’éviter la présence d’air à l’interface entre le flan de matière 150 et le liquide et à l’interface entre le flan de matière 150 et l’empreinte du moule 130. L’efficacité de formage hydraulique et électrohydraulique est donc améliorée.
Dans une variante de réalisation, le dispositif de formage électrohydraulique 100 comporte une vanne associée à un pressostat 184. La vanne associée au pressostat permet de réduire la pression du liquide dans la cavité avant le formage électrohydraulique. Cette étape permet de réduire la tension nécessaire pour générer une décharge électrique entre les électrodes, qui serait plus élevée en gardant le liquide sous pression.
Différentes étapes d’un procédé de formage électrohydraulique comportant un préformage hydraulique avec le dispositif ci-dessus sont décrites en référence aux figures 1 à 4.
Dans une première étape, on place le flan de matière 150 à déformer entre le moule 130 et le serre-flan 140 et on vient serrer le serre-flan 140 contre le flan de matière 150 par exemple à l’aide de vis. Ensuite, on remplit ou on met à niveau le liquide déjà présent dans la cavité dans laquelle se trouvent les électrodes 160 à l’aide de la pompe 180 tout en créant également une dépression dans la cavité à l’aide de la pompe à vide 170. La dépression créée favorise le remplissage ou la mise à niveau de la cavité et permet aussi de réduire la quantité d’air présente dans la cavité et par là d’améliorer l’efficacité du formage électrohydraulique. La cavité est remplie jusqu’à ce que le flan de matière 150 soit en contact avec le liquide de la cavité. On crée ensuite un vide entre le flan de matière 150 et le moule 130 à l’aide de la pompe 170.
Dans une seconde étape, illustrée par la figure 2, on déplace une paroi de la cavité, ici l’ensemble formé par le moule 130 et le flan de matière 150, vers l’intérieur de celle-ci de manière à réduire le volume de la cavité. L’utilisation d’une presse permet d’augmenter la pression de liquide dans la cavité jusqu’à une valeur prédéterminée suffisante pour permettre un préformage hydraulique du flan de matière 150, la pression de liquide dans la cavité étant dans ce cas limitée par la force de la presse. Le rapprochement du moule 130 est stoppé grâce au système de régulation lorsque la pression de liquide prédéfinie est mesurée par le manomètre 185.
Dans une troisième étape, illustrée en référence à la figure 3, on provoque au moins une décharge électrique entre les deux électrodes 160 de manière à créer un arc électrique entre les électrodes. Puisque les deux électrodes 160 sont plongées dans un liquide, par exemple de l’eau, l’arc électrique provoque un fort gradient de température jusqu’à vaporisation de l’eau entre les électrodes 160. Cette vaporisation engendre une onde de pression, aussi appelée « onde de choc » par la suite, se propageant dans le liquide jusqu’à atteindre le flan de matière 150 à déformer. Sous l’effet de l’onde de choc, le flan de matière se déforme contre le moule comme illustré sur la figure 3. Si nécessaire, on provoque d’autres décharges électriques entre les deux électrodes 160 jusqu’à ce que le flan de matière ait la forme voulue tel qu’illustré sur la figure 4.
Dans une variante de réalisation, on réduit la pression du liquide dans la cavité avant le formage électrohydraulique. On réduit ainsi la tension nécessaire pour générer une décharge électrique entre les électrodes, qui serait plus élevée en gardant le liquide sous pression. Cette étape permet d’utiliser un générateur électrique moins coûteux et moins volumineux que celui utilisé dans l’étape décrite précédemment.
La figure 5 illustre un second mode de réalisation d’un dispositif de formage électrohydraulique 200 qui comprend, comme dans le premier mode de réalisation un bâti 210, un plateau mobile 220 d’une presse sur lequel est monté un moule 230 et un serre-flan 240 destiné à maintenir le flan de matière 250 à déformer contre le moule 230.
Le bâti 210 comporte une paroi de fond 212 et une paroi latérale 214.
Les électrodes 260 sont montées sur un socle 290 comprenant par exemple trois pieds 292 soutenant une base 294. Les électrodes 260 sont reliées de manière étanche à travers la base 294 à un générateur électrique permettant de générer de brèves impulsions de haute tension de forte puissance électrique suffisantes pour provoquer une décharge électrique entre deux électrodes 260.
Dans ce mode de réalisation, le serre-flan 240 s’étend longitudinalement dans la cavité en direction des électrodes parallèlement à la paroi latérale 214 du bâti 210 et entoure les électrodes 260. Le serre-flan 240 permet de réfléchir une partie de l’onde de choc générée suite à la décharge électrique déclenchée entre les électrodes, ce qui permet de limiter la sollicitation du bâti. En effet, si le bâti est sollicité par les ondes de choc très régulièrement, il peut se fragiliser, par exemple au niveau des soudures entre ses différentes parties s’il est réalisé en structure mécano-soudée. Ainsi, un bâti avec des parois de moindre épaisseur peut être utilisé. Le serre-flan 240 peut être monté sur un ou des vérins 242 tel qu’illustré sur la figure 4, une extrémité de chacun de ces vérins 242 étant fixée sur la paroi de fond 212 du bâti et l’autre extrémité est fixée au serre-flan 240. La pression exercée sur le flan de matière 250 par le serre-flan 240 est contrôlée par le ou les vérins 242.
Dans une variante de réalisation, le ou les vérins 242 sont des ressorts à gaz. La pression exercée sur le flan de matière est alors constante quelque soit la position du moule dans le bâti, dès lors que le moule est en contact du flan de matière. Le socle 290, et plus particulièrement sa base 294, le serreflan 240 et le flan de matière 250 définissent une cavité destinée à être remplie par un liquide, par exemple de l’eau.
Un circuit de pompage associé à une pompe 280 permet de remplir la cavité de liquide. Une telle cavité présente l’avantage de pouvoir être remplie de manière optimisée avec un plus petit volume de liquide par rapport au dispositif décrit dans le premier mode de réalisation.
En outre, la cavité est rendue étanche par l’ajout de moyens d’étanchéité, par exemple au moins un joint torique 295, par exemple entre la paroi latérale de la base 294 du socle 290 et la paroi interne du serre-flan 240. L’étanchéité entre le serre-flan 240 et le flan de matière à déformer 250 est réalisée à l’aide d’un joint torique 296 compris dans la partie supérieure du serre-flan 240 et à l’aide d’un joint torique 297 compris dans la partie inférieure du moule, par exemple. Le joint torique 296 permet d’assurer l’étanchéité entre le flan de matière 250 et le serre-flan 240 et le joint torique 297permet d’assurer l’étanchéité entre le flan de matière 250 et le moule 230.
Comme décrit précédemment, la pompe à vide 270 est utilisée pour faire le vide dans l’espace entre le moule 230 et le flan de matière 250 et éventuellement aussi pour créer une dépression dans la cavité étanche lors du remplissage ou de la mise à niveau de celle-ci.
Comme décrit précédemment, la mise sous pression du liquide dans la cavité est effectuée avec le dispositif décrit ci-dessus en rapprochant le moule 230 des électrodes 260. Le manomètre 282 est utilisé pour mesurer la pression à l’intérieur de la cavité et le système de régulation est utilisé pour commander l’arrêt de la paroi mobile de la cavité, lorsque la pression mesurée dans la cavité est suffisante pour permettre un formage hydraulique du flan de matière 250 par application d’une pression quasi-statique suffisante.
Les différentes étapes du procédé de formage électrohydraulique sont semblables à celles décrites en référence aux figures 1 à 4. En revanche, le flan de matière n’est plus maintenu contre le moule à l’aide d’un serre-flan vissé sur le moule. Dans ce mode de réalisation, le flan de matière 250 à déformer est déposé sur le serre-flan 240 puis le moule 230 est descendu pour venir s’appuyer sur le flan de matière 250 et le serre-flan 240. La pression exercée sur le flan de matière 250 par le serre-flan 240 peut être contrôlée par le ou les vérins 242, par exemple des ressorts à gaz.
On notera que dans les modes de réalisation décrits ci-dessus, on déplace une paroi de la cavité constituée par le flan de matière, l’ensemble formé par le flan de matière et le moule étant monté sur le plateau mobile d’une presse.
Dans d’autres modes de réalisation, on pourrait déplacer à l’aide d’une presse une paroi de la cavité supportant les au moins deux électrodes.
La figure 6 illustre un mode de réalisation dans lequel la partie de la paroi de la cavité supportant au moins deux électrodes est montée mobile.
Le dispositif de formage électrohydraulique 300 comprend un bâti 310, un moule 230 monté sur un premier plateau mobile 320 d’une presse et un serre-flan 340 destiné à maintenir le flan de matière 350 à déformer contre le moule 230.
Le bâti 310 comporte une paroi de fond 312 et une paroi latérale 314. La paroi de fond 312 comprend une paroi mobile 316 supportant au moins deux électrodes 360 et une paroi fixe 318. La paroi mobile 316 est montée sur un deuxième plateau 322 de la presse. Le serre-flan 340 repose sur la partie de la paroi de fond 312 qui n’est pas mobile, c’est-à-dire sur la paroi fixe 318. Le serre-flan 340 est fixe et se trouve dans la cavité formée par le serre-flan 340, la paroi mobile 316 du bâti 310 supportant les électrodes 360 et le flan de matière 350 à déformer.
La cavité est rendue étanche par l’ajout de moyens d’étanchéité, par exemple un joint torique 395 compris dans la paroi latérale de paroi mobile 316, un joint torique 396 compris dans la partie du serre-flan 340 en contact avec le flan de matière 350 et un joint 397 compris dans la partie du moule 330 en contact avec le flan de matière 350. Le joint torique 395 permet de réaliser l’étanchéité entre la paroi mobile 316 supportant les électrodes 360 et le serreflan 240 et éventuellement la paroi fixe 318 de la paroi de fond 312 du bâti 310. Le joint torique 396 permet de réaliser l’étanchéité entre le flan de matière 350 et le moule 330 et le joint torique 397 permet de réaliser l’étanchéité entre le flan de matière 350 et le serre-flan 340.
Le déplacement de la paroi mobile 316 permet de mettre sous pression le liquide de la cavité formée par le serre-flan 340, la paroi mobile 316 du bâti 310 supportant les électrodes 360 et le flan de matière 350 à déformer. La pression exercée sur le flan de matière 350 est réglée à l’aide de la pression exercée par le plateau 320 de la presse lorsque le moule 330 est en contact avec le flan de matière 350.
Comme dans les modes de réalisation décrits précédemment, le dispositif de formage électrohydraulique comprend un circuit de pompage associé à une pompe 380, un manomètre 382 et une pompe à vide 370 tel que décrit précédemment. II peut également comporter une vanne associée à un pressostat 384.
Le plateau de la presse apte à fournir une pression supérieure à celle de l’autre plateau est monté préférentiellement sur la paroi mobile 316 supportant les électrodes 360. En effet, la force à fournir pour mettre sous pression le liquide dans la cavité est souvent supérieure à celle que l’on souhaite exercer sur le flan de matière.
On notera que, lorsqu’une presse à double effet est utilisée, le plateau apte à fournir la force la plus élevée est le plateau supérieur.
La paroi mobile 316 supportant les électrodes 316 est alors au-dessus et le moule 330 en dessous du flan de matière à déformer 350 comme illustré sur la figure 6.
Les différentes étapes d’un procédé de formage électrohydraulique comportant un préformage hydraulique avec le dispositif décrit en référence à la figure 6 sont décrites ci-dessous.
Dans une première étape, on place le flan de matière 350 à déformer sur le moule 330 et on rapproche le moule 330 du bâti 310 jusqu’à ce que le flan de matière soit maintenu entre le serre-flan 340 et le moule 330 avec la pression voulue. Ensuite, on remplit la cavité formée en partie par le bâti à l’aide de la pompe 380 tout en créant également de manière avantageuse une dépression dans la cavité à l’aide de la pompe à vide 370. Lorsque la paroi mobile 316 supportant les électrodes 316 est au-dessus du flan de matière 350 à déformer, le liquide de la cavité est en contact avec le flan de matière 350 dès que la pompe 380 est actionnée pour remplir la cavité. La cavité est dans ce cas remplie jusqu’à ce que la paroi 316 supportant les électrodes 360 soit en contact avec le liquide de la cavité. On crée ensuite un vide entre le flan de matière 350 et le moule 330 à l’aide de la pompe à vide 370.
Dans une seconde étape, on déplace la paroi mobile 316 de la cavité supportant les électrodes vers l’intérieur de la cavité de manière à réduire le volume de la cavité. La force exercée sur la paroi mobile 316 permet d’augmenter la pression de liquide dans la cavité jusqu’à une valeur prédéterminée suffisante pour permettre un préformage hydraulique du flan de matière 350. Le rapprochement de la paroi mobile 316 est stoppé grâce au système de régulation lorsque la pression de liquide prédéfinie est mesurée par le manomètre 385.
Dans une troisième étape, on provoque au moins une décharge électrique entre les deux électrodes 360 de manière à créer un arc électrique entre les électrodes et une « onde de choc » se propageant dans le liquide jusqu’à atteindre le flan de matière 350 à déformer. Sous l’effet de l’onde de choc, le flan de matière se déforme contre le moule. Si nécessaire, on provoque d’autres décharges électriques entre les deux électrodes 360 jusqu’à ce que le flan de matière ait la forme voulue.
Comme décrit précédemment, il est possible de réduire la pression du liquide dans la cavité à l’aide d’une vanne associée à un pressostat 184 avant le formage électrohydraulique.
On notera que, dans les modes de réalisation décrits ici, on déplace une paroi de la cavité constituée par le flan de matière ou une paroi supportant les électrodes. On pourrait par ailleurs également déplacer tout ou partie d’une paroi autre que celles supportant les électrodes ou formées par le flan de matière. Dans ce cas, la paroi n’est pas montée sur une presse mais constitue la paroi mobile d’un piston, la cavité formant alors l’un des compartiments du piston.
Les diverses formes de réalisation d’un dispositif d’électrohydroformage et les procédés de formage décrits ci-dessus permettent de mettre le liquide de la cavité sous pression plus rapidement qu’en utilisant une pompe pressurisée dont le débit est limité. On évite aussi d’avoir à reremplir la cuve avec du liquide pressurisé entre chaque cycle de formage d’une pièce. On gagne ainsi en temps de cycle. Par ailleurs, les équipements à utiliser sont moins complexes car il ne faut pas générer d’eau sous pression.
La présente invention ne se limite pas aux différentes formes de 5 réalisation décrites et illustrées et aux variantes évoquées mais elle concerne également les formes de réalisation à la portée de l’homme du métier dans le cadre des revendications ci-après.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de formage électrohydraulique d’un flan de matière (150 ; 250 ; 350) dans lequel
    -on place un flan de matière (150 ; 250 ; 350) à déformer entre un moule (130 ; 230 ; 330) et un serre-flan (140 ; 240 ; 340),
    - on remplit de liquide une cavité étanche dans laquelle se trouvent au moins deux électrodes (160; 260; 360) jusqu’à un niveau de liquide prédéterminé,
    - on met en contact le flan de matière (150 ; 250 ; 350) avec le liquide de la cavité,
    -on réalise un préformage hydraulique du flan de matière (150 ; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant poussé vers le moule (130 ; 230 ; 330) par le liquide de la cavité sous pression, subissant ainsi une première déformation,
    -on réalise un formage électrohydraulique du flan de matière (150; 250 ; 350), le flan de matière (150 ; 250 ; 350) étant plaqué contre le moule (130; 230; 330) par au moins une onde de pression générée par une décharge électrique entre au moins deux électrodes (160; 260; 360), subissant ainsi une deuxième déformation, caractérisé en ce que le liquide de la cavité est mis sous pression pour le préformage hydraulique en déplaçant tout ou partie d’une des parois de la cavité.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l’on crée un vide entre le flan de matière (150 ; 250 ; 350) et le moule (130 ; 230 ; 330) après la mise en contact du flan de matière (150 ; 250 ; 350) avec le liquide de la cavité.
  3. 3. Procédé selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le liquide de la cavité est mis sous pression en déplaçant l’ensemble formé par le moule (130 ; 230 ; 330) et le flan de matière (150 ; 250 ; 350) vers l’intérieur de la cavité.
  4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l’ensemble formé par le moule (130 ; 230 ; 330) et le flan de matière (150 ; 250 ; 350) est déplacé tandis que les électrodes (160 ; 260 ; 360) sont fixes.
  5. 5. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) d’un flan de matière (150 ; 250 ; 350) comprenant :
    -un bâti (120 ; 220 ; 320),
    - une cavité étanche apte à être remplie par un liquide et dont l’une des parois est constituée par le flan de matière (150 ; 250 ; 350),
    - au moins deux électrodes (160 ; 260 ; 360) placées dans la cavité,
    - un moule (130 ; 230 ; 330),
    -un serre-flan (140; 240; 340) apte à maintenir le flan de matière (150 ; 250 ; 350) contre le moule (130 ; 230 ; 330), caractérisé en ce que
    - la cavité comprend au moins une paroi mobile, et
    - le déplacement de la paroi mobile est apte à mettre le liquide de la cavité sous une pression suffisante pour générer une déformation du flan de matière (150 ; 250 ; 350) contre le moule (130 ; 230 ; 330).
  6. 6. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu’il comprend une pompe à vide (170; 270 ; 370).
  7. 7. Dispositif de formage électrohydraulique (100 ; 200 ; 300) selon l’une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ce que la cavité est formée au moins en partie par le bâti (120 ; 220 ; 320).
  8. 8. Dispositif de formage électrohydraulique (200) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les au moins deux électrodes (260) sont portées par un socle (290) reposant sur une paroi de fond (212) du bâti (210).
  9. 9. Dispositif de formage électrohydraulique (200 ; 300) selon l’une des revendications 5 à 8, caractérisé en ce que le serre-flan (240 ; 340) s’étend longitudinalement dans la cavité en direction des électrodes (260 ; 360) et entoure préférentiellement au moins en partie les électrodes (260 ; 360).
  10. 10. Dispositif (100 ; 200 ; 300) selon l’une des revendications 5 à 9, caractérisé en ce que l’ensemble formé par le moule (130 ; 230 ; 330) et le flan de matière (150 ; 250 ; 350) est monté sur un premier plateau (120 ; 220 ; 320) mobile d’une presse.
  11. 11. Dispositif (300) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le bâti (310) comprend une paroi mobile (316) supportant les au moins deux électrodes (360) montée sur un second plateau (322) mobile d’une presse, le second plateau (322) de la presse étant préférentiellement apte à fournir une pression supérieure à celle pouvant être fournie par le premier plateau (320) de la presse.
  12. 12. Dispositif de formage électrohydraulique (300) selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bâti (310) comprend une partie qui n’est pas mobile (318) sur laquelle repose le serre-flan (340).
  13. 13. Dispositif de formage électrohydraulique (200) selon l’une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le serre-flan (240) est monté sur au moins un vérin (242), une première extrémité de chaque vérin (242) étant fixée sur la paroi de fond (212) du bâti (210), une seconde extrémité de chaque vérin (242) étant fixée au serre-flan (240).
    180
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