Brevet FR2274441A1 — publié le 19760109

La présente invention se rapporte à un dispositif pour le serrage de pièces plates à façonner dans une presse munie d'une matrice et d'un poinçon et comportant un cadre de serrage, continu ou éventuellement divisé, disposé sur la partie fixe du moule. Les dispositifs de serrage ou d'ablocage cons pour main- tenir une pièce plate à façonner dans une presse à compression sont en général disposés tout autour de la partie fixe du moule, qui est normalement la matrice. Ces dispositifs sont ordinairement rigides et n'autorisent aucun glissement ultérieur de la pièce au cours du façonnage. Il s'est, toutefois, révélé qu'en cas de déformation irrégulière d'une pièce plate, c'est-à-dire en cas de degrés de déformation différents dans les diverses zones de la pièce, il y a risque que des zones déterminées, du matériau subissent des contraintes excessives, c'est-à-dire s'allongent exagérément et se déchirent. La présente invention a, par conséquent, pour objet de réaliser, pour des pièces plates, par exemple en matériaux composites, en textiles, en textiles enduits de matière plastique ou de matière cellulaire etc. à façonner dans une presse, un dispositif de serrage qui assure une charge aussi régulière que ;possible de la pièce à façonner, même en cas de différents de grés de déformation. Le dispositif de serrage selon l'invention est caractérisé par le fait qu'au moins sur une partie de son pourtour, il est réalisé de façon à présenter une souplesse ou élasticité limitée, si bien qu'au début de la déformation de la pièce, celleci peut effectuer un certain glissement ultérieur à partir d'une tension de traction déterminée. Le dispositif selon l'invention, d'une part, assure le serrage de la pièce à façonner et, d'autre part, lui donne la possibilité d'effectuer un glissement ultérieur non seulement en cas de différentes déformations, mais également en cas de très fortes déformations, de sorte que tout risque d'un allongement excessif de la pièce est supprimé. À cet effet, le dispositif de serrage ou serre-flan souple ou élastique est réalisé à la manière d'un accumulateur d'énergie, par exemple au moyen d'un ressort, si bien qu'après dépassement d'une tension de traction prédéterminée intervenant au début de la déformation, la pièce plate peut glisser, la tension de traction étant déterminée, par exemple, par des contrepoids, ou des dispositifs pneumatiques, hydrauliques, mécaniques, etc.Dans le dispositif selon l'invention, la longueur de la course de glissement ultérieur est limitée et son point initial et son point final peuvent être établis à l'avance, c'est-à-dire prédéterminés. Un mode de réalisation de ltinventiDn consiste à fixer le ord de la pièce à façonner sur le cadre de serrage et à lais ser celui-ci se déplacer avec la pièce à usiner sur un parcours localement limité en direction de la partie fixe du moule. Une autre possibilité consiste à fixer le cadre de serrage rigidement sur lapirtie fixe du moule et à ne serrer définitivement la pièce à usiner sur le cadre de serrage qu'après le glissement ultérieur. Cela signifie par conséquent que la pièce à usiner est tout d'abord maintenue de façon souple sur le cadre de serrage, de sorte qu'elle peut glisser et que ce n'est que lorsque la déformation augmente au p+ f d'atteindre un degré prédéterminé que la pièce se trouve/dans une position définitive excluant toute possibilité de glissement ultérieur. Le serrage de la pièce sur le cadre de serrage peut s'effectuer soit par un mode de fixation ponctuel, par exemple au moyen de pointes métalliques dirigées vers l'extérieur, soit par un mode de fixation linéaire, par exemple au moyen de barres profilées. Selon la conception du dispositif, le cadre de serrage peut être réalisé pivotant et présenter une certaine élasticité limitée par des ressorts ou peut être monté mobile en rotation et éventuellement présenter une certaine élasticité également limitée par des ressorts. Il est, toutefois, également possible de monter le cadre de serrage lui-même rigidement et de monter le contre-appui sur la partie mobile du moule et de l'équiper de pointes métalliques pour maintenir la pièce à façonner, la fixation définitive de ladite pièce au moyen des pointes métalliques n'intervenant qu'après le glissement ultérieur nécessaire de cette dernière. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 est une coupe transversale d'une presse à mouler en position ouverte - la figure 2 représente un dispositif de serrage placé sur la partie fixe du moule - les figures 3 et 4 représentent un dispositif de serrage placé sur la partie mobile du moule - la figure 5 est une vue en plan de la partie fixe du moule munie de différents dispositifs de serrage disposés sur son pourtour - la figure 6 est une coupe transversale représentant un détail du mode de fixation de la pièce à façonner sur le cadre de serrage. La figure 1 représente schématiquement une machine ou presse à mouler en position ouverte pour recevoir la pièce à façonner. La partie fixe 1 du moule constitue en même temps le socle de la machine, tandis que la partie mobile 2 du moule est montée pivotante autour de l'axe 3. il est néammoins également possible de prévoir une amenée verticale de cette partie mobile 2. L'opération de pressage est assurée par un mécanisme de commande comportant un vérin 4 dans lequel est guidé un piston non visible, une bielle 5, une double manivelle 6, 7, un organe élastique et d'amortissement 8 et une patte de réglage 9. La partie 2 du moule est réalisée sous la forme d'un treillis Il de barres/de tubes qui exercent la pression de serrage sur la pièce à façonner. Dans l'exemple selon la figure 2, le dispositif de serrage souple ou élastique pour la pièce à façonner 10 est monté sur la partie inférieure fixe 15 du moule. La cornière de ser rage 16a est assujettie de façon élastique, avec intercalation du ressort 13, sur l'extrémité libre 14 du bras fixe 12 solidaire de la partie 15 du moule. La face supérieure de la cornière de serrage 16a est pourvue de pointes métalliques 17 orientées vers l'extérieur. La position représentée de li cornière de serrage 16a qui, en combinaison avec le bras 12, le ressort 13 et les pointes métalliques 17, forme le cadre de serrage, constitue la position initiale lors de la mise en place de la pièce à façonner 10. Après mise en place de cette dernière, on commence le pressage en enfonçant la partie mfle Il du moule dans le sens de la flèche. La pression de déformation qui, par l'intermédiaire des pointessmétalliques 17, est transmise de la pièce à façonner 10 à la cornière de serrage 162 tend Le ressort 13 et la pièce 10 suit la partie mâle 11 du moule dans la partie femelle jusqu'à ce que la cornière de serrage 16a en venant heurter le bord supérieure de la partie femelle 15 soit dans sa position finale. Avec le dispositif de serrage représenté sur la figure 2, il est possible de réaliser une mise en place et un serrage parfaits de la pièce à façonner tout en autorisant, lors de la très forte déformation qui suit, un glissement ultérieur défini de la pièce, glissement limité sur le pourtour ou localement de sorte qu'on évite un allonge ment excessif de la pièce.Le dispositif de serrage élastique est disposé différemment sur le pourtour dl moule suivant la nature de la pièce à façonner, le degré de déformation à obtenir et la qualité et l'épaisseur du matériau choisi. La longueur de la course du glissement ultérieur peut être déterminée en étalonnant en conséquence le ressort 13. il est aussi possible de fixer de façon réglable le ressort 13 à l'extrémité 14 du brase 12 de façon à l'adapter plus facilement aux différents matériaux de la pièce à façonner 10 et à obtenir les courses de glissement ultérieures nécessaires dans chaque cas. Alors que dans le dispositif de serrage selon la figure 2, le bord de la pièce à façonner 10 sst déjà fixé définitivement lors de sa mise en place, dans le dispositif de serrage selon les figures 3 et 4, il n'est fixé définitivement qu'après le glissement ultérieur. Dans le dispositif de serrage selon la figure 3, le cadre de serrage est tubulaire et solidaire de la partie inférieure fixe 15 du moule. Sur la surface d'appui, tournée vers la pièce à façonner 10, du tube 16b, sont percés des orifices 19. Sur le bord de la partie supérieure 11 du moule est montée une douille de guidage 23 qui porte également à son extrémité inférieure un contre-appui tubulaire 25 percé d'orifices 26 correspondant aux orifices 19 de l'appui tubulaire 16b.La douille 23 est montée mobile dans la partie supérieure du moule et est maintenue au moyen du ressort 24. La douille 23 renferme les pointes métalliques 20 qui sont dispo sées de façon fixe ou réglable sur la potence 21-22 elle-même solidaire de la partie supérieure du moule. Ce dispositif de serrage fonctionne de-la façon suivante : après la mise en place lâche de la pièce à façonner 10, on enfonce la partie supérieure Il du moule dans la partie inférieure 15. Peu avant que la partie supérieure 11 du moule arrive au contact de la pièce 10, le contre-appui tubulaire vient s'appliquer sur celle-ci en la serrant, c'est-à-dire en la fixant provisoirement au niveau de sa zone marginale.Lors de la déformation consécutive produite par la pénétration plus profonde de la partie supérieure Il du moule, la pièce 10 peut encore glisser entre les deux tubes 25 et 16b, et ce, jusqu'à ce que les pointes métalliques 20 traversent les orifices 26 et 19 fixant ainsi définitivement la pièce à façonner 10 dans sa zone marginale, comme cela est représenté sur la figure 4. Pendant le premier tronçon de la course où s'effectuent la rencontre des deux parties de moule et le début de la déformation de la pièce, ce dispositif de serrage assure donc une fixation souple de la pièce à façonner au moyen des tubes dont l'un est monté de façon élastique.Ce montage élastique d'une partie du dispositif de serrage permet donc de tenir compte des différentes épaisseurs du matériau à façonner et, en même temps, lorsque la pression augmente, c'est-à-dire lorsque la partie supérieure s'enfonce plus profondément et que le degré de déformation de la pièce à usiner s'accroît, d'obtenir un serrage de plus en plus rigide de la pièce à façonner jusqu'à ce que, à partir d'un degré de déformation défini et prédéterminé, la pièce soit définitivement fixée sur son bord par pénétration des pointes métalliques, interdisant ainsi tout glissement ultérieur.Suivant la nature de la déformation à effectuer, le dispositif de serrage représenté sur les figures 3 et 4 peut agir sur tout le pourtour de la pièce à usiner ou que dans des zones partielles et peut alors être combiné avec d'autres dispositifs de serrage, par exemple rigides pour les autres zones, de sorte qu'il est possible de déterminer les zones dans lesquelles la pièce doit subir un glissement ultérieur et d'en exclure les autres zones. Sur la figure 5, on a disposé sur la partie inférieure 15 du moule et tout le long de son pourtour différents dispositifs de serrage dont les uns sont élastiques et les autres rigides. Cet exemple selon la figure 5 ne représente qu'une possibilité pour équiper un moule des dispositifs de serrage selon l'invention. La référence 16c représente un dispositif de serrage rotatif avec système d'arrêt muni de pointes métalliques 17 pour suspendre la pièce à façonner. En pareil cas, 32 tige de serrage 16q est, par l'intermédiaire des leviers 28 , fixée sur les pates 29 montées sur la partie inférieure 15 du moule. Ces leviers 28 sont, en outre, raccordés par les ressorts 31 à la partie inférieure 15 du moule Après la mise en place de la pièce à façonner, on tire vers l'extérieur le levier de tension 30 dans le sens de la flèche 18, et on fixe ainsi la pièce de façon qu'elle ne puisse plus s'échapper. Les ressorts 31 assurent l'é- lasticité nécessaire.En ce qui concerne le dispositif de serrage 16d, il s'agit d'une barre d'appui fixe comportant les pointes métalliques 17 et solidaires de la partie inférieure 15 du moule. Les leviers de serrage susceptibles de basculer dans le sens de la flèche 32 servent de sécurité supplémentaire empêchant tout glissement de la pièce après la mise en place dans les pointes métalliques 17. En ce qui concerne le dispositif de serrage 16e, il s'agit en l'occurrence d'un dispositif pouvant pivoter dans le sens de la flèche 34 et qui, grâce au pivot 35 et au guidage 36, peut se déplacer élastiquement au moyen des ressorts 38 sous l'action du mouvement du vérin 37 dans le sens de la flèche 39. Au lieu d'une fixation par points au moyen des pointes métalliques 17, on peut également prévoir une fixation linéaire continue de la pièce à façonner. Cette disposition est, en particulier, à recommander en cas de matériaux très sensibles, par exemple de matériaux composites avec assises en matière cellulaire. La figure 6 représente une telle fixation linéaire qui s'apparente à une fixation linéaire plate. Â cet effet, la barre de serrage 16d comporte une entaille 42 dans laquelle la pièce à usiner 10 est maintenue au moyen de la'carre profilée 41 qui y est enfoncée par le contre-appui 40. Ce contre-appui 40 peut soit être raccordé à la partie supérieure du moule ou être rapporté et fixé mécaniquement sur la barre de serrage 16. Une fixation rigide de la pièce à façonner sur le cadre de serrage est ainsi possible, l'élasticité étant assurée par le basculement ou le glissement ultérieur du cadre de serrage. Suivant la nature et le degré de la déformation ainsi que la qualité des matériaux à façonner, on peut utiliser les différents dispositifs de serrage souples ou élastiques seuls ou combinés avec des dispositifs de serrage rigides c'est-à-dire non élastiques. REVENDlCÂTI0N# 1.- Dispositif pour le serrage de pièces plates à façonner dans une presse à mouler munie d'une matrice et d'un poinçon et comportant un cadre de serrage, continu ou éventuellement divisé, disposé sur la partie fixe du moule, caractérisé par le fait qu'au moins sur une partie de son pourtour, le dispositif de serrage est réalisé de façon à présenter une certaine souplesse ou élasticité limitée, si bien qu'au début de la déformation de la pièce, celle-ci peut effectuer un certain glissement ultérieur à partir d'une tension de traction déterminée. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la longueur de la course du glissement ultérieur est limitée. 3.- Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le glissement ultérieur de la pièce à façonner insérée dans le cache de serrage peut être déclenché, par 11 intermédiaire d'un accumulateur d'énergie, par exemple un ressort, après dépassement d'une tension de traction prédéterminée provoquée par la déformation en cours. 4.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que le bord de la pièce à façonner est fixé sur le cadre de serrage et que ce cadre de serrage avec la pièce peut se déplacer sur un parcours localement limité en direction de la partie fixe du moule. 5.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 3, caractérisé par le fait que le cadre de serrage est fixé rigidement sur la partie fixe du moule et que la pièce à usiner n'est définitivement fixée sur ce cadre de serrage qu'après son glissement ultérieur. 6.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le cadre de serrage comporte des pointes métalliques dirigées vers l'extérieur pour le serrage de la pièce. 7.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications I à 4, caractérisé par le fait que le cadre de serrage comporte une entaille continue dans laquelle la pièce à usiner est fixée au moyen d'une barre d'appui ou analogue. 8.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que le cadre de serrage ~k monté pivotant et présente une certaine élasticité limitée par des ressorts. 9.- Dispositif selon l'une quelconque des revendications n à 4, caractérisé par le fait que le cadre de serrage est monté mobile en rotation et présente éventuellement une certaine élasw ticité limitée par des ressorts. 10.- Dispositif selon la revendication 5, caractérise' par le fait que le contre-appui fixé sur la partie mobile du moule et destiné à maintenir la pièce à usiner appliquée sur le cadre de serrage comporte des orifices par lesquels passent les pointes métalliques servant à fixer la pièce à usiner sur le cadre de ser rage. 11.- Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par le fait que les pointes métalliques fixent la pièce à usiner définitivement sur le bord qu'après dépassement d'un degré de déformation prédéterminé lors de la pénétration du moule. 12.- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé par le fait que les pointes métalliques sont montées réglables sur la partie mobile du moule.