Brevet FR2302155A1 — publié le 19760924

La présente invention est du domaine du travail des matières telles que métaux par emboutissage et elle a pour objet des moyens nouveaux dits de contrepression pour exercer une force sur les serre-flans des machines d'emboutissage. On rappelle qu'une machine d'emboutissage, notamment de pièces de tôles dites flans, incorpore généralement des outils tels que poinçon, matrice et serre-flan, ces deux derniers pouvant être mobiles par rapport au premier, un moyen de puissance tel que verin hydraulique, exeentrique ou autre pour appliquer la matrice contre le painçon et déformer le flan, et un moyen de contre-pression pour appliquer le serre-flan contre la périphérie de la matrice en pinçant entre ces deux outils la partie périphérique du flan ; cette dernière fonction conditionne l'emboutissage correct du flan en permettant un glissement du flan entre le serreflan et le bord de la matrice ; ce glissement ne doit être ni trop important car il y aurait formation de plis sur le flan embouti, ni trop faible car une partie prépondérante de la déformation du flan proviendrait de ltétirement de la matière avec risque de rupture, bien entendu la force de pincement appliquée par le moyen de contre-pression doit être déterminée en fonction des caractéristiques du flan, des déformations, etc. Les moyens traditionnels de contre-pression pour le pincement consistent en des ressorts assez forts et pré-tendus agissant sur le serre-flan ; un premier inconvénient, en relation avec la statique du système de cette forme de réalisation, réside dans le fait que la force antagoniste exercée par les ressorts varie au fur et à mesure de leur compression sous l'action du moyen de puissance1 donc par conséquent que l'effort de p-inôement varie au cours de ltopération d'emboutissage ; un second inconvénient, en relation avec la dynamique du système, réside dans l'inertie liée à la masse même des ressorts et à la rapidité souhaitable de l'opération d'emboutissage. En vue d'éviter le premier inconvéient on a proposé de remplacer les ressorts par des verins hydrauliques ou pneumatiques alimentés sous pression constante; ainsi l'effort de pincement ne varie plus au cours du déplacement du serre-flan ; cependant l'avantage ainsi acquis sur le plan statique est pratiquement reperdu sur le plan dynamique car les éléments de verins, que ce soit le cylindre ou le piston qui ait été choisi comme partie mobile, sont toujours des éléments relativement massifs (emplacement des joints, portées de guidage, etc). Le remplacement des ressorts par des vérins s'est soldé en pratique par une diminution des rebuts pour déchirement mais n'a pas entraîné une augmentation des cadences d'emboutissage. Par ailleurs l'usure rapide des joints entraîne un entretien dont le coût n'est pas négligeable. L'objectif de la présente invention est d'exercer sur le serre-flan une force aussi constante que possible au cours de tous les stades de l'emboutissage, cette force pouvant être facilement réglable ; cet objectif est atteint en utilisant un moyen de contre-pression à pression constante de fluide tel qu'hydraulique ou pneumatique, le dit moyen présentant dans ses parties mobiles une masse aussi faible que possible ; un tel moyen peut être une enceinte perméable au fluide sous pression, conformée en une ou plusieurs parties constituant ses parois, l'une au moins de ces parties constituant une paroi déformable, la dite paroi déformable pouvant être constituée d'une matière élastique telle qu'élastomère , acier mince) ou d'une matière simplement souple (telle que textile imperméabilisé) ; toujours selon l'invention, la dite enceinte peut agir sur le serre-flan par l'intermédiaire d'un flasque (plateau, disque, couronne ou toute autre pièce rigide) relativement léger et peu déformable dont la fonction et de collecter l'effort développé par la menbrane et de le répercuter sur le serre-flan par l'intermédiaire de moyens de guidage ; il doit être aussi compris que ce flasque peut être relativement léger puisque sa structure nta pour seul objet que son indéformabilité. Selon des formes particulières de réalisation de l'invention l'enceinte à paroi déformable peut être soit une simple vessie, sensiblement sphérique, soit une capacité à paroi rigide fermée par une membrane déformable ladite membrane pouvant être une feuille d'acier élastique à ondulations circulaires, une feuille d'élastomère , une feuille d'un combiné textile-élastomère ou tout autre matériau propre à constituer une membrane légère et résistante. Selon une forme particulière préférée d'exécution de l'invention, l'enceinte à paroi déformable est un dispositif connu sous le nom de verin souple utilisé notamment pour la suspens ion des véhicules lourds. La présente invention sera mieux comprise, et des détails relevant également de l'invention apparaîtront, à la description qui va être faite de formes particulières de réalisation en relation avec les figures des planches annexées dans lesquelles La Fig 1 est une élévation schématique en coupe dune presse emboutisseuse incorporant un moyen de contre-pression selon l'in- vention constitué par une simple vessie. La Fig 2 est une élévation schématique partielle de la même avec comme moyen de contre-pression selon l'invertion une capacité à membrane. La Fig 3 est une élévation en coupe d'une forme particulière préférée d'exécution de l'invention incorporant un verin souple comme moyen de contre-pression. r Sur la Fig 1, une presse d'emboutissage de type assez courant comprend dans sa généralité des parties fixes représentées en hachures fortes s'élevant de la gauche vers la droite de la figure, et des parties mobiles représentées en hachures fines s'abais- sant de la gauche vers la droite de la figure ; les parties fixes comprennent un bâti 1, un tablier 2 et un poinçon 3 ; les parties mobiles comprennent des moyens de puissance 4 tels que verin hydraulique, une matrice 5 solidaire des dits moyens de puissance, un serre-flan 6 (pièce en forme de couronne par exemple) et des moyens de contre-pression désignés par 7 dans leur ensemble pour presser à pression constante le serre-flan 6 contre un rebord 8 de la matrice lors de l'emboutissage, par l'intermédiaire des colonnes guidées 9 ; sur la figure, un flan 1 0 est disposé sur le serre-flan 6, prêt à être embouti ; les moyens de contre-préssion 7 comprennent principalement une vessie 11 initialement sphérique, un plateau répartiteur d'effort 12 et une tubulure 13 d'admission ou d-'iévaeuation d'un fluide remplissant l'intérieur 14 de l'enceinte Lorsque la matrice 5 est abaissée pour venir coiffer le poinçon 3, son rebord inférieur 8 rencontre d'abord le flan 10 qui repose sur le serre-flan ; le pincement du flan entre le bord 8 et le serre-flan résulte de la pression antagoniste exercée par les moyens de contre-pression 7s, cette pression s'exerce de façon immédiate et constante à la force d'inertie près des éléments mobiles situés sous le flan ; ces éléments mobiles sont le serreflan, ses supports et la partie mobile des moyens de contre-pression il est alors important de noter que bien que le serre-flan luimême et ses supports n'aient pas été modifiés par l'invention, pour des raisons propres de la technologie de l'emboutissage, une réduction importante de la masse des autres éléments, par rapport à la masse des moyens de contre-pression classiques (ressort, verin à piston), a été obtenue par l'utilisation des moyens de contrepression selon l'invention. En effet, il y a lieu de comparer par exemple la masse d'un plateau tel que 12 qui peut être très léger (structure à rainure, alliage léger) et de la partie supérieure de la vessie à la masse d'un piston de verin pneumatique de section équivalente. Sur la Fig 2 un moyen de contre-pression de l'invention est constitué par une enceinte dont une partie de la paroi est rigide et est constituée par une cuvette 20, et dont une autre partie est déformable et est constituée par une membrane 21 qui obture la cuvette, cette membrane peut supporter un plateau répartiteur d'effort 22 ; un ajutage 23 relie le volume intérieur de la cuvette à une source de fluide sous pression constante non représentée sur les figures. Sur la Fig 3, des pièces mobiles et des pièces fixès d'une emboutisseuse du même type que l'emboutisseuse de la Fig 1 ont été représentées avec les mêmes conventions ; sur la moitié gauche de la figure les parties mobiles sont représentées en position haute tandis que sur la moitié droite elles sont représentées en position basse (fin de course des moyens de puissance). Un serre-flan 30, ses colonnes-support telles que gi, une pièce intermédiaire de guidage 32, un poinçon 33 et son support 34 sont des éléments classiques rencontrés sur un tablier 35 d'une emboutisseuse de ce type ; un organe de contre-pression dit verin souple est constitué par exemple par un soufflet en caoutchouc synthétique à deux anneaux 35 et 36 ; dans le cas de la figure où l'on a voulu une cheminée 37 pour permettre la chute sous la machine d'une partie découpée dans la pièce emboutie au moment de ltembou- tissage (raison d'être de l'évidement axial 38 du poinçon) ; on a donc refermé les extrémités supérieures et inférieures du verin souple par les plateaux supérieur 39 et inférieur 40 ; un tube 41 est soudé dans un évidement axial du plateau supérieur tandis qu'un coulissement étanche du tube 41 dans un évidement axial du plateau inférieur est obtenu par un joint 42. Le soufflet de caoutchouc constitue ainsi la partie déformable de la paroi d'une enceinte refermée par ses autres parois que sont le tube 41 et les plateaux 39 et 40. On notera que le résultat obtenu par la cheminée 37, à savoir le libre passage à travers l'enceinte de l'invention, est obtenu de façon identique si cette enceinte est de forme torique (telle que chambre à air d'automobile). On notera enfin que si la diminution de l'inertie des éléments mobiles d'une emboutisseuse est un résultat premier important procuré par les moyens de contre-pression de l'invention en ce qui concerne la fonction, d'autres résultats non moins importants sont apportés au regard de l'économie réalisée à savoir qu'un verin souple tel que celui de la forme préférée d'exécution a un coût nettement plus bas qu'un verin classique,. qu'il peut être monté sur ltemboutisseuse très facilement et qu'il ne néces- site pratiquement pas d'entretien. REVEN# ICAT IONS 1. Machine pour l'emboutissage notamment de pièces de tôles dites flans, incorporant des outils tel que poinçon, matrice et serre-flan, ces deux derniers pouvant être mobiles par rapport au premier, un moyen de puissance tel que verin hydraulique, excentrique ou autre pour appliquer la matrice contre le poinçon et déformer la pièce, et des moyens de contre-pression pour presser le serre-flan contre la matrice de façon à serrer la partie périphérique des flans tout en permettant son glissement entre le serre-flan et la matrice, caractérisée - en ce que les dits moyens de contre-pression sont constitués par une enceinte à paroi déformable, pour contenir un fluide sous pression, ce qui autorise une faible inertie du dit moyen de contre-pression et de ce fait permet ltemboutissage de flans plus minces, au profil plus accentué et à cadence plus élevée 2.Machine selon la revendication 1, caractérisée - en ce que la dite enceinte à paroi déformable transmet son effort au serre-flan par l'intermédiaire d'au mcins un plateau du flasque 3. Machine selon la revendication 2, caractérisée - en ce que la dite enceinte à paroi déformable ainsi que son flasque au moins sont les éléments d'organes connus sous le nom de "verin souple", l'utilisation de tels verins comme moyen d'action sur des serre-flans d'emboutisseuse constituant une application nouvelle de ces verins 4. Machine selon la revendication 1, caractérisée - par des moyens de communication entre le volume intérieur de la dite enceinte à paroi déformable et une source de fluide à pression constante 5. Machine selon la revendication 2, caractérisée - en ce que la dite enceinte à paroi déformable est une vessie sensiblement sphérique 6. Machine selon la revendication 2, caractérisée - en ce que la dite enceinte est une chambre torique ce qui permet le passage d'une cheminée centrale.