Brevet FR2625454A1 — publié le 19890707

I "Outil à suivre pour presse d'emboutissage" La présente invention se rapporte à un outil à suivre pour presse d'emboutissage. La réalisation en série d'emboutis très profonds, de profondeur supérieur ou égale à 1,5 fois le diamètre, est effectuée généralement à l'aide d'une presse à transfert. Il s'agit d'une-presse spécialement conçue pour assurer le transfert, à chaque remontée du coulisseau de la presse, de chaque embouti au poste suivant. Une presse de ce type est très onéreuse en raison de sa complexité, et elle ne permet en outre de traiter qu'une seule rangée de pièces à la fois. Un autre mode de travail consiste à utiliser une presse simple, beaucoup moins onéreuse, qui est munie d'outils à suivre aptes à réaliser les phases successives d'emboutissage. Dans ce cas, les emboutis sont formés en une ou plusieurs rangées parallèles à partir d'une bande métallique qui est alimentée selon l'axe de la machine. Dans ce cas, c'est la bande elle-même qui supporte les emboutis, et qui, en avançant progressivement, sert d'organe de transfert d'un poste au suivant. Ce mode de travail, plus onéreux, est malheureusement inapplicable pour la réalisation d'emboutis très profonds, tels que ci-dessus désignés, car les pièces, qui ne sont tenues que par de minces brins métalliques sur la bande, ont tendance à se placer en travers. L'invention, qui vise à remédier à cet inconvénient, a pour objet un outil à suivre qui permette la réalisation d'emboutis très profonds, tout en utilisant une presse ordinaire et une alimentation constituée par une bande métallique. Cet outil à suivre est du type comportant, de manière connue en soi et pour chaque poste unitaire d'emboutissage, un poinçon porté par la semelle supérieure de l'outil, elle-même fixée au coulisseau de la presse, et comportant aussi une semelle inférieure, fixée sur la table de la presse, qui porte une plaque porte-matrices, chaque orifice vertical d'emboutissage comportant un piston vertical poussé de bas en haut par un dispositif de répulsion élastique, tel qu'un vérin. Cet outil est équipé de deux moyens supplémentaires: - des moyens de soutien de la bande métallique placés, d'une part et dans le sens transversal, de part et d'autre de chaque pré-embouti lorsque celui-ci est à l'aplomb du poinçon et de l'orifice d'emboutissage de la matrice correspondante, et d'autre part sous le fond de ce pré-embouti dans cette position, ces trois moyens de soutien étant faiblement repoussés élastiquement de bas en haut et étant escamotables verticalement par une pression exercée du haut en bas; et - des moyens d'appui vertical sur la bande, de centrage du pré-embouti, et d'extraction de l'embouti lors de la remontée du poinçon, ces moyens étant constitués par une plaque rigide horizontale, qui est libre de se mouvoir verticalement entre deux butées tout en étant repoussée élasti- quement vers le haut, cette plaque rigide étant placée entre ladite bande et la semelle supérieure de l'outil et portant un organe d'appui vertical élastique contre la semelle supérieure qui est repoussé très fortement de bas en haut, cette même plaque rigide comportant en outre, pour chaque poste d'emboutissage, un tube vertical de centrage dirigé vers le bas et apte à être traversé, en coulissement étroit, par le poinçon lors de la descente de celui-ci, et à venir s'encastrer étroitement, lorsque cette plaque rigide descend sous la pression de la semelle sur ledit organe d'appui, dans ledit pré-embouti, et cette plaque rigide comportant enfin des protubérances verticales dirigées vers le bas et aptes à venir en appui sur chacun desdits moyens de soutien de la bande placés de part et d'autre des pré-emboutis. Conformément à une caractéristique avantageuse, cet outil à suivre est en outre tel que le corps du piston, placé dans l'orifice d'emboutissage, est creux et constitue le corps d'un vérin à simple effet alimenté par un orifice qui met en communication la chambre de ce vérin avec l'espace situé sous ce piston et alimenté en fluide comprimé, l'extrémité libre de la tige de ce vérin portant le moyen de soutien du fond du pré-embouti. Préférentiellement, les moyens de soutien de la bande, disposés de part et d'autre du pré-embouti, sont constitués par des barrettes horizontales et longitudinales qui sont montées à l'extrémité libre des tiges verticales de vérins, ménagés dans le corps de la semelle inférieure. Avantageusement dans ce cas la plaque porte-matrices est pourvue de saignées longitudinales aptes à servir de logements pour les barrettes lorsqu'elles sont en position basse. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, au cours de la description suivante d'un exemple non limitatif de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: Figure 1 est une vue en coupe transversale partielle, de cet outil à suivre; sur cette figure, le coulisseau de la presse est en position haute Figure 2 est une vue similaire à la figure 1, mais montrant la phase de la descente du coulisseau qui précède l'emboutissage Figure 3 montre de la même façon la phase suivante et finale de la descente du coulisseau, phase pendant laquelle a lieu l'emboutissage proprement dit; et Figure 4 montre pareillement la remontée du coulisseau, avec extraction de l'embouti. En se reportant tout d'abord à la figure 1, cet outil à suivre pour presse comporte une semelle supérieure 1, fixée au coulisseau de la presse (non représenté), et une semelle inférieure 2, fixée sur la table de la presse (également non représentée). La semelle I porte une pluralité de poinçons 3, dont un poinçon par poste élémentaire d'emboutissage. Il y a par exemple, pour chaque poste d'emboutissage, trois poinçons identiques alignés dans le sens transversal. Sur la semelle inférieure 2 est fixée une plaque 4 porte-matrices 5. Comme il se doit, chaque matrice 5 est placée à l'aplomb vertical du poinçon associé 3, afin de coopérer avec celui-ci, lors de la descente du coulisseau, pour réaliser l'emboutissage. La bande métallique 6 à emboutir est alimentée pas à pas longitudinalement, c'est-à-dire d'avant en arrière sur le dessin. La figure I montre un poste d'emboutissage qui n'est pas le premier poste, de sorte que c'est un "pré-embouti" 7, en forme de coupelle, qui est présenté sur ce poste, à l'aplomb vertical du poinçon 3. A l'aplomb vertical de chaque poinçon 3, la semelle 2 et la plaque 4 sont traversées par un orifice vertical borgne d'emboutissage 8 qui est, de manière très classique, de diamètre légèrement supérieur à celui du poinçon 3. Cet orifice 8 contient, toujours de manière connue en soi, un piston 9 à coulissement vertical qui est repoussé élastiquement vers le haut au moyen d'une pression d'air appliquée par une conduite 10, à la partie inférieure 11 du trou borgne 8 (l'ensemble 8 à 10 est en fait un vérin pneumatique). Selon une première caractéristique de l'invention, le piston 9 est creux et il constitue le corps d'un vérin pneumatique à simple effet, alimenté en air comprimé par un orifice inférieur 12 mettant en communi- cation la chambre 13 de ce vérin avec l'espace 11 prédéfini. Ce vérin comporte un piston 14 et une tige 15, dont l'extrémité libre porte un disque horizontal 16 sur lequel vient reposer le fond du pré-embouti 7, comme on le voit sur la figure 1. A noter qu'avec ces dispositions, la pression exercée de bas en haut sur le piston 14 est assez faible. Le disque horizontal 16 sert donc de moyen de support du pré-embouti 7. Afin d'assurer le soutien parfait de la bande 6, il est prévu d'autres organes d'appui élastiques, un de part et d'autre de chaque pré-embouti 7. Dans l'exemple représenté, ces autres organes d'appui sont constitués par deux barrettes longitudinales horizontales 17,18, montées à l'extrémité libre des tiges verticales 19,20 de deux vérins pneumatiques 21,22 qui sont ménagés comme représenté dans le corps de la semelle inférieure 2. Les chambres 23,24 de ces vérins 21,22 sont alimentées, sous relativement faible pression, en air comprimé par l'intermédiaire de conduites 25 et 26. Deux saignées longitudinales 27 et 28 sont prévues dans la plaque 4 pour recevoir les barrettes 17 et 18 lorsqu'elles sont en position basse, avec les tiges 19 et 20 rentrées dans les chambres 23,24 des vérins 21 et 22. Dans le cas o la bande 6 comporte trois rangées longitudinales et parallèles, d'emboutis et pré-emboutis 7, l'outil comporte quatre barrettes de support 17 et 18. Plus généralement, pour n rangées de préemboutis 7, il y aura n + I barrettes de support 17,18. on une autre caractéristique de l'invention, cet outil comporte une ngitudinale horizontale 29, rigide et épaisse, de largeur sensi- blemernt egale ou légèrement supérieure à celle de la bande 6, cette plaque étant libre de se mouvoir verticalement entre une butée inférieure 30, constituée par une protubérance 33 de la plaque 4, et une butée supérieure 31 qui est constituée par un disque porté par une colonnette verticale 32 fixée dans la protubérance 33. La plaque 29 est percée d'un orifice 34 de passage de la colonnette 32. Il y a en fait plusieurs colonnettes 32 qui sont réparties sur la ?5 plaque 4 de manière à guider en coulissement vertical la plaque 29, le soutien élastique de celle-ci étant assuré par des ressorts hélicoïdaux 35 qui entourent chaque colonnette de guidage 32 et qui tendent à repousser la plaque 29 vers le haut. :a plaque rigide 29, qui est placée entre la bande 6 et la semelle supérieurt 1, porte un vérin pneumatique vertical 36 qui est alimenté sous pression d'air par une conduite 37. Le piston 38 de ce vérin est donc repoussé vers le haut, et c'est sur l'extrémité libre de sa tige 39 que vient appuyer la semelle supérieure I pour faire descendre la plaque 29 quand le coulisseau de la presse amorce lui-même sa descente. Pour chaque poste unitaire d'emboutissage (par "poste unitaire d'emboutissage", on entend le poste élémentaire d'emboutissage constitué par un poinçon 3 et une matrice 5 déterminés), la plaque rigide 29 comporte un tube centreur vertical et cylindrique 40, dirigé vers le bas et dont la longueur, relativement faible, est légèrement supérieure à la profondeur du pré-ernbouti 7. Ce tube 40 est placé à l'aplomb vertical du pré-embouti 7, dans lequel il est apte à pénétrer pour assurer son centrage, et il doit aussi livrer passage au poinçon 3 lors de son mouvement vertical. Ce tube centreur est donc de diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre intérieur du pré-embouti 7, au jeu près apte à permettre son coulissement dans ce pré-embouti 7, et son diamètre intérieur est sensiblement égal au diamètre du poinçon cylindrique 3, ici encore au jeu près apte à permettre le coulissement de ce poinçon dans ce tube 40. De part et d'autre, dans le sens transversal, de chaque tube centreur 40, la plaque 29 est équipée de protubérances 41,42, qui sont dirigées vers le bas et qui sont à l'aplomb vertical des barrettes de support 17 et 18. Ces protubérances 41,42 sont de longueur sensiblement égale à légèrement supérieure à celle du tube centreur 40, et elles sont destinées à presser sur les disques 17,18 pour les entraîner dans le mouvement de descente communiqué, par le coulisseau de la presse, à la semelle supérieure 1 et, par l'intermédiaire du vérin d'appui 36, à la plaque rigide 29. Le fonctionnement de cet outil sera maintenant de: à l'aide des figures I à 4. Partant de la position haute de la figure 1, le coulisseau de la presse amorce sa descente en entraînant la semelle I dans le sens de la flèche F. Cette semelle 1 vient presser sur l'extrémité libre de la tige 39 du vérin 36, mais cette tige ne s'enfonce pas, car la pression exercée de bas en haut sur le piston 38 est très supérieure à celle exercée de bas en haut sur la plaque 29 par l'ensemble des ressorts 35. Ces ressorts 35 s'affaissent donc et la plaque 29 descend avec la semelle 1 et le poinçon 3. Dans son mouvement de descente, la plaque 29 entraîne, lorsque les protubérances 41,42 sont arrivées en appui sur les barrettes 17 et 18, les tiges 19 et 20 des vérins 21 et 22, de sorte que la bande descend également en entraînant par ailleurs la descente concomitante du disque 16, du fait que la pression exercée sur le piston 14 est assez faible. La figure 2 montre la position obtenue pour les divers éléments lorsque la plaque 29 est parvenue en appui sur la butée inférieure 30: les tiges 15,19 et 20 des trois vérins 8,21 et 22 sont rentrées au maximum, c'est-àdire que les disques de support 17 et 18 sont rentrés dans les logements 27 et 28, tandis que le disque de support 16 est en appui sur la face supérieure, alors légèrement rentrée, du piston 9. Le tube centreur 40 est, à ce stade, entré jusqu'au fond du pré-embouti 7. A partir de la position de la figure 2, la plaque 29 ne peut plus descendre. Comme le coulisseau, et donc la semelle 1, continue sa course descendante, la semelle I enfonce la tige 39 dans le corps du vérin 36, tandis que le poinçon 3 pénètre, comme représenté figure 3, dans la matrice 5 en réalisant l'emboutissage de la pièce 7, qu'elle rétrécit en diamètre et augmente en longueur. Au cours de ce mouvement, le piston 9 du vérin 8 est pressé vers le bas, et il suit le mouvement de descente du poinçon 3. La position de la figure 3 correspond sensiblement au point mort bas du coulisseau. La phase de remontée du coulisseau est schématisée figure 4. Les emboutis 7 enserrent tous très étroitement les poinçons 3, de sorte que la bande 6 remonte avec le poinçon 3, entraînant avec elle les tubes centreurs 40 et donc la plaque rigide 29. Cette dernière arrive alors en appui contre ses butées supérieures de fin de course 31 (position de la figure 4), ce qui stoppe son ascension. Le poinçon 3 continuant sa remontée, les tubes 40 jouent le rôle d'extracteurs pour les emboutis 7, de sorte que les poinçons sortent des emboutis 7, alors que les barrettes d'appui 17,18 sont revenues en position haute. Au point mort haut du coulisseau, la bande 6 est avancée d'un pas dans le sens longitudinal, de sorte que l'on est finalement ramené à la configuration de la figure 1. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à l'exemple de réali- sation qui vient d'être décrit, cet outil étant bien au contraire susceptible d'être réalisé sous de nombreuses formes équivalentes. Par exemple, les vérins 36,21 et 24 pourraient être remplacés par des ressorts de répulsion, et les ressorts 35 par un ou plusieurs vérins. REVENDICATIONS I - Outil à suivre pour presse d'emboutissage, cet outil compor- tant, pour chaque poste unitaire d'emboutissage (3,5), un poinçon (3) porté par la semelle supérieure (1) de l'outil, elle-même fixée au coulisseau de là presse, et comportant aussi une semelle inférieure (2), fixée sur la table de la presse, cette semelle inférieure portant une plaque (4) porte-matrices (5), chaque orifice vertical d'emboutissage (8) comportant un piston (9) poussé de bas en haut par un dispositif de répulsion élastique (8-10), caractérisé en ce qu'il est équipé de deux moyens complémentaires: - des moyens (16,17,18) de soutien de la bande métallique (6) placés, les premiers (16) sous le fond de chaque préembouti (7), lorsque celui-ci est à l'aplomb du poinçon (3) et de l'orifice d'emboutissage (8) de la matrice associée (5), et les seconds (17,18) de part et d'autre de ce pré-embouti (7), ces moyens (16,17,18) étant faiblement repoussés élasti- quement de bas en haut et étant escamotables verticalement par une pression exercée sur eux du haut en bas; et - des moyens (40) d'appui vertical sur la bande (6), de centrage des pré-emboutis (7), et d'extraction des emboutis lors de la remontée du poinçon (3), ces moyens étant constitués par une plaque rigide horizontale (29), qui est libre de'se déplacer verticalement entre deux butées (30,31) tout en étant repoussée élastiquement vers le haut, cette plaque rigide (29) étant placée entre ladite bande métallique (6) et la semelle supérieure (1) et portant un organe (36) d'appui vertical élastique contre la semelle supérieure (1), cet organe (36) étant très fortement repoussé de bas en haut, cette plaque rigide (29) comportant en outre, pour chaque posse unitaire d'embou- tissage (3,5), un tube vertical de centrage (40), dirigé vers le bas et apte à être traversé, en coulissement étroit, par le poinçon (3) lors de sa descente, et à venir s'encastrer étroitement, lorsque cette plaque rigide descend sous la pression de la semelle (1) sur l'organe d'appui précité (36), dans ledit pré-embouti (7), et cette plaque rigide (29) comportant enfin des protubé- rances verticales (41,42) dirigées vers le bas et aptes à venir en appui sur chacun desdits moyens (17,18) de soutien de la bande (6) qui sont placés de part et d'autre des pré-emboutis (7). 2 - Outil à suivre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du piston (9), placé dans l'orifice d'emboutissage (8), est creux et constitue le corps d'un vérin à simple effet alimenté par un orifice 12 qui met en communication la chambre (13) de ce vérin avec l'espace (11) situé sous ce piston et alimenté en fluide comprimé, l'extrémité libre de la tige (15) de ce vérin portant lesdits premiers moyens de soutien (16). 3 - Outil à suivre selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits seconds moyens de soutien (17,18) sont constitués par des barrettes horizontales et longitudinales qui sont montées à l'extrémité libre des tiges verticales (19,20) de vérins (21,22) ménagés dans le corps de la semelle inférieure (2). - Outil à suivre selon la revendication 3, caractérisé en ce que la pla. porte-matrices (4) est pourvue de saignées longitudinales (27,28) aptes à servir de logements pour les barrettes (17,18) lorsqu'elles sont en position basse.