Brevet FR2673127A1 — publié le 19920828

Procédé d'emboutissage d'une pièce en double U à partir d'une tôle plane, et dispositif de mise en oeuvre comportant des lames mobiles. La présente invention concerne un procédé d'emboutissage d'une pièce ayant une forme en double U, cette pièce pouvant être par exemple la partie centrale d'une traverse de direction d'un véhicule automobile. Elle concerne également un dispositif d'emboutissage permettant la mise en oeuvre de ce procédé. Un procédé connu consiste à effectuer le premier U sur une première presse à l'aide d'un outil approprié, et le deuxième U par reprise sur une deuxième presse. Ce procédé présente un inconvénient important dans la mesure où il entraîne de nombreuses manipulations. Un autre procedé connu consiste à effectuer le premier et le deuxième U sur une même presse à l'aide d'un seul dispositif ou outil, ce dispositif effectuant d'abord le premier U à l'aide d'un fond de matrice et d'un poinçon, puis ensuite le deuxième U à l'aide d'une matrice mobile par rapport au fond de matrice et s'appuyant sur un serre-flan mobile. L'inconvénient principal d'un tel procédé réside dans le fait que le premier U est effectué en une seule opération au cours de laquelle la tôle passe d'une forme plane à une forme en U. Lors de la plongée du fond de matrice dans le poinçon, la tôle travaille en extension entre les deux rayons du poinçon (comme le montre la figure 1) et plus de 30 à 50% des capacités de déformation de la tôle sont utilisés dès les 2/3 de l'emboutissage de ce premier U. En outre, la tôle n'est pas en appui sur le haut du poinçon et le fond du U ainsi obtenu (qui correspond au haut du poinçon) présente un défaut de planéité important. La présente invention a pour but d'éliminer ces inconvénients en réalisant sur une seule presse le premier U puis le deuxième U, le premier U étant obtenu en deux opérations distinctes, la première consistant à maintenir la tôle en appui sur le haut du poinçon, et la deuxième à plier la tôle le long des flans du poinçon. La partie haute du dispositif d'emboutissage reliée à la partie mobile de la presse comporte alors trois parties mobiles l'une par rapport à l'autre. La présente invention a pour objet un procédé d'emboutissage d'une pièce en double U à partir d'une tôle plane, consistant à effectuer sur une même presse et à l'aide d'un seul dispositif d'emboutissage, le premier U puis le deuxième U. Selon l'invention, le procédé consiste à maintenir la partie centrale de la pièce en appui, sur la tête du poinçon, pendant toute la durée de l'opération d'emboutissage du premier U. Selon une caractéristique de l'invention, on maintient le premier U en appui sur le poinçon pendant toute la durée de l'opération d'emboutissage du deuxième U. Selon une autre caractéristique de l'invention, on remonte toutes les parties mobiles du dispositif d'emboutissage en même temps afin d'éviter un contre-emboutissage. La présente invention a également pour objet un dispositif d'emboutissage d'une pièce en double U à partir d'une tôle plane, comportant en partie basse, reliée à la partie fixe de la presse, un poinçon fixe et un serre-flan mobile poussé en permanence en direction de la partie haute par des moyens élastiques, et en partie haute, reliée à la partie mobile de la presse, une matrice mobile solidaire d'un coulisseau et un pousseur mobile poussé en permanence en direction de la partie basse par des moyens élastiques. Selon l'invention, la partie haute de ce dispositif comporte des lames mobiles logées entre la matrice et le pousseur et ayant leurs propres moyens élastiques. Selon une autre caractéristique de l'invention, le pousseur comporte des encoches coopérant chacune avec un ergot interne d'une lame mobile, la lame étant ainsi mobile par rapport au pousseur entre deux positions extrêmes. Dans la position extrême supérieure des lames, la face inférieure des lames est dans le même plan horizontal que la face inférieure du pousseur. Selon une autre caractéristique, la matrice comporte des encoches coopérant chacune avec un ergot externe d'une lame mobile, la lame étant ainsi mobile par rapport à la matrice entre deux positions extrêmes. Dans la position extrême inférieure des lames, la face inférieure des lames est dans le même plan horizontal que la face inférieure de la matrice. Selon encore une autre caractéristique, le pousseur est relié mécaniquement à une chandelle, une cale étant introduite à la fin de l'opération d'emboutissage, entre la chandelle et le serre-flan, afin d'éviter le contre-emboutissage. il est décrit ci-après, à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés, un dispositif d'emboutissage selon l'art antérieur et un dispositif d'emboutissage selon l'invention. La figure 1 montre un dispositif d'emboutissage de l'art antérieur; les figures 2, 3 et 4 montrent un dispositif d'emboutissage selon l'invention; la figure 2 montre le début de l'opération d'emboutissage du premier U; la figure 3 montre la fin de l'opération d'emboutissage du premier U; et la figure 4 montre la fin de l'opération d'emboutissage du deuxième U. Dans la figure 1 montrant l'art antérieur, le dispositif d'emboutissage, monté sur une presse et effectuant à lui-seul les deux U successivement, comporte, en partie basse, un poinçon fixe 1, un serre-flan 2 coulissant le long du poinçon et poussé en permanence en direction de la partie haute par des moyens élastiques non représentés et en partie haute une matrice 3 et un fond de matrice 4. La tôle 5 est posée sur la partie basse et après descente de toute la partie haute du dispositif, due au déplacement du coulisseau de la presse, la tôle est serrée sur sa périphérie entre la matrice et le serre-flan.Lors de la formation du premier U, qui correspond à une descente du serre-flan 2 de la matrice 3 et du fond de matrice 4, le poinçon 1 restant fixe, la tôle travaille en extension entre les deux arrondis du poinçon et elle n'est pas tenue en appui sur la partie centrale et supérieure du poinçon comme le montre sa position représentée en trait interrompu. Dans la figure 2, le dispositif de l'invention comporte aussi en partie basse un poinçon fixe 1, un serre-flan 2 coulissant le long du poinçon et poussé en permanence en direction de la partie haute par des moyens élastiques tels que des ressorts 6,7, et en partie haute une matrice 3 manoeuvrée par le coulisseau de la presse. Ce dispositif comporte en outre, en partie haute, un pousseur 8 poussé en permanence en direction de la partie basse par des moyens élastiques tels qu'un vérin à gaz 9, par exemple, et des lames mobiles 10 poussées en permanence en direction de la partie basse par des moyens élastiques tels que des ressorts 11, par exemple. Ces lames 10 comportent chacune au moins un ergot interne 12 logé chacun dans une encoche 13 du pousseur 8, et au moins un ergot externe 14 logés chacun dans une encoche 15 de la matrice 3. Cette figure 2 montre la tôle serrée en son centre entre le poinçon et le pousseur et à sa périphérie entre le serre-flan et la matrice. Dans la figure 3 qui correspond à la fin de l'opération d'emboutissage du premier U, on remarque que le poinçon et le e pousseur sont restés immobiles pendant toute cette opération, tandis que la tôle est pliée par la descente simultanée de la matrice, des lames et du serre-flan qui maintient la périphérie de la tôle en position horizontale. La profondeur h1 du premier U correspond, au jeu près, à la course hl des lames mobiles. Dans la figure 4 qui correspond à la fin de l'opération d'emboutissage du deuxième U, le poinçon, le pousseur et les lames sont restés immobiles, tandis que la tôle est de nouveau pliée par la descente de la matrice et du serre-flan. La hauteur h2 du deuxième U correspond, au jeu près, à la course h2 de la matrice. Dans cette figure 4, ainsi d'ailleurs que dans les figures 2 et 3, est représentée une chandelle 16 solidaire du pousseur 8. Cette chandelle est représentée en trait interrompu car elle n'est pas dans le plan de la figure. Cette chandelle est placée dans l'axe d'un orifice 17 du serreflan et elle est logée dans cet orifice dans la position représentée en figure 2, mais dans la position en figure 4 elle est dégagée de l'orifice, ce qui permet d'introduire une cale 18, à l'aide d'un vérin 19 par exemple, entre cette chandelle 16 et la surface supérieure du serreflan. La remontée de la matrice entraînée par le coulisseau, va permettre la remontée du serre-flan 2 sous l'action de ses ressorts 6,7 et le serre-flan va lui-même pousser la chandelle qui va alors remonter le pousseur 8.Les ergots 12 en appui au fond des encoches 13, provoquent la remontée des lames mobiles. Le serre-flan, la matrice, le pousseur et les lames mobiles remontent simultanément, ce qui évite le contre-emboutissage de la pièce. Un tel dispositif fonctionne de la manière suivante - la tôle est mise en place sur le poinçon et le serre-flan; - la partie haute du dispositif est alors approchée de la partie basse, suite à la descente de la partie mobile de la presse et jusqu'à atteindre la position représentée en figure 2, le presseur 8 maintenant la tôle sur le poinçon; - la descente du coulisseau de la presse entraîne la matrice 3 qui, elle-même, pousse le serre-flan 2, les lames 10 étant alors poussées par leurs propres ressorts 11; - à la fin de cette opération (qui correspond à la figure 3), la matrice continue à descendre en poussant le serre-flan jusqu'à atteindre la cote h2 prévue, ce qui correspond à la figure 4; - la cale 18 est introduite par le vérin 19; ; - la remontée du coulisseau de la presse entraîne la remontée de la matrice, du serre-flan, du pousseur et des lames, comme cela a été expliqué précédemment, jusqu'à ce que le serre-flan atteigne sa position de la figure 2. La partie haute du dispositif (matrice, lames, pousseur) continue à monter et ce n'est qu'en-haut de la course du coulisseau que la matrice, les lames et le pousseur retrouvent leur position respective de la figure 2. La pièce emboutie est alors terminée et une autre tôle plane peut alors être mise en place, en appui sur la partie basse du dispositif. REVENDICATIONS 1. Procédé d'emboutissage d'une pièce (5) en double U, à partir d'une tôle plane, consistant à effectuer sur un seul dispositif d'emboutissage, le premier U puis le deuxième U, caractérisé en ce qu'on maintient la partie centrale de la pièce (5) en appui pendant toute la durée de l'opération d'emboutissage du premier U. 2. Procédé d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient le premier U en appui pendant toute la durée de l'opération d'emboutissage du deuxième U. 3. Procédé d'emboutissage selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on remonte toutes les parties mobiles du dispositif d'emboutissage en même temps, afin d'éviter un contre-emboutissage. 4. Dispositif d'emboutissage d'une pièce en double U à partir d'une tôle plane (5), comportant en partie basse un poinçon fixe (1) et un serre-flan (2) mobile poussés en permanence en direction de la partie haute par des moyens élastiques (6,7), et en partie haute, une matrice (3) mobile solidaire d'un coulisseau, et un pousseur (8) mobile poussé en permanence en direction de la partie basse par des moyens élastiques (9), caractérisé en ce que la partie haute comporte des lames mobiles (10) logées entre la matrice et le pousseur et ayant leurs propres moyens élastiques (11). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le pousseur (8) comporte des encoches (13) coopérant chacune avec un ergot interne (12) d'une lame mobile, la lame étant ainsi mobile par rapport au pousseur entre deux positions extrêmes. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que, dans la position extrême supérieure des lames, la face inférieure des lames est dans le même plan horizontal que la face inférieure du pousseur. 7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que la matrice comporte des encoches (15) coopérant chacune avec un ergot (14) externe d'une lame mobile, la lame étant ainsi mobile par rapport à la matrice entre deux positions extrêmes. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, dans la position extrême inférieure des lames, la face inférieure des lames est dans le même plan horizontal que la face inférieure de la matrice. 9. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que le pousseur (8) est relié mécaniquement à une chandelle (16), une cale (18) étant introduite à la fin de l'opération d'emboutissage entre la chandelle et le serre-flan.