Brevet FR2694898A1 — publié le 19940225

Procédé et dispositif d'insertion de flans dans des outils d'emboutissa Qe L'invention concerne un procédé d'emboutissage profond de pièces en tôle à partir de flans, dans un outil d'emboutissage susceptible d'être entraîné pour effectuer une course dans une presse composée d'un outil supérieur et d'un outil inférieur, procédé dans lequel un flan est prélevé d'un support et posé, en une position définie, lorsque l'outil d'emboutissage est ouvert, sur une face d'appui de l'outil inférieur, l'outil d'emboutissage étant fermé sous l'effet d'une force et la pièce de tôle emboutie étant ensuite prélevée de l'outil d'emboutissage de nouveau ouvert, et un dispositif d'insertion de flans dans des outils d'emboutissage, les outils d'emboutissage contenant une matrice un poinçon d'emboutissage et un cadre d'emboutissage, et la partie supérieure de l'outil d'emboutissage pouvant être entraînée pour effectuer une course, l'outil d'emboutissage contenant en outre des faces d'appui, respectivement dont l'une est associée à l'outil supérieur et l'autre la face d'appui inférieure est associée à l'outil inférieur de l'outil d'emboutissage profond, et les surfaces d'appui enserrant conjointement le flan pendant l'étirage, avec en outre un introducteur de flan, présentant un bras de travail, pouvant être commandé par un programme, avec un manipulateur monté à son extrémité extérieure, contenant plusieurs organes d'adhérence pouvant être commandés, disposés à distance mutuelle les uns des autres, se présentant sous la forme de ventouses ou d'électroaimants pour supporter ou déposer un flan, procédé et dispositif tels que les deux sont connus par exemple par le DE-OS 40 02 324. Ce DE-OS 40 02 324 décrit seulement un manipulateur de saisie pourvue de plusieurs ventouses pouvant être commandées, en vue de prélever des flans en tôle, plans ayant été huilés, depuis une pile de flans, puis d'insérer les flans prélevés dans un outil d'emboutissage profond Du fait du huilage des flans pour améliorer leur capacité de glissement et d'emboutissage profond, en règle générale, ceux-ci adhèrent dans certains cas les uns aux autres dans la pile, de sorte que des problèmes peuvent se poser lorsqu'il faut procéder à un prélèvement individuel Au moyen de' ressorts de pression disposés centralement et intégrés à l'organe de prise, dans le manipulateur de prise connu, le flan à prélever est d'abord pressé dans la zone centrale alors qu'il est encore sur la pile de plaque, puis n'est soulevé que dans la zone d'angle, là ou sont disposées les ventouses, afin d'assurer une désolidarisation et une individualisation sûre des flans Bien que l'outil d'emboutissage profond afférent ne soit pas non plus représenté respectivement décrit en détail dans le document cité, on peut supposer qu'est connu une coopération d'un tel dispositif de prélèvement et d'individualisation avec une presse à emboutissage profond et l'outil d'emboutissage y ayant été monté Dans le dispositif connu est désavantageux le fait que le flan à insérer, ayant été saisi, est pressé obligatoirement sous une forme présentant une flèche, du fait de l'action des ressorts de pression, cette forme pouvant changer élastiquement de façon incontrôlée après transfert du flan à l'outil d'emboutissage profond, faisant que l'on ne peut assurer la reproductibilité précise, avec une position définie, de l'insertion des flans dans l'outil d'emboutissage profond Ceci vaut d'autant plus pour des outils d'emboutissage profond pour lesquels du fait de la pièce emboutie on est en présence de faces d'appui compliquées sur le cadre d'appui La conséquence d'une dépose imprécise des flans dans l'outil d'emboutissage profond et/ou de manque de contrôle des mouvements propre du flan, pendant la durée s'écoulant entre le relâchement de la part du manipulateur de saisie de prise et la fermeture de l'outil, peut entraîner une mauvaise qualité d'emboutissage profond et, dans un cas extrême, un rebut. Le but de l'invention est d'améliorer le procédé d'emboutissage profond servant de base au préambule et le dispositif d'insertion servant de base au préambule pour des flans, afin en particulier d'obtenir néanmoins une qualité élevée constante de la pièce d'emboutissage profond, dans le cas particulier ou les faces d'appui de l'outil d'emboutissage profond sont compliquées, et d'éviter des rebuts imputable à un déplacement éventuel du flan à l'intérieur de l'outil d'emboutissage en cours de fermeture. Ce problème est résolu, pour le procédé d'emboutissage profond servant de base au préambule, par le fait que le flan est préformé, avant ou lors de la pose sur la face d'appui, pour prendre une configuration s'approchant de la forme de la face d'appui, et assuré ou fixé dans cet état, par son poids propre et/ou au moyen d'organes d'adhérence ou de maintien intégrés à l'outil, sur la face d'appui inférieure jusqu'à la fermeture de l'outil d'emboutissage, et, pour le dispositif d'insertion servant de base au préambule selon l'invention, par le fait que Le manipulateur est réalisé sous la forme d'un palonnier de saisie à plusieurs bras, à l'aide duquel le flan supporté peut être déformé de façon définie, pendant le transport depuis le lieu de stockage à l'outil d'emboutissage, et peut être adapté à la forme des faces d'appui, respectivement, notamment du fait des caractéristiques suivantes -Les bras du palonnier de saisie sont fixés pivotants sur un corps central et peuvent être placés en une position de base par rapport à ce corps, les organes d'adhésions sont articulés pivotants (articulation à l'extrémité extérieure des bras, la longueur active des bras distance entre l'articulation située du côté du corps et organe d'adhérence peut en outre être modifiée et faire l'objet d'une commande correspondante. Du f ait de préformage à peu près élastique à la forme de la face d'appui, du flan supporté, opéré déjà avant l'insertion, ce flan peut être inséré rapidement et de façon sûre, même en cas de face d'appui compliquée, et être fixé de façon sûre sur la face d'appui inférieure, à l'aide des moyens d'adhérence y étant intégrés, de sorte que le flan inséré à l'état préformé ne peut plus "sauter" avant la fermeture complète de l'outil d'emboutissage Les flans insérés ne peuvent effectuer, du fait de leur fixation au moyen d'organes d'adhérence, aucun mouvement propre incontrôlé Le flan est contrôlé entre les deux faces d'appui des outils inférieur et supérieur et enserré d'une façon précise et reproductible Par suite, dans le cas de l'insertion du flan selon l'invention on obtient une qualité d'emboutissage profond constamment élevée et l'on évite les rebuts imputables à un éventuel déplacement du flan à l'intérieur de l'outil d'emboutissage en cours de fermeture. Des modes de réalisations avantageux de l'invention peuvent être trouvés dans les sous-revendications Pour le reste, linvention est décrite ci-après à l'aide d'un exemple de réalisation représenté dans le dessin, dans lequel: La figure 1 la figure 2 la figure 3 la figure 4 représente une première forme de réalisation d'un manipulateur de prise pouvant être commandé, lors de la prise d'un flan, représente le préformage du flan au moyen du manipulateur de prise pouvant être commandé, selon la figure 1, après le prélèvement, représente la pose du flan préformé sur le cadre d'appui inférieur d'un outil d'emboutissage profond d'une presse à simple action, avec un dispositif d'emboutissage placé dans la table de presse, représente la fermeture de l'outil d'emboutissage profond, le flan étant fixé au moyen d'organes d'adhérence intégrés dans le cadre d'appui inférieur, dans un état de préformage assurant un appui parfait, la représentation concernant un outil d'emboutissage profond pour une presse à simple action, la figure 5 représente la fermeture d'un outil d'emboutissage profond pour une presse à double action, le flan étant également fixé, à l'état de préformage dans lequel il est inséré, sur le cadre d'appui fixe inférieur et la figure 6 représente un autre exemple de réalisation d'un manipulateur de prise pouvant être commandé, montrant les composants. Sur les figures 3 et 4, d'une part, et sur la figure 5, d'autre part, sont représentés deux outils d'emboutissage profond 1, respectivement 1 ', différents, associés chacun à des types de presses différentes, la présente invention pouvant être mise en oeuvre pour les deux types d'outils, respectivement de presses. Dans le cas de l'outil d'emboutissage 1 représenté sur les figures 3 et 4, pour des presses à simple action, l'outil inférieur 7 est réalisé en plusieurs parties avec un poinçon d'emboutissage 3 et un cadre d'emboutissage 21 entourant celui-ci, guidé mobile en direction verticale par rapport à lui Le cadre d'emboutissage 21 est soutenu séparément, par l'intermédiaire de boulons de pression 24 situés du côté d'un dispositif d'emboutissage, disposé dans la table de presse et non représenté Le poinçon d'emboutissage 3 contient en face supérieure la forme correspondant à la pièce à emboutir souhaitée, alors que, par contre, la matrice de montée dans l'outil supérieur monobloc contient le négatif de la forme de la pièce emboutie La face d'appui inférieure 5, sur laquelle est posée le flan, est d'une configuration dépendant de la forme souhaitée de la pièce emboutie, en se basant sur l'expérience La face d'appui 4, située en regard de la partie d'outil supérieure, est d'une configuration équidistante par rapport à la face d'appui 5 Pendant l'emboutissage profond, le flan est enserré entre les deux faces d'appui 4 et 5, de sorte que la tôle peut être étirée sans formation de pli et du fait d'un glissement défini depuis l'interstice situé entre les faces de serrage sans se déchirer, par le poinçon d'emboutissage 3 pénétrant dans la matrice 2. L'outil d'emboutissage 1 ' représenté sur la figure 5 est prévu pour des presses d'emboutissage à double action. Ici, l'outil supérieur 6 est réalisé en plusieurs parties, avec un poinçon d'emboutissage 3 ', et un cadre d'emboutissage supérieur 21 ', entourant le poinçon d'emboutissage 3 ', est guidé mobile en direction verticale, les deux parties pouvant être chacune entraînées pour effectuer une course, par l'intermédiaire d'un entraînement séparé de celui la presse, non représenté cependant Le poinçon d'emboutissage 3 ' contient en face inférieure la forme correspondant à la pièce emboutie souhaitée, alors que, par contre, la matrice 2 ' montée dans l'outil inférieure 7 ', qui est ici monobloc, contient le négatif de la forme d'emboutissage profond Également dans le cas de l'outil d'emboutissage de la figure 5, des faces d'appui inférieure et supérieure 5 ', respectivement 4 ', constituant des négatifs, sont placées dans les deux parties d'outils 6 ', respectivement 7 ', entre lesquelles le flan peut être enserré pendant l'emboutissage profond. Lors de l'emboutissage de pièces de tôle, on insère usuellement un flan 8 dans l'outil d'emboutissage 1, respectivement 1 ', ouvert A cette fin, le flan est prélevé depuis un support plan, dans l'exemple de réalisation représenté prélevé d'une pile de flans 13, sur laquelle les flans sont prêts, en une position définie, et posé, lorsque l'outil d'emboutissage 1, respectivement 1 ', est ouvert, en une position définie, sur les faces d'appui 5, respectivement 5 ', de l'outil inférieur 7, respectivement 7 ' L'outil d'emboutissage est alors fermé sous l'action d'une force, puis le flan est formé, pour donner la pièce d'emboutissage souhaitée, cette pièce d'emboutissage, étant ensuite prélevée de l'outil d'emboutissage, qui a été de nouveau ouvert Pour obtenir également une qualité constamment élevée d'emboutissage profond, en cas de faces d'appui 4/5, respectivement 4 '/5 ', compliquées de l'outil d'emboutissage profond et pour pouvoir éviter des rebuts imputables à un déplacement éventuel du flan à l'intérieur de l'outil d'emboutissage en cours de fermeture, le flan 8 est préformé avant la pose sur la face d'appui inférieure 5, respectivement 5 ', pour prendre une configuration s'approchant à peu près de sa forme, il est placé dans cet état sur la face d'appui inférieure et fixé, au moyen d'organes d'adhérence intégrés à cet endroit, jusqu'à la fermeture de l'outil d'emboutissage 1, respectivement 1 '. Selon la configuration de ces organes d'adhérence ou de maintien, cette fixation du flan peut s'effectuer de différentes manières Par exemple, il est pensable que les organes de maintien pouvant être commandés, disposés dans la face d'appui inférieure, soient réalisés sous forme de crochets pivotants, saisissant avec ajustement de forme le bord du flan, en disparaissant au moins largement sous la surface de la face d'appui lorsqu'ils sont à l'état rétracté par pivotement Le flan, qui a obligatoirement épousé la forme de la face d'appui inférieure, peut être fixé également au moyen de ventouses 22, ou d'électroaimants 23, agissant mécaniquement sur la surface du flan et insérés dans la face d'appui inférieure 5, respectivement 5 '. Dans le cas d'un chargement automatisé ou mécanisé de la presse, on utilise un introducteur de flans mécanique qui présente un bras de travail 9, pouvant être commandé par programme avec un manipulateur de prise montée mobile à son extrémité extérieure, contenant plusieurs organes d'adhérence 10 pouvant être commandés, disposés à distance mutuelle les uns des autres, se présentant par exemple sous la forme de ventouses, ou des électroaimants, pour supporter, respectivement déposer le flan 8 Pour opérer un préformage automatique mécanisé du flan, après son prélèvement du support de préparation qui est de préférence plan, le manipulateur de prise est réalisé sous la forme d'un palonnier de saisie 12, présentant au moins trois bras. Ainsi, le flan 8 prélevé peut être préformé de façon définie pendant le transport entre le lieu de stockage et d'outils d'emboutissage 1 respectivement 1 ', et adaptée à la forme des faces d'appui 5 respectivement 5 ' Notamment, dans le cas des palonniers de saisie représentés dans les exemples de réalisation, il est prévu un total de trois bras 15, dont chacun est associés à un côté de bordure du flan et l'un étant associé au centre du flan. Les bras extérieurs 15 du palonnier de saisie sont fixés pivotant, par l'intermédiaire du articulation 16, sur un corps central 18 et, dans l'exemple de réalisation représenté sur les figures 1 à 3, à l'état non chargé, ils sont maintenus de façon à s'opposer à un rabattement vers le bas imputable à la pesanteur, chaque fois au moyen de la force d'un ressort 20, dans une position de base par rapport à ce corps Dans l'exemple de réalisation de palonnier de saisie 12 ' représenté sur la figure 6, cette fonction est assumée au moyen de vérins 20 ' à action de commande hydraulique Le bras de palonnier associé au centre du flan est, dans les deux exemples représentés, fixé indéplaçable sur le corps central 18, respectivement 18 ', ce qui n'est possible que dans le cas d'un montage relativement simple du flan, lorsque le préformage est à peu près symétrique Dans le cas ou le flan doit être introduit dans un état ou le préformage est fortement asymétrique, le bras central du palonnier devrait également être articulé de façon déplaçable sur le corps central et, également, être relié pivotant à l'organe d'adhérence afférent Les organes d'adhérences 10 sont articulés pivotant dans l'espace, à l'extrémité extérieure des bras, par l'intermédiaire d'une articulation sphérique 17 La longueur active des bras peut en outre être modifiée c'est-à-dire que la distance A, respectivement a, entre l'articulation 16 située du côté du corps et l'organe d'adhérence 10 peut être modifiée et commandée dans ce but, ce qui est provoqué, dans le cas des exemples de réalisation représentés, par une réalisation télescopique des bras à la façon de groupes à pistons/cylindres Tant la fonction du guidage télescopique des parties mobiles d'un bras 15, qu'également l'entraînement en déplacement à cette fin, peuvent être provoqués au moyen d'un vérin 19 à fluide, de préférence commandé hydrauliquement, par l'intermédiaire duquel on peut commander pour le bras 15 chaque fois une longueur pouvant être prédéterminée avec précision Dans le cas d'un vérin pneumatique, la longueur de déploiement du piston doit chaque fois être réglée mécaniquement, cas par cas. A l'état vide du palonnier de saisie, les longueurs des bras 15 et leurs positions angulaire sont réglées par rapport à la direction de la pesanteur, de manière que les organes d'adhérence 10 montés aux extrémités inférieures sur les bras soient situés avec leurs surfaces de travail toutes dans un plan horizontal Dans le cas des palonniers de prise 12 selon les figures 1 à 3, le calage angulaire nécessaire à cette fin peut être réglé, par exemple, par précontrainte correspondante des ressorts 20; dans le cas du palonnier de saisie 12 ' de la figure 6, le calage angulaire des bras peut être commandé directement hydrauliquement Dans le cas des organes d'adhérence 10, situés dans un plan horizontal, du palonnier de saisie 12 respectivement 12 ', ils peuvent être abaissés sur le flan 8 préparé, en assurant que les organes d'adhérence des différents bras se posent en une position précise à l'intérieur de la surface du flan, aux positions ayant chaque fois été prévues Après activation des organes d'adhérence situés côté palonnier, le flan peut être soulevé du support de mise à disposition, o, pour faciliter l'individualisation, on commence par soulever d'abord seulement la ventouse individuelle d'un angle de flan, de sorte que cet angle se désolidarise de façon sûre du flan sous-jacent, alors que le flan est encore posé à plat sur la pile Après prélèvement du flan de la pile, celui-ci est placé à la préforme souhaitée, pendant le trajet allant à l'outil d'emboutissage à charger A cette fin, les bras du palonnier de saisie sont chaque fois passés à une nouvelle longueur spéciale, ayant été déterminée au préalable Par exemple, les deux bras extérieure sont allongés et le bras central est raccourci, de sorte que le flan prend une forme incurvée Dans cet état de préformage contraint, s'approchant de la forme des faces d'appui de l'outil d'emboutissage à charger, le flan est transféré sur la face d'appui inférieure 5, respectivement 5 ', de l'outil d'emboutissage ouvert Par activation des organes d'adhérence ou de maintien y étant intégrés, la forme de transfert du flan y est assurée jusqu'à la fermeture de l'outil d'emboutissage Après désactivation des organes d'adhérence situés côté palonnier, le palonnier de saisie peut être éloigné de la zone de l'outil d'emboutissage et le processus d'emboutissage peut commencer Dans de nombreux cas de courbures relativement simple de la face d'appui, on peut, le cas échéant, se suffire du poids propre du flan pour avoir une sécurité empêchant le glissement de l'appui, convenant pour obtenir des résultats d'emboutissage reproductibles précisément et parfaits Et notamment, ce sont là des formes d'appui que ne prend pas le flan lors de la dépose, notamment de lui même du fait de son seul poids propre, respectivement les formes d'appui dans lesquels il ne "tombe" pas du fait de son poids propre, qui sont cependant conservées sans problème, après la dépose, du fait de l'action de la pesanteur, lorsque le flan à d'abord été incurvé artificiellement dans cette forme d'appui. L'avantage de l'insertion à l'état préformé du flan réside dans le fait que l'on peut éviter des déplacements propres incontrôlés du flan à l'intérieur de l'outil d'emboutissage en cours de fermeture et que l'on peut assurer constamment un positionnement exact optimal à l'intérieur On peut éliminer de ce fait des diminutions de qualité des pièces embouties, voire même des rebuts leurs étant imputables. il REVENDICATIONS -1 Procédé d'emboutissage de pièces en tôle à partir de flans, dans un outil d'emboutissage ( 1, 1 ') susceptible d'être entraîné pour effectuer une course dans une presse composée d'un outil supérieur et d'un outil inférieur ( 6, 6 ', 7, 7 '), procédé dans lequel un flan ( 8) est prélevé d'un support et posé, en une position définie, lorsque l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') est ouvert, sur une face d'appui ( 5, 5 ') de l'outil inférieur ( 7, 7 '), l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') étant fermé sous l'effet d'une force et la pièce de tôle emboutie étant ensuite prélevée de l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') de nouveau ouvert, caractérisé en ce que le flan ( 8) est préformé, avant ou lors de la pose sur la face d'appui ( 5, 5 '), pour prendre une configuration s'approchant de la forme de la face d'appui ( 5, 5 '), et assuré ou fixé dans cet état, par son poids propre et/ou au moyen d'organes d'adhérence ou de maintien ( 22, 23) intégrés à l'outil, sur la face d'appui inférieure ( 5, 5 ') jusqu'à la fermeture de l'outil d'emboutissage ( 1, 1 '). 2 Dispositif d'insertion de flans ( 8) dans des outils d'emboutissage ( 1, 1 '), les outils d'emboutissage ( 1, 1 ') contenant une matrice ( 2, 2 ') un poinçon d'emboutissage ( 3, 3 ') et un cadre d'emboutissage ( 21, 21 '), et la partie supérieure ( 6, 6 ') de l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') pouvant être entraînée pour effectuer une course, l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') contenant en outre des faces d'appui ( 4, 4 '), respectivement ( 5, 5 ') dont l'une est associée à l'outil supérieur ( 6, 6 ') et l'autre la face d'appui inférieure ( 5, 5 ') est associée à l'outil inférieur ( 7, 7 ') de l'outil d'emboutissage profond ( 1, 1 '), et les surfaces d'appui enserrant conjointement le flan ( 8) pendant l'étirage, avec en outre un introducteur de flan, présentant un bras de travail ( 9), pouvant être commandé par un programme, avec un manipulateur monté à son extrémité extérieure, contenant plusieurs organes d'adhérence ( 10) pouvant être commandés, disposés à distance mutuelle les uns des autres, se présentant sous la forme de ventouses ou d'électroaimants pour supporter ou déposer un flan ( 8), pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé par la conjonction des caractéristiques suivantes: Le manipulateur est réalisé sous la forme d'un palonnier de saisie ( 12, 12 ') à plusieurs bras, à l'aide duquel le flan ( 8) supporté peut être déformé de façon définie, pendant le transport depuis le lieu de stockage ( 13, 14) à l'outil d'emboutissage ( 1, 1 '), et peut être adapté à la forme des faces d'appui ( 4, 4 '), respectivement ( 5, 5 '), notamment du fait des caractéristiques suivantes: Les bras ( 15) du palonnier de saisie ( 12, 12 ') sont fixés pivotants (articulation 16) sur un corps central ( 18, 18 ') et peuvent être placés en une position de base par rapport à ce corps, les organes d'adhésions ( 10) sont articulés pivotants (articulation 17) à l'extrémité extérieure des bras ( 15), la longueur active des bras ( 15) distance (A, a) entre l'articulation située du côté du corps (articulation 16) et organe d'adhérence ( 10) peut en outre être modifiée et faire l'objet d'une commande correspondante. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'en plusieurs endroits de la face d'appui inférieure ( 5, 5 ') de l'outil d'emboutissage ( 1, 1 ') sont intégrés noyés des organes d'adhérence ou de maintien, pouvant être commandés en vue de fixer un flan ( 8) préformé, ayant été inséré et appliqué par le palonnier de saisie ( 12, 12 ') 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bras ( 15) du palonnier de saisie ( 12, 12 ') sont de conception télescopique en vue de permettre la modification de la longueur. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bras ( 15) du palonnier de saisie ( 12 ') peuvent être commandés pour prendre des positions angulaires déterminées (vérin hydraulique 20 ') 6 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes d'adhérence pouvant être commandés, disposés noyés dans la face d'appui inférieure ( 5, 5 '), sont réalisés sous forme de ventouses ( 22) ou d'électroaimants ( 23) agissant mécaniquement sur la surface du flan 7 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les organes de maintien pouvant être commandés, disposés noyés dans la face d'appui inférieure ( 5, 5 ') sont réalisés sous forme de crochets pivotant, saisissant le bord du flan avec ajustement de forme.