Brevet FR2689043A1 — publié le 19931001

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de liaison par emboutissage de deux flans de tôle notamment pour la réalisation d'un réservoir. La présente invention a également pour objet un réservoir de carburant pour véhicule automobile, réalisé selon ce procédé. Ce type de pièces est généralement formé de deux coquilles réalisées chacune à partir d'un flan de tôle et destinées à être assemblées entre elles. Les deux coquilles sont le plus souvent assemblées par une opération de roulage progressif des deux rebords périphériques des coquilles pour assurer la liaison de ces deux coquilles. Mais l'assemblage des deux coquilles par roulage est une opération relativement longue et qui présente des inconvénients. En effet, il se crée entre la zone roulée et la zone non roulée, des tensions qui engendrent un allongement du métal et un amincissement localisé de ce métal dans les zones déformées. Cet amincissement est dû à une concentration des déformations sur une zone limitée des deux flans de tôle au cours du roulage. Compte tenu de ces inconvénients, l'assemblage des deux flans de tôle par roulage utilisé jusqu'à présent ne permet pas l'emploi de matériaux de faible épaisseur. De plus, le roulage ne permet pas la fabrication de pièces comportant des angles vifs ouverts ou fermés notamment au niveau du plan d'assemblage des deux flans de tôle. La présente invention a notamment pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de liaison par emboutissage de deux flans de tôle formant chacun une coquille, notamment pour la réalisation d'un réservoir, chaque coquille comportant un rebord d'assemblage et une partie en relief, caractérisé en ce que, dans un premier outil - on superpose les rebords d'assemblage des deux coquilles, - on serre les rebords d'assemblage sur une zone de faible largeur, et sur le pourtour des deux coquilles, - on forme sur les parties libres des rebords d'assemblage un bord tombé et on serre l'extrémité libre du bord tombé sur une zone de faible largeur, - on forme une gorge dans une zone intermédiaire située entre les deux zones serrées des rebords d'assemblage, et dans un second outil - on serre l'extrémité libre du bord tombé en formant une marche sur ladite extrémité libre, - on réalise un pli en forme de "V" sur les rebords d'assemblage entre la gorge et la marche, - et on écrase le pli tout en maintenant serrée l'extrémité libre des rebords d'assemblage pour réaliser la liaison des deux coquilles, la gorge et la marche empêchant le fluage du métal respectivement vers l'intérieur et vers l'extérieur des deux coquilles au moment de l'écrasement dudit pli. La présente invention a également pour objet un dispositif de liaison par emboutissage de deux flans de tôle formant chacun une coquille, notamment pour la réalisation d'un réservoir, chaque coquille comportant un rebord d'assemblage et une partie en relief, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de serrage et de pliage des rebords d'assemblage des deux coquilles. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion - les moyens de serrage et de pliage des rebords d'assemblage sont formés par un premier outil comprenant, d'une part, un fond de matrice mobile destiné à coopérer avec un poinçon mobile et, d'autre part, une matrice fixe destinée à coopérer avec un serre-flan mobile pour former successivement sur lesdits rebords d'assemblage un bord tombé et une gorge, et par un second outil comprenant, d'une part, un fond de matrice fixe destiné à coopérer avec un poinçon mobile et, d'autre part, une matrice mobile destinée à coopérer avec un serre-flan mobile pour successivement former une marche sur l'extrémité libre des rebords d'assemblage et un pli en forme de "V" entre ladite marche et ladite gorge et pour écraser ledit pli, - le fond de matrice et le poinçon des deux outils comportent une empreinte de positionnement d'une coquille et de forme complémentaire à la partie en relief de ladite coquille, - la matrice fixe du premier outil repose sur une semelle inférieure et comporte une cavité de forme complémentaire au fond de matrice et dans laquelle coulisse ledit fond de matrice, - le fond de matrice mobile du premier outil est en appui sur une semelle inférieure par l'intermédiaire d'au moins un organe de régulation du déplacement dudit fond de matrice, - la face supérieure du fond de matrice mobile du premier outil comporte, au niveau de son arête externe, une encoche ménageant avec la cavité de la matrice et la face inférieure du poinçon un logement pour la formation de la gorge sur les rebords d'assemblage, - le serre-flan du premier outil comporte une cavité de forme complémentaire au poinçon dans laquelle pénètre ledit poinçon, - le poinçon du premier outil est solidaire d'une semelle supérieure mobile supportant le serre-flan coulissant sur une course déterminée par rapport audit poinçon, - la matrice mobile du second outil est en appui sur une semelle inférieure par l'intermédiaire d'au moins un organe de régulation du déplacement de ladite matrice et comporte une cavité de forme complémentaire au fond de matrice, - la face supérieure du fond de matrice fixe du second outil comporte, au niveau de son arête externe, une encoche ménageant avec la cavité de la matrice un logement pour le positionnement de la gorge formée sur les rebords d'assemblage, - le serre flan du second outil comporte une cavité de forme complémentaire au poinçon et dans laquelle pénètre ledit poinçon, - le serre-flan du second outil est relié à une semelle supérieure mobile par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue montée coulissante dans la semelle, un organe de régulation du déplacement du serreflan étant interposé entre ledit serre-flan et ladite semelle, - le poinçon du second outil est relié à la semelle supérieure par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue montée coulissante dans ladite semelle, - la face supérieure de la matrice et la face inférieure du serre-flan du second outil comportent chacune un décrochement de forme complémentaire pour la formation de la marche sur les rebords d'assemblage. La présente invention a encore pour objet un réservoir de carburant pour véhicule automobile, du type comportant deux coquilles, réalisé par le procédé précité. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig. 1 est une vue en perspective éclatée d'un réservoir, par exemple de carburant d'un véhicule automobile, - la Fig. 2 est une vue en coupe du premier outil du dispositif selon l'invention, montrant la phase de serrage des rebords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 2A est une vue de détail, à plus grande échelle, des rebords d'assemblage des deux coquilles selon la Fig. 2, - la Fig. 3 est une vue en coupe du premier outil, montrant la phase de tombage des bords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 3A est une vue de détail, à plus grande échelle, des rebords d'assemblage des deux coquilles selon la Fig. 3, - la Fig. 4 est une vue en coupe du premier outil, montrant la phase de formage de la gorge sur les rebords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 4A est une vue de détail, à plus grande échelle, des rebords d'assemblage des deux coquilles selon la Fig. 4, - la Fig. 5 est une vue en coupe du second outil du dispositif selon l'invention, montrant la phase de formage de la marche sur les rebords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 6 est une vue en coupe du second outil, montrant la phase de formage du pli sur les rebords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 6A est une vue de détail, à plus grande échelle, des rebords d'assemblage des deux coquilles selon la Fig. 6, - la Fig. 7 est une vue en coupe du second outil, montrant la phase d'écrasement du pli formé sur les rebords d'assemblage des deux coquilles, - la Fig. 7A est une vue de détail, à plus grande échelle, des rebords d'assemblage selon la Fig. 7. La Fig. 1 est une vue en perspective d'un réservoir 1 de forme quelconque, par exemple de carburant pour des véhicules automobiles. Ce réservoir 1 comprend deux coquilles 2 et 3 destinées à être rassemblées par le dispositif selon la présente invention. Chaque coquille 2 et 3 est préalablement formée à partir d'un flan de tôle et comporte un rebord d'assemblage, respectivement 2a et 3a, et une partie en relief, respectivement 2b et 3b. L'assemblage des deux coquilles 2 et 3 est réalisé par un dispositif comprenant un premier outil représenté à la Fig. 2 et dans lequel les deux coquilles 2 et 3 sont placées de telle manière que les rebords d'assemblage 2a et 3a- se superposent. Le dispositif représenté à la Fig. 2 comporte une semelle inférieure 10 sur laquelle repose un porte matrice 11 par l'intermédiaire d'une cale de réglage 12. Le porte matrice 11 est muni d'un puits central 13. Le porte matrice 11 supporte une matrice fixe 14 dans laquelle est ménagée une cavité 15 pour le passage d'un fond de matrice mobile 16 monté coulissant dans ladite cavité 15 et dans le puits central 13 du porte matrice 11. Au moins un organe 17 de régulation du déplacement du fond de matrice 16 est interposé entre la semelle inférieure 10 et ledit fond de matrice 16. Cet organe 17 est constitué, par exemple, par au moins un ressort. Le fond de matrice 16 est guidé par au moins une colonne 18 qui comporte à son extrémité supérieure une butée 19 placée dans un alésage formé dans le fond de matrice 16. Le fond de matrice 16 peut se déplacer entre une position haute limitée par la butée 19 et une position basse limitée par la semelle inférieure 10. Ce fond de matrice 16 comporte également, à sa partie supérieure, une empreinte 16a destinée à recevoir la coquille 2 et de forme complémentaire à la partie en relief 2b de ladite coquille. D'autre part, la phase supérieure du fond de matrice 16, comporte au niveau de son arête externe et sur l'ensemble de son pourtour, une encoche 16b (Fig. 2A). Au dessus de la matrice 14 et du fond de matrice 16, le premier outil comporte également un poinçon mobile 30 et un serre-flan mobile 31. Le poinçon 30 est fixé au-dessous d'une semelle supérieure 32 et comporte à sa partie inférieure une empreinte 30a destinée à recevoir la coquille 3 et de forme complémentaire à la partie en relief 3b de ladite coquille. La forme externe du poinçon 30 est identique à celle du fond de matrice 16 de telle manière que ledit poinçon 30 puisse pénétrer dans la cavité 15 de la matrice 14, comme on le verra ultérieurement. Le serre-flan 31 est fixé au-dessous d'un support de serre-flan 33 qui est supporté par la semelle supérieure 32 par l'intermédiaire de vis de retenue 34 montées coulissantes dans ladite semelle supérieure. Ainsi, le poinçon 30 peut se déplacer indépendamment du support de serre-flan 33 et du serreflan 31. Le support de serre-flan 33 est muni d'un puits central 35 et le serre-flan 31 est muni d'une cavité 36 permettant le passage du poinçon 30. Le premier outil fonctionne de la manière suivante. Tout d'abord, on place la coquille 2 dans l'empreinte 16a du fond de matrice 16 et la coquille 3 dans l'empreinte 30a du poinçon 30 de telle manière que les rebords d'assemblage 2a et 3a de ces coquilles se superposent. On descend progressivement la semelle supérieure 32 pour que le poinçon 30 vienne serrer avec le fond de matrice 16, les rebords d'assemblage 2a et 3a sur une faible largeur, comme représenté sur les Figs. 2 et 2A. Le serre-flan 31 vient en contact avec le rebord d'assemblage 3a de la coquille 3. Ensuite, on poursuit la descente de la semelle supérieure 32, ce qui provoque simultanément la descente du fond de matrice 16 par l'intermédiaire du poinçon 30 en comprimant les organes de régulation 17 et du serre-flan 31. Au cours de cette descente (Fig. 3), dans un premier temps, une partie des rebords d'assemblage 2a et 3a est maintenue serrée entre le fond de matrice 16 et le poinçon 30, tandis que la partie restante de ces rebords d'assemblage 2a et 3a est pincée entre la matrice 14 et le serre-flan 31, puis dans un deuxième temps, la descente du fond de matrice 16 et du poinçon 30 se poursuivant, une partie des rebords d'assemblage 2a et 3a est rabattue contre la paroi de la cavité 15 de la matrice 14 pour former un bord tombé 4, comme représenté sur la Fig. 3A, l'extrémité des rebords d'assemblage 2a et 3a glissant entre la matrice 14 et le serreflan 31. Ensuite, on remonte progressivement la semelle supérieure 32 entraînant ainsi le poinçon 30, le serre-flan 31 restant en appui sur la matrice 14 et maintenant serré l'extrémité du bord tombé 4. Lors de la remontée du poinçon 30, le fond de matrice 16 remonte également sous l'action des organes de régulation 17 ce qui provoque sur l'ensemble du pourtour des deux coquilles 2 et 3, la formation d'une gorge 5 dans une zone intermédiaire située entre les deux zones serrées par le fond de matrice 16 et le poinçon 30 et par la matrice 14 et le serre-flan 31. La gorge 5 (Fig. 4A) se forme progressivement dans un logement 6 ménagé entre l'encoche 16b, la cavité 15 de la matrice 14 et la face inférieure du poinçon 30. La remontée de la semelle supérieure 32 se poursuit entraînant le serre-flan 31 par l'intermédiaire des vis de retenue 34 et du support de serre-flan 33 pour l'ouverture du premier outil. Ensuite, les coquilles 2 et 3 maintenues entres elles par la gorge 5 sont retirées du premier outil et transférées dans un second outil représenté à la Fig. 5. Ce second outil comporte une semelle inférieure 50 sur laquelle repose un porte matrice 51 par l'intermédiaire d'une cale de réglage 52. Le porte matrice 51 est muni d'un puits central 53. Sur le porte matrice 51 est en appui une matrice mobile 54 dans laquelle est ménagé un puits central 55 pour le passage d'un fond de matrice fixe 56. Ce fond de matrice 56 traverse le puits central 53 du porte matrice 51 et est en appui sur la semelle inférieure 50. Au moins un organe 57 de régulation du déplacement de la matrice mobile 54 est interposé entre la semelle inférieure 50 et ladite matrice 54. Cet organe de régulation 57 est constitué, par exemple, par au moins un ressort. Le fond de matrice 56 comporte, à sa partie supérieure, une empreinte 56a destinée à recevoir la coquille 2 et de forme complémentaire à la partie en relief 2b de ladite coquille. D'autre part, la face supérieure du fond de matrice 56 comporte, au niveau de son arête externe et sur l'ensemble de son pourtour, une encoche 56b destinée à recevoir la gorge 5 formée sur les rebords d'assemblage 2a et 3a des deux coquilles 2 et 3. La face supérieure de la matrice 54 est pourvue d'un décrochement 54a. Au-dessus de la matrice 54 et du fond de matrice 56, le second outil comporte un poinçon mobile 60 et un serre-flan mobile 61. Le poinçon 60 est relié à une semelle supérieure 62 par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue 63 montée coulissante dans ladite semelle 62. Ce poinçon 60 comporte, sur sa partie inférieure, une empreinte 60a destinée à recevoir la coquille 3 et de forme complémentaire à la partie en relief 3b de ladite coquille Le périmètre du poinçon 60 est supérieur au périmètre du fond de matrice 56. Le serre-flan 61 est relié à la semelle supérieure 62 par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue 64 montée coulissante dans ladite semelle supérieure 62. Cet organe de- régulation 65 est constitué, par exemple, par au moins un ressort. Au moins un organe 65 de régulation du déplacement du serre flan 61 est interposé entre ledit serre-flan 61 et ladite semelle supérieure 62. Ainsi, le poinçon 60 peut se déplacer indépendamment du serre-flan 61. Le serre-flan 61 est muni d'une cavité 66 permettant le passage du poinçon 60. La face inférieure du serre-flan 61 comporte un décrochement 61a de forme complémentaire au décrochement 54a ménagé sur la face supérieure de la matrice 54. La liaison définitive des deux coquilles est réalisée de la façon suivante. Tout d'abord, on place les coquilles 2 et 3 dans le second outil de telle manière que la partie en relief 2b pénètre dans l'empreinte 56a du fond de matrice 56 et que la gorge 5 se positionne dans l'encoche 56b dudit fond de matrice (Fig. 5). On descend progressivement la semelle supérieure 62 pour que le serre-flan 61 vienne serrer, avec la matrice 54, l'extrémité libre des rebords d'assemblage 2a et 3a en formant sur ladite extrémité une marche 7 (Fig. 5). Le poinçon 60 est maintenu en position haute par un dispositif approprié non représenté. Ensuite, on poursuit la descente de la semelle supérieure 62 ce qui provoque simultanément, la descente du serre-flan 61 par l'intermédiaire des organes de régulation 65 et de la matrice 54 en comprimant les organes de régulation 57 (Fig. 6). Au cours de cette descente, l'extrémité libre des rebords d'assemblage 2a et 3a des coquilles 2 et 3 est maintenue serrée entre la matrice 54 et le serre-flan 61 et un pli 8 en forme de "V" est formé entre la marche 7 et la gorge 5 sur lesdits rebords 2a et 3a (Fig. 6A). La gorge 5 empêche le métal de fluer vers l'intérieur des coquilles 2 et 3. Après la formation du pli 8, on poursuit la descente de la semelle 62 ce qui provoque la descente du poinçon 60 (Fig. 7). La face inférieure du poinçon 60 écrase progressivement le pli 8 pour réaliser la liaison des deux coquilles 2 et 3 (Fig. 7A). Au cours de l'écrasement du pli 8, l'extrémité libre des rebords d'assemblage 2a et 3a est maintenue serrée entre le serre-flan 61 et la matrice 54 tandis que la gorge 5 et la marche 7 empêchent le fluage du métal respectivement vers l'intérieur et l'extérieur des deux coquilles 2 et 3. Ensuite, on remonte progressivement la semelle supérieure 62 entraînant ainsi le poinçon 60 et le serre-flan 61 par l'intermédiaire respectivement des vis des retenues 63 et 64. Il suffit de retirer les coquilles 2 et 3 ainsi assemblées et l'extrémité des rebords d'assemblage peut être détourée par un dispositif approprié. Le procédé et le dispositif selon la présente invention permettent donc d'obtenir par emboutissage, l'assemblage de deux coquilles de forme quelconque, par exemple, pour la réalisation de réservoirs de carburant pour véhicules automobiles et cela sans engendrer des tensions et un amincissement du métal. REVENDICATIONS 1. Procédé de liaison par emboutissage de deux flans de tôle formant chacun une coquille (2, 3), notamment pour la réalisation d'un réservoir, chaque coquille (2, 3) comportant un rebord d'assemblage (2a, 3a) et une partie en relief (2b, 3b), caractérisé en ce que, dans un premier outil - on superpose les rebords d'assemblage (2a, 3a) des deux coquilles (2, 3), - on serre les rebords d'assemblage (2a, 3a) sur une zone d'une faible largeur, et sur le pourtour des deux coquilles (2, 3), - on forme, sur les parties libres des rebords d'assemblage (2a, 3a), un bord tombé (4) et on serre l'extrémité libre du bord tombé (4) sur une zone de faible largeur, - on forme une gorge (5) dans une zone intermédiaire située: entre les deux zones serrées des rebords d'assemblage (2a, 3a), et dans un second outil - on serre l'extrémité libre du bord tombé (4) en formant une marche (7) sur ladite extrémité libre, - on réalise un pli (8) en forme de "V" sur les rebords d'assemblage (2a, 3a) entre la gorge (5) et la marche (7), - et on écrase le pli (8) tout en maintenant serrée l'extrémité libre des rebords d'assemblage (2a, 3a) pour réaliser la liaison des deux coquilles (2 et 3), la gorge (5) et la marche (7) empêchant le fluage du métal respectivement vers l'intérieur et l'extérieur des deux coquilles (2, 3) au moment de l'écrasement dudit pli (8). 2. Dispositif de liaison par emboutissage de deux flans de tôle formant chacun une coquille (2, 3), notamment pour la réalisation d'un réservoir, chaque coquille (2, 3) comportant un rebord d'assemblage (2a, 3a) et une partie en relief (2b, 3b), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (14, 16, 30, 31, 54, 56, 60, 61) de serrage et de pliage des rebords d'assemblage (2a, 3a) des deux coquilles (2, 3). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de serrage et de pliage des rebords d'assemblage (2a, 3a) sont formés par un premier outil comprenant, d'une part, un fond de matrice (16) mobile destiné à coopérer avec un poinçon (30) mobile et, d'autre part, une matrice (14) fixe destinée à coopérer avec un serre-flan (31) mobile pour former successivement, sur lesdits rebords d'assemblage (2a, 3a), un bord tombé (4) et une gorge (5) et, par un second outil comprenant, d'une part, un fond de matrice (56) fixe destiné à coopérer. avec un poinçon (60) mobile et, d'autre part, une matrice (54) mobile destinée à coopérer avec un serre-flan (61) mobile pour successivement former une marche (7) sur l'extrémité libre des rebords d'assemblage (2a, 3a) et un pli (8) en forme de "V" entre ladite marche (7) et ladite gorge (5) et pour écraser ledit pli (8). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le fond de matrice (16, 56) et le poinçon (30, 60) des deux outils comportent une empreinte (16a, 56a, 30a, 60a) de positionnement d'une coquille (2, 3) et de forme complémentaire à la partie en relief (2a, 3b) de ladite coquille. 5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la matrice (14) fixe du premier outil repose sur une semelle inférieure (10) et comporte une cavité (15) de forme complémentaire au fond de matrice (16) et dans laquelle coulisse ledit fond de matrice (16). 6. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le fond de matrice (16) mobile du premier outil est en appui sur la semelle inférieure (10) par l'intermédiaire d'au moins un organe (17) de régulation du déplacement dudit fond de matrice (16). 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que la face supérieure du fond de matrice (16) mobile du premier outil comporte, au niveau de son arête externe, une encoche (16b) ménageant avec la cavité (15) de la matrice (14) et la face inférieure du poinçon (30), un logement (6) pour la formation de la gorge (5) sur les rebords d'assemblage (2a, 3a). 8. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le serre-flan (31) du premier outil comporte une cavité (36) de forme complémentaire au poinçon (30) et dans laquelle pénètre ledit poinçon (30). 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le poinçon (30) du premier outil est solidaire d'une semelle supérieure (32) mobile supportant le serre-flan (31) coulissant sur une course déterminée par rapport audit poinçon (30). 10. Dispositif selon les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la matrice (54) mobile du second outil est en appui sur une semelle inférieure (50) par l'intermédiaire d'au moins un organe (57) de régulation du déplacement de ladite matrice (54) et comporte une cavité (55) de forme complémentaire au fond de matrice (56). 11. Dispositif selon les revendications 3 et 10, caractérisé en ce que la face supérieure du fond de matrice (56) fixe du second outil comporte, au niveau de son arête externe, une encoche (56b) ménageant avec la cavité (55) de la matrice (54) un logement (56b) pour le positionnement de la gorge (5) formée sur les rebords d'assemblage (2a, 3a) des deux coquilles (2, 3). 12. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le serre-flan (61) du second outil comporte une cavité (66) de forme complémentaire au poinçon (60) et dans laquelle pénètre ledit poinçon (60). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le serre-flan (61) du second outil est relié à une semelle supérieure (62) mobile par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue (64) montée coulissante dans la semelle (62), au moins un organe de régulation du déplacement du serre-flan (61) étant interposé entre ledit serre-flan (61) et ladite semelle supérieure (62). 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3, 4 et 13, caractérisé en ce que le poinçon (60) du second outil est relié à la semelle supérieure (62) par l'intermédiaire d'au moins une vis de retenue (63) montée coulissante dans ladite semelle supérieure (62). 15. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la face supérieure de la matrice (54) et la face inférieure du serre-flan (61) du second outil comportent chacune un décrochement (54a, 61a) de forme complémentaire pour la formation de la marche (7) sur les rebords d'assemblage (2a, 3a) des deux coquilles (2, 3). 16. Réservoir de carburant pour véhicule automobile, du type comportant deux coquilles (2, 3), caractérisé par le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est réalisé par le procédé selon la revendication 1.