Brevet FR2739579A1 — publié le 19970411

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique à structure multicouche, dit tôle sandwich. La présente invention a également pour objet un flan métallique plié à structure multicouche obtenu par ce procédé. Les flans métalliques à structure multicouche ont des propriétés d'amortissement des vibrations qui sont mises à profit en particulier pour réduire la propagation du bruit. Ce type de flans métalliques est utilisé par exemple pour la fabrication d'éléments de carrosserie de véhicules automobiles ou de panneaux d'habillage d'appareils ménagers ou de matériels de bureau. A cet effet, les flans métalliques à structure multicouche comportent deux parements métalliques entre lesquels est interposée une couche d'un matériau polymère, qui constitue essentiellement un isolant acoustique. Lors de la fabrication d'éléments de structure comme par exemple des éléments de carrosserie ou de panneaux d'habillage d'appareils ménagers ou de matériels de bureau à partir de flans métalliques à structure multicouche, ces flans métalliques sont généralement pliés le long d'une génératrice pour obtenir la forme désirée ce qui pose des problèmes provenant du fait que ces flans métalliques sont composés de deux parements métalliques entre lesquels est interposée une couche d'un matériau polymère. D'une manière générale, on sait que lors du pliage d'un flan métallique constitué d'une tôle, la fibre neutre de ce flan métallique ne bouge pas alors que les fibres situées à l'intérieur du pli se compriment et les fibres dudit flan métallique situées à l'extérieur du pli s'étendent. Lors du pliage d'un flan métallique à structure multicouche dont les deux parements sont d'épaisseur identique, la fibre neutre est constituée par la couche en matériau polymère si bien qu'il se produit un glissement des deux parements par rapport à cette couche ce qui se traduit par un dépassement des bords du parement intérieur au pliage par rapport aux bords du parement extérieur à ce pliage - Dans le cas d'un flan métallique dont les deux parements ne sont pas d'épaisseur identique, la fibre neutre se situe généralement dans le parement le plus épais. Mais compte tenu de la présence d'une couche en matériau polymère entre ces deux parements, il se produit lors du pliage d'un tel flan métallique un glissement des deux parements par rapport à cette couche. Ce phénomène n'est pas encore trop préjudiciable pour des flans métalliques multicouche de faible dimension, mais est beaucoup plus gênant et visible pour des flans métalliques multicouche de grandes dimensions. En effet, au moment du pliage, les parements métalliques glissent l'un par rapport à l'autre sur une certaine longueur et sur le reste du flan métallique il se produit des contraintes dans la couche de matériau polymère qui génèrent des légères pliures des parements métalliques de telle sorte qu'il est pratiquement impossible d'obtenir des surfaces planes et un angle souhaité sur la totalité de la longueur du flan métallique. Compte tenu des contraintes ainsi exercées dans la couche de matériau polymère, il peut même se produire à la longue un décollement des deux parements au niveau des bords libres du flan métallique. Ce phénomène qui est progressif et plus ou moins accentué en fonction de l'épaisseur du flan métallique, du type de polymère utilisé et de sa résistance au cisaillement, de l'angle de pliage et également de l'outil utilisé, est dû au fait qu'il ne se produit pas suffisamment de compression sur le parement intérieur au pliage et pas assez d'extension sur le parement extérieur à ce pliage. De plus, lorsque le flan métallique doit subir plusieurs pliages, on doit respecter un ordre déterminé pour réaliser les plis afin de ne pas accentuer le débordement des bords du parement intérieur aux plis par rapport aux bords du parement extérieur à ces plis. Une solution connue pour contourner ces difficultés consiste à enlever par usinage une partie du parement intérieur au pliage sur toute la longueur de la génératrice du pli à réaliser. Mais, l'usinage du parement intérieur est une opération délicate à effectuer compte tenu de la faible épaisseur de ce parement et peut générer à la longue une corrosion des parements métalliques au niveau du ou des plis . L'invention a pour but d'éviter les inconvénients précédemment mentionnés en proposant un procédé et un dispositif de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique à structure multicouche qui évite tout usinage ainsi que le glissement et le fléchissement des parements métalliques au moment de la formation du pli et qui permet d'obtenir un angle de pliage déterminé sur toute la longueur du flan métallique à structure multicouche. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique à structure multicouche, du type comprenant deux parements métalliques entre lesquels est interposée une couche d'un matériau polymère, caractérisé en ce que - on déforme le flan métallique plan le long de la génératrice de pliage de manière à réaliser une prédéformation comportant une partie en saillie du côté du parement intérieur au pliage et une partie en creux du côté du parement extérieur au pliage, - et on plie le flan métallique le long de cette génératrice. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - la profondeur de la partie en creux sur le parement extérieur au pliage est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur du flan métallique, et de préférence égale à l'épaisseur dudit flan métallique, - la largeur de la partie en creux sur le parement extérieur au pliage est comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur du flan métallique, et de préférence égale à l'épaisseur dudit flan métallique. L'invention a également pour objet un dispositif de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique à structure multicouche, pour la mise en oeuvre du procédé mentionné ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend - un poinçon formé de deux mâchoires indépendantes, déplaçables l'une par rapport à l'autre entre une position écartée de formation de la prédéformation et une position rapprochée l'une contre l'autre, - une première matrice comportant un bourrelet de forme conjuguée à la partie en creux de la prédéformation réalisée sur le flan métallique, - et une seconde matrice comportant une empreinte en forme de V correspondant au pli à réaliser sur le flan métallique. Selon d'autres caractéristiques de l'invention - le poinçon possède à sa partie inférieure une forme extérieure complémentaire à l'empreinte de la seconde matrice, - chaque mâchoire du poinçon comporte à sa partie inférieure et sur sa face en regard de l'autre mâchoire, une dépouille de forme correspondant sensiblement à la moitié de la partie en saillie de la prédéformation du flan métallique, - au moins un organe élastique de maintien des deux mâchoires en position écartée est interposé entre lesdites mâchoires, - le bourrelet de la première matrice a une hauteur comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur du flan métallique, et de préférence égale à l'épaisseur dudit flan métallique, - le bourrelet de la première matrice a une largeur comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur du flan métallique, et de préférence égale à l'épaisseur dudit flan métallique. L' invention a encore pour objet un flan métallique plié à structure multicouche, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé mentionné ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: - La figure 1 est une vue en coupe transversale d'un flan métallique à structure multicouche, - la figure 2 est une vue en coupe transversale du flan métallique comportant une prédéformation, - la figure 3 est une vue en coupe transversale du flan métallique plié par le procédé selon l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en coupe d'un poinçon du dispositif de pliage selon l'invention, - les figures 5 à 9 sont des vues schématiques en coupe montrant les différentes étapes du procédé de pliage selon l'invention. Sur la figure 1, on a représenté en coupe transversale un flan métallique 1 à structure multicouche, dit tôle sandwich et comportant deux parements métalliques, respectivement 2 et 3, entre lesquels est interposée une couche 4 d'un matériau polymère qui constitue essentiellement un isolant acoustique. Dans un but de simplification, les deux parements métalliques 2 et 3 ont été représentés sur les figures avec une épaisseur identique, le procédé et le dispositif selon l'invention s'appliquent également à des flans métalliques dont les parements n'ont pas la même épaisseur. Les parements métalliques 2 et 3 sont en acier ou aluminium ou encore en alliage d'aluminium. Ce type de flans métalliques à structure multicouche est utilisé par exemple pour la fabrication d'éléments de carrosserie de véhicules automobiles ou de panneaux d'habillage d'appareils ménagers ou de matériels de bureau. Sur les figures, les épaisseurs des parements métalliques 2 et 3 et de la couche 4 en matériau polymère ont été volontairement agrandies. Le procédé de pliage selon l'invention le long d'une génératrice du flan métallique 1 à structure multicouche consiste - à déformer le flan métallique 1 plan (figure 1) le long de la génératrice de pliage de manière à réaliser une prédéformation 5 (figure 2) comportant une partie en saillie 5a du côté du parement 2 intérieur au pliage et une partie en creux 5b du côté du parement 3 extérieur à ce pliage, - et à plier le flan métallique 1 le long de cette génératrice pour réaliser un pli 6 selon un angle déterminé, comme représenté à la figure 3. La profondeur p de la partie en creux 5b de la prédéformation 5 sur le parement extérieur 3 au pliage est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur e du flan métallique 1 et de préférence égale à l'épaisseur e de ce flan métallique 1. D'autre part, la largeur 1 de la partie en creux 5b sur le parement extérieur 3 au pliage est comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur e du flan métallique 1 et de préférence égale à l'épaisseur e de ce flan métallique 1. Le choix de la profondeur p et de la largeur 1 de la partie en creux 5b de la prédéformation 5 est fonction de l'épaisseur e du flan métallique 1 dans le but d'obtenir une prédéformation 5 la plus petite possible. Dans le cas d'un flan métallique 1 de faible épaisseur, la profondeur p de la partie en creux 5b sera proche de 1,5 fois l'épaisseur e du flan métallique 1 et la largeur 1 de cette partie en creux 5b sera proche de 3 fois l'épaisseur e du flan métallique 1. En se reportant maintenant aux figures 4 à 9, on va décrire le dispositif de pliage selon l'invention ainsi que les différentes étapes pour plier le flan métallique 1 à structure multicouche avec ce dispositif de pliage. Ainsi que représenté sur les figures 4 et 5, le dispositif de pliage le long d'une génératrice du flan métallique 1 se compose d'un poinçon 10 et d'une matrice désignée dans son ensemble par la référence 20. Comme représenté à la figure 4, le poinçon 10 est formé de deux mâchoires, respectivement 11 et 12, parallè les, indépendantes et déplaçables l'une par rapport à l'autre entre une première position écartée de formation de la prédéformation 5 (figure 5) et une position rapprochée l'une contre l'autre (figure 9). A cet effet, les mâchoires 11 et 12 sont fixées à leur partie supérieure sur un support 13 qui comporte deux fentes, respectivement 14 et 15, pour le positionnement des mâchoires 11 et 12 correspondantes. Un épaulement 16 est prévu dans le support 13 entre les deux fentes 14 et 15 pour maintenir les mâchoires 11 et 12 dans la position écartée l'une de l'autre. De plus, au moins un organe élastique 17 est interposé entre les mâchoires 11 et 12 pour rappeler lesdites mâchoires 11 et 12 dans la position écartée. Au moins une mâchoire 11 ou 12 du poinçon 10 peut être munie d'un système, non représenté, de réglage de l'écartement des deux mâchoires 11 et 12 de façon à adapter cet écartement en fonction de l'épaisseur du flan métallique 1 lorsque ces deux mâchoires sont en position écartée de formation de la prédéformation 5. Par ailleurs, chaque mâchoire 11 et 12 possède à sa partie inférieure et sur sa surface extérieure, un biseau, respectivement lla et 12a, de pente correspondant à la moitié de l'angle du pli à former sur le flan metal- lique 1. Enfin, chaque mâchoire 11 et 12 du poinçon 10 comporte également à sa partie inférieure et sur sa face en regard de l'autre mâchoire, une dépouille, respectivement llb et 12b, de forme correspondant sensiblement à la moitié de la partie en saillie 5a de la prédéformation 5 du flan métallique 1. Comme représenté à la figure 5, la matrice 20 se compose d'une première matrice 21 comportant un bourrelet 22 de forme conjuguée à la partie en creux 5b de la prédéformation 5 à réaliser sur le flan métallique 1 et une seconde matrice 25 comportant une empreinte 26 en forme de V correspondant au pli à réaliser sur le flan métallique 1. Les matrices 21 et 25 peuvent former une seule et même pièce comme représenté sur les figures. La hauteur du bourrelet 22 est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur du flan métallique 1 et de préférence égale à l'épaisseur de ce flan métallique 1 et la largeur du bourrelet 22 est comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur du flan métallique 1 et de préférence égale à l'épaisseur dudit flan métallique 1. Le poinçon 10 possède, en position rapprochée des machines 11 et 12, une forme extérieure complémentaire à l'empreinte 26 de la seconde matrice 25. Sur les figures 5 à 9, la couche 4 en matériau polymère a été représentée uniquement par un trait continu dans un but de simplification. Tout d'abord, le flan métallique 1 est posé sur la première matrice 21 et le poinçon 10 est descendu progressivement pour que les bords inférieurs des mâchoires 11 et 12 de ce poinçon 10 viennent s'appliquer sur la face externe du parement métallique 2. Ensuite, un effort déterminé P1 est appliqué sur ce poinçon 10 pour former par l'intermédiaire du bourrelet 22, la prédéformation 5 sur ce flan métallique 1. Après avoir formé la prédéformation 5, le flan métallique 1 est transféré par des moyens appropriés, non représentés, sur la matrice 25 de telle manière que cette prédéformation 5 soit dans l'axe de l'empreinte 26 en forme de V, ainsi que représenté à la figure 6. Un effort vertical P2 supérieur à l'effort vertical P1 est appliqué sur le poinçon 10 ce qui entraîne un pliage progressif du flan métallique 1 au niveau de la prédéformation 5 et un décollement des deux parements 2 et 3 à ce niveau, comme représenté à la figure 7. Le pliage du flan métallique l s'accentue sous l'effet du poinçon 10 qui pénètre de plus en plus dans l'empreinte 26 (figure 8) provoquant le rapprochement des mâchoires 11 et 12 du poinçon 10. Ainsi, sous l'effet de la compression exercée sur le parement intérieur 2 au pliage, la partie en saillie 5a se plie (figure 8) et sous l'effet de l'extension exercée sur le parement extérieur 3 au pliage, la partie en creux 5b se déplie progressivement. Comme représenté à la figure 9, les mâchoires 11 et 12 du poinçon 10 continuent à se resserrer en comprimant le ressort 17 et la partie en saillie 5a pénètre dans les dépouilles llb et 12b du poinçon 10 et le pliage du flan métallique 1 est poursuivi jusqu'à obtenir l'angle défini par le poinçon 10 et l'empreinte 26 de la matrice 25 comme représenté à la figure 9. Afin d'éviter un glissement trop important entre le poinçon 10 et l'empreinte 26 de la matrice 25, la partie inférieure biseautée Ila et 12a de chaque mâchoire 11 et 12 du poinçon 10 et les surfaces de l'empreinte 26 peuvent présenter une certaine rugosité. Le procédé et le dispositif selon l'invention permettent donc de maintenir un volume constant du matériau constitutif de chaque parement au niveau du pli ce qui évite tout débordement des bords du parement intérieur au pliage par rapport aux bords du parement extérieur au pliage au moment de la formation du pli sur le flan métallique multicouche ainsi que d'obtenir sur toute la longueur du flan métallique des surfaces parfaitement planes et pliées selon l'angle choisi. REVENDICATIONS 1. Procédé de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique (1) à structure multicouche, du type comprenant deux parements métalliques (2, 3) entre lesquels est interposée une couche (4) d'un matériau polymère, caractérisé en ce que - on déforme le flan métallique (1) plan le long de la génératrice de pliage de manière à réaliser une prédéformation (5) comportant une partie en saillie (5a) du côté du parement intérieur (2) au pliage et une partie en creux (5b) du côté du parement extérieur (3) au pliage, - et on plie le flan métallique (1) le long de cette génératrice. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la profondeur de la partie en creux (5b) sur le parement extérieur (3) au pliage est comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épaisseur du flan métallique (1). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la profondeur de la partie en creux (5b) sur le parement extérieur (3) au pliage est égale à l'épaisseur du flan métallique (1). 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur de la partie en creux (5b) sur le parement extérieur (3) au pliage est comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur du flan métallique (1). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la largeur de la partie en creux (5b) sur le parement extérieur (3) au pliage est égale à l'épaisseur du flan métallique (1). 6. Dispositif de pliage le long d'une génératrice d'un flan métallique (1) à structure multicouche pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend - un poinçon (10) formé de deux mâchoires (11, 12) indépendantes, déplaçables l'une par rapport à l'autre entre une première position écartée de formation de la prédéformation (5) et une position rapprochée l'une contre 1' autre, - une première matrice (21) comportant un bourrelet (22) de forme conjuguée à la partie en creux (5b) de la prédéformation (5) à réaliser sur le flan métallique (1), - et une seconde matrice (25 > comportant une empreinte (26) en forme de V correspondant au pli (6) à réaliser sur le flan métallique (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poinçon (10) possède à sa partie inférieure une forme extérieure (lia, 12a) complémentaire à l'empreinte (26) de la seconde matrice (25). 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque mâchoire (11, 12) du poinçon (10) comporte à sa partie inférieure et sur sa face en regard de l'autre mâchoire une dépouille (lob, 12b) de forme correspondant sensiblement à la moitié de la partie en saillie (5a) de la prédéformation (5) du flan métallique (1) 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'au moins un organe élastique (17) de maintien des deux mâchoires (11, 12) en position écartée est interposé entre lesdites mâchoires (11, 12) 10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bourrelet (22) de la première matrice (21) a une hauteur comprise entre 0,5 et 1,5 fois l'épais- seur du flan métallique (1). 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que le bourrelet (22) de la première matrice (21) a une hauteur égale à l'épaisseur du flan métallique (1) 12. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bourrelet (22) de la première matrice (21) a une largeur comprise entre 0,5 et 3 fois l'épaisseur du flan métallique (1). 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que le bourrelet (22) de la première matrice (21) a une largeur égale à l'épaisseur du flan métallique (1) 14. Flan métallique plié à structure multicouche, caractérisé en ce qu'il est obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5.