Brevet FR2843055A1 — publié le 20040206

La présente invention se rapporte à une machine d'hydroformage à cadre permettant une ouverture-fermeture du moule dans le cadre. L'opération d'hydroformage consiste à envoyer dans un corps creux en général de forme cylindrique ou préformé contenu dans un moule, de l'eau sous très haute pression de manière à forcer les parois du corps creux contre les faces internes du moule. Les parois se déforment, viennent s'appliquer contre les faces internes du moule et prennent la forme du relief intérieur du moule. La pièce ainsi moulée est vidée de son eau et sortie du moule pour traitement ultérieur. Lors de l'hydroformage, le moule subit des forces considérables provenant de la très haute pression du fluide liquide de travail. Ce moule devant rester fermé pendant tout le travail d'hydroformage, pour garantir notamment le moulage parfait et l'étanchéité au niveau du plan de joint, une forte pression de maintien doit être appliquée au moins sur une des deux demi-coquilles du moule, l'autre étant bloquée en butée contre une structure fixe. Le moule est porté par un cadre fermé qui peut être assimilé à un tunnel dans lequel on glisse les deux demi-coquilles contenant la ou les pièce(s) à former. Pour maintenir le moule fermé, on utilise en général l'effet de serrage procuré par de grandes presses développant des forces importantes. Ces presses sont encombrantes, d'un investissement important et d'un cot de fonctionnement élevé pour la valeur marchande des pièces à fabriquer par hydroformage. Il existe dans ces presses des colonnes qui ont pour but de retenir, c'est-à-dire d'apporter une force résistante extérieure par rapport aux forces intérieures d'écartement des deux parties du moule. Ces colonnes forment une structure autour du moule qui oblige à sortir le moule pour le charger et le décharger. Cette caractéristique résulte principalement de l'utilisation d'un gros vérin central. Par ailleurs, il existe des pièces qui nécessitent un préformage, c'est-à-dire une opération préalable de conformation, par exemple un retrait, un plat ou un écrasement avant les opérations de moulage par hydroformage. Ces opérations s'effectuent sur une autre presse nécessitant l'extraction de la pièce hors de l'outil et son transfert dans le moule d'hydroformage. On connaît la publication WO 95/31322 au nom de Institut for Verkstadsteknisk Forskning se rapportant à une machine d'hydroformage à cadre. Cette machine comporte au moins deux éléments d'outillage dont un moule et un outil de presse pour bloquer le moule. Cette machine est caractérisée en ce qu'un cadre forme autour de l'outil et du moule une structure fermée délimitant un espace intérieur dans lequel sont introduits préassemblés les outils liés au moule. Le démoulage se réalise exclusivement hors du système de pressage. Cette caractéristique constitue l'essentiel du principe inventif de cette machine d'hydroformage brevetée. Malgré cette innovation, la machine selon ce brevet ne permet le chargement et le déchargement de la ou des pièce(s) à traiter par hydroformage qu'à l'extérieur du cadre. Ce dernier peut être assimilé à un tunnel dans lequel on glisse le moule et son outillage propre, chargé de la ou des pièces à hydroformer par l'intermédiaire d'une structure de transfert. Lorsque le cadre est fermé, une force de poussée vers le haut tient fermement serrées l'une contre l'autre les deux parties du moule. Le liquide de travail est injecté à très haute pression dans chacune des deux extrémités de la pièce à hydroformer. La course de serrage peut atteindre environ 30 mm. Les deux pièces du moule sont de dimensions déjà importantes et pèsent relativement lourd. La pièce supérieure mobile doit être soulevée pour extraire la pièce hydroformée et recharger le moule. En pratique, la course de séparation doit atteindre environ 400 mm pour permettre un bon accès aux pièces et ainsi pouvoir réaliser les opérations de chargement et de déchargement des pièces. Sur cette machine, les opérations de chargement et de déchargement des pièces ne peuvent donc s'effectuer qu'à l'extérieur du moule en raison de la course relativement faible du ou des vérins de maintien. Ainsi, après l'opération d'hydroformage, le moule et son outillage sont retirés de la machine pour être transférés dans une station extérieure adjacente pour le chargement et le déchargement. L'ouverture s'effectue à l'extérieur de la machine par un vérin de séparation. Cette opération est longue car il faut transférer le moule deux fois sur une distance supérieure à sa longueur. Il faut rajouter au temps de transfert, celui nécessaire à l'accrochage de la partie supérieure du moule au vérin d'ouverture ainsi que son décrochage. La présente invention a pour but d'incorporer la station d'ouverture et de fermeture du moule dans la machine d'hydroformage ainsi que les outils et outillages de prédéformation tout en gardant l'avantage du cadre fermé. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, donnée à titre d'exemple et accompagnée des dessins dans lesquels: la figure 1 est une vue schématique d'ensemble en perspective de la machine; la figure 2 est une vue frontale de la machine; la figure 3 est une vue latérale de la machine partiellement en coupe longitudinale; 5. la figure 4 est une autre vue latérale de la machine partiellement en coupe longitudinale; la figure 5 est une vue schématique en coupe longitudinale, outil fermé; la figure 6 est une vue schématique en coupe longitudinale, outil ouvert. L'idée générale inventive de cette nouvelle machine d'hydroformage consiste à incorporer au cadre la station d'ouverture et de fermeture du moule et l'outillage ainsi que les moyens de prédéformation de la ou des pièce(s) avant l'hydroformage. Telle que représentée sur les figures 1 à 3, la machine d'hydroformage 1 selon l'ivention se compose d'un poste extérieur de réception 2 et d'un poste d'hydroformage 3. Le poste extérieur de réception 2 comporte une table 4 supportant un moule d'hydroformage 5 et des moyens de transfert 6 actionnés par un moteur électrique 7. Le poste d'hydroformage 3 se compose d'un bâti formé d'une pluralité d'éléments 8 constituant un cadre 9. Ces éléments sont montés les uns à la suite des autres et délimitent un espace technique intérieur d'hydroformage 10. Comme indiqué, dans cet espace intérieur 10 auront lieu les opérations de préformage et d'hydroformage ainsi que les phases de chargement et de déchargement du moule 5. Ainsi, le moule d'hydroformage 5 restera principalement à l'intérieur de ce volume pendant les phases de conformation de la ou des pièce(s). Le volume intérieur 10 est équipé d'un support bas sur lequel repose la sous-face de la partie inférieure 11 du moule 5. Un ensemble inférieur 12 multi-vérins formant une rampe de plusieurs vérins 13 est disposé sous le support bas. Les extrémités des tiges des vérins 13 de l'ensemble inférieur 12 multi5 vérins arrivent en contact avec la sous-face de la partie inférieure 11 du moule 5. La partie supérieure du moule avec la plaque supérieure porte-outil 14 est montée articulée à l'extrémité d'au moins un vérin mais de préférence deux vérins supérieurs d'ouverture-fermeture et de prédéformation 15 et 16 d'une force limitée, par exemple 5OOkN au total, nécessaire aux travaux de prédéformation. Entre la plaque supérieure 14 et les parties supérieures des éléments 8 du cadre se trouve monté un verrou 17 de translation à déplacement latéral pour le verrouillage en ouverture du moule. Comme représenté sur les figures 5 et 6, ce verrou 17 de moule est du type à profil en râteau dont les dents 18 viennent s'encastrer après translation latérale entre les parties supérieures des éléments 8 du cadre, afin de pouvoir s'effacer vers le haut et permettre l'ouverture suffisante du moule. Ce verrou 17 de moule est actionné en mouvement de translation horizontale par un vérin de translation 19. Le verrou 17 de moule présente une sous-face plane sur laquelle arrive en butée la partie supérieure 14 du moule 5 constituant ainsi une surface d'appui et de butée de grande résistance. Cet espace est procuré par l'effacement du verrou 17 de translation. L'intérêt de l'invention réside dans le fait de pouvoir charger et décharger le moule dans le volume intérieur du cadre en raison de l'espace suffisant disponible, moule ouvert. Un autre intérêt de l'invention concerne la possibilité d'effectuer dans ce volume intérieur 10 du cadre 9 les opérations de préformage. En effet, en raison de l'ensemble inférieur 12 multi-vérins, la puissance des vérins supérieurs d'ouverture-fermeture 15 et 16 du moule 5 peut être réduite et ainsi l'encombrement à l'extérieur, mais aussi à l'intérieur du cadre 9. Par ailleurs, la course conditionnant l'amplitude d'ouverture du moule peut être augmentée en raison de l'effacement du verrou transversal 17 à l'intérieur de l'espace entre les éléments du cadre. On constate ainsi, non seulement une économie dans le cot des vérins d'ouverture-fermeture 15 et 16 dont la puissance diminue fortement, mais aussi la possibilité d'effectuer pratiquement toutes les opérations à l'intérieur du cadre 9. Ce dernier avantage se traduit 'par une économie supplémentaire liée aux moindres manipulations, aux gains de temps par suppression des transferts et aux possibilités d'automatisation et à l'utilisation d'un robot de chargement et de déchargement des pièces. Le gain de temps sur l'ensemble des opérations est appréciable. A titre d'exemple non limitatif, on peut citer certaines valeurs montrant tout l'intérêt de l'invention. La course d'ouverture "D" du moule 5 peut ainsi être portée à 400 mm, ce qui permet un accès aisé à l'intérieur du moule pour les opérations de chargement et de déchargement des pièces. La force nécessaire de maintien en fermeture de l'ordre de 15.000 kN est procurée par la rampe multi-vérins des vérins inférieurs, par exemple une dizaine de vérins dont la force globale monte à celle nécessaire indiquée ci-dessus pour maintenir le moule fermé. Par ailleurs, la course "d" de ces vérins inférieurs 13 ne dépasse pas 100 mm. REVENDICATIONS 1. Machine d'hydroformage se composant d'un poste de réception (2) et d'un poste d'hydroformage (3) formée d'un cadre (9) à l'intérieur duquel s'effectuent les opérations d'hydroformage dans un moule d'hydroformage (5), caractérisée en ce que le cadre (9) possède dans son volume intérieur (10) un verrou de moule (17) en contact avec la partie supérieure (14) de celui-ci lorsqu'il est fermé et s'effaçant dans la structure du cadre (9) lorsque le moule (5) est ouvert, et en ce qu'un ensemble (12) multi-vérins est en contact par ses tiges avec la sous-face de la partie inférieure (11) du moule d'hydroformage (5) apportant l'essentiel de la force de maintien en fermeture et en ce que les maneuvres d'ouverture et de fermeture du moule (5) sont assurées par au moins un vérin d'ouverture-fermeture de force réduite. 2. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le verrou (17) de moule est du type à translation et à structure en râteau actionné en translation par un vérin (19) de verrou et s'effaçant vers le haut en position haute à l'intérieur des structures du cadre (9). 3. Machine selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que le verrou (17) de moule présente des dents qui viennent se loger dans les espaces existant entre les parties supérieures des éléments du cadre lorsque le verrou (17) de moule est effacé vers le haut. 4. Machine selon la revendication 1 caractérisée en ce que le au moins vérin d'ouverturefermeture est composé de deux vérins (15) et (16). 5. Machine selon la revendication 1 ou 4 caractérisée en ce que la course efficace du au moins un vérin d'ouverture-fermeture du moule est de 400mm. 6. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la force du au moins un vérin d'ouverture-fermeture est égale à 500 kN. 7. Machine selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que la force totale de l'ensemble inférieur multi-vérins est de 15.000 kN.