Brevet FR2880297A1 — publié le 20060707

DESCRIPTION L'invention concerne un outil de découpage ou de poinçonnage pour réaliser des percements dans des pièces en matériau thermoplastique, avec un poinçon de découpage comprenant un tranchant frontalement entourant, et avec une matrice de découpage qui est conçue de telle sorte que la pièce s'appuie lors du découpage ou poinçonnage contre la matrice de découpage, le tranchant ayant une circonférence extérieure qui se trouve à l'intérieur d'une circonférence extérieure d'une paroi d'enveloppe d'un corps de base du poinçon de découpage. L'invention concerne en outre un poinçon de découpage pour un tel outil de découpage ou de poinçonnage. L'invention concerne enfin un procédé de réalisation de percements dans des pièces en matériau thermoplastique, comprenant les étapes suivantes: insertion de la pièce entre une matrice de découpage et un serre-flan, découpage du percement à travers la pièce avec un poinçon de découpage, de telle sorte que la pièce s'appuie lors du découpage contre la matrice de découpage, - repoussage de la région circonférentielle de la pièce autour du percement par le poinçon de découpage de telle sorte qu'une région de bord du percement est décalée par déformation plastique hors du plan de la surface de la pièce en direction de la matrice de découpage. Un outil de découpage ou de poinçonnage du type mentionné en introduction, un poinçon de découpage à cet effet et un procédé de réalisation de tels percements sont connus par le document DE 100 32 458 Al. De tels outils de découpage ou de poinçonnage sont notamment utilisés en construction automobile pour preparer des pièces en matière plastique a equiper de composants supplémentaires. Les composants supplémentaires sont, une fois le découpage effectué, insérés dans les percements réalisés. Dans le cas de pièces peintes, la région de transition entre le composant supplémentaire et le percement de la pièce n'est pas très esthétique. La présente invention a donc pour but de perfectionner un outil de découpage ou de poinçonnage du type mentionné en introduction de façon à obtenir un aspect extérieur esthétique de la pièce dans l'environnement du percement une fois le découpage effectué. Selon l'invention, ce but est atteint, en ce qui concerne l'outil de découpage ou de poinçonnage, par un outil de découpage ou de poinçonnage dont le tranchant se termine sur sa circonférence, en direction d'une région de bord circonférentiel de la paroi d'enveloppe, par une partie repoussée concave entourante ou circonférentielle dont le rayon de courbure concave satisfait à la relation R > 2 mm. Selon l'invention, on a constaté que l'aspect extérieur dans l'environnement du percement lorsque le composant supplémentaire est inséré est amélioré si la surface de la pièce est en retrait vers l'intérieur, donc en éloignement de l'observateur, par rapport au composant supplémentaire inséré, de sorte que la région de bord circonférentiel autour du percement est présente en étant décalée vers l'intérieur par rapport à la surface de la pièce. Ce décalage est produit par la partie repoussée ou cambrée du tranchant du fait du rayon de courbure R > 2 mm. Ce grand rayon de courbure force la production d'un décalage d'une ampleur correspondante dans la région environnante du percement. La région de bord autour du percement est ainsi soustraite d'une manière élégante du champ de vision proprement dit. On n'a également pas besoin de cache particulier sur le composant supplémentaire pour cette région environnante. Au total, on peut avec l'outil de découpage selon l'invention produire d'une manière simple un percement visuellement soigné. On préfère un rayon de courbure R de la partie repoussée ou cambrée du poinçon de découpage qui soit supérieur à 2,5 mm. Le décalage vers l'intérieur de la région de bord autour du percement qui peut être ainsi obtenu est encore accru, ce qui améliore davantage l'aspect esthétique du percement. Le poinçon de découpage peut être ou est apte à être chauffé, en particulier dans la région de la partie repoussée. Cela facilite le façonnage par déformation plastique du décalage de la surface de la pièce vers l'intérieur par la partie repoussée. De plus, l'ensemble du processus de découpage peut se dérouler avec l'aide d'ultrasons, ce qui minimise les forces de découpage et de repoussage. Le but fixé plus haut est atteint, en ce qui concerne le poinçon de découpage, par un poinçon de découpage du type de celui faisant partie de l'outil de découpage ou de poinçonnage selon l'invention. Les caractéristiques particulières et les avantages d'un tel poinçon de découpage correspondent à ceux qui ont été mentionnés dans le contexte de l'outil de découpage ou de poinçonnage précité. Le but mentionné en introduction est atteint, en ce qui concerne le procédé de réalisation de percements, par un perfectionnement du procédé mentionné en introduction par le fait que le repoussage est effectué de telle sorte que le décalage V par déformation plastique satisfait à la relation V > 1 mm. Une telle valeur de décalage s'est avérée suffisante pour l'obtention de l'aspect esthétique souhaité. Les avantages du procédé correspondent à ceux qui ont été mentionnés dans le contexte de l'outil de découpage ou de poinçonnage, ledit procédé mettant avantageusement en oeuvre un tel outil. L'exposé qui suit décrit plus en détail un exemple de réalisation de l'invention à l'aide des dessins annexés, parmi lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale partiellement écorchée d'un outil de découpage ou de poinçonnage pour réaliser des percements dans des pièces en matériau thermoplastique; la figure 2 est une vue agrandie d'un poinçon de découpage de l'outil de découpage ou de poinçonnage selon la figure 1; et la figure 3 est une vue en coupe agrandie et partielle de la pièce une fois effectué l'usinage par l'outil de découpage ou de poinçonnage selon la figure 1. Un outil de découpage ou de poinçonnage globalement désigné 1, dont les principaux éléments sont représentés schématiquement sur la figure 1, possède un poinçon de découpage 3 à symétrie de révolution autour d'un axe longitudinal 2. Le poinçon de découpage 3 est guidé dans une ouverture de guidage 4 d'une plaque serre-flan 5. L'outil de découpage 1 possède en outre une matrice de découpage 6. Une pièce 7 à découper se trouve, maintenue serrée par la plaque serre-flan 5, entre cette dernière et la matrice de découpage 6. Un corps aspirant 8 d'un organe aspirant à dépression 9 schématiquement représenté sur la figure 1 s'applique contre la pièce 7 en vis-à-vis du poinçon de découpage 3. L'organe aspirant à dépression 9 est disposé dans une ouverture réceptrice 10 de la matrice de découpage 6. Des broches d'éjection 11, dont deux sont représentées sur la figure 1, entourent le corps aspirant 8. Lors du processus de découpage, les broches d'éjection 11 s'appliquent contre la paroi de la pièce 7 qui est opposée au poinçon de découpage. Les broches d'éjection 1 1 sont précontraintes par des ressorts 12. Frontalement, donc en direction de la pièce 7, le poinçon de découpage 3 présente un tranchant entourant 13. Ce dernier présente un profil de coupe approximativement en forme de V, à symétrie de révolution par rapport à l'axe longitudinal 2. Une circonférence extérieure Us du tranchant 13 se trouve à l'intérieur d'une circonférence extérieure Uri d'une paroi d'enveloppe 14 d'un corps de base 15 du poinçon de découpage 3. Le tranchant 13 se termine sur sa circonférence, en direction d'une région de bord circonférentiel 16 de la paroi d'enveloppe 14, par une partie repoussée concave entourante 17. Cette dernière possède un rayon de courbure concave R de 2,8 mm. D'autres rayons de courbure R > 2 mm, notamment R > 2,5 mm, sont également possibles. Au moyen d'un équipement de chauffage non représenté dans la région de la partie repoussée 17, le poinçon de découpage 3 peut être échauffé jusqu'à une température de plastification du matériau thermoplastique de la pièce 7. Avec l'outil de découpage 1, on réalise à l'aide du poinçon de découpage 3 un percement dans la pièce 7 de la manière suivante: tout d'abord, la pièce 7, qui est présente peinte d'un côté, est insérée dans l'outil de découpage 1 entre la matrice de découpage 6 et la plaque serre- flan 5. Les broches d'éjection 11 sont alors déplacées, à l'encontre de la force des ressorts 12, dans la position de serrage représentée sur la figure 1. La pièce 7 est alors orientée de telle sorte que sa surface peinte est tournée vers le poinçon de découpage 3. Dans la position insérée représentée, le corps aspirant 8 de l'organe aspirant à dépression 9 se fixe par aspiration contre la pièce 7. La position insérée de la pièce 7 est représentée sur la figure 1. Le poinçon de découpage 3 est préchauffé dans la partie repoussée 17 au moyen de l'équipement de chauffage. Ensuite, le poinçon de découpage 3 est déplacé de manière motorisée, d'en haut sur la figure 1, le long de l'axe longitudinal 2 à travers l'ouverture de guidage 4, de sorte que le tranchant 13 transperce la pièce en produisant le percement. Lors du découpage, le tranchant 13 transperce la pièce 7 jusqu'à ce que la partie repoussée 17 s'applique contre la surface peinte de la pièce 7. Du fait des forces de découpage et en particulier également du fait du chauffage de la partie repoussée 17, il se produit dans une région circonférentielle 18 tout autour du percement produit 19 un repoussage de la pièce 7 par la partie porteuse 17. Une région de bord 20 du percement 19, laquelle délimite vers l'intérieur la surface peinte de la pièce 7, est ainsi décalée par déformation plastique hors du plan de la surface peinte de la pièce en direction de la matrice de découpage 6, d'un montant de décalage V représenté sur la figure 3. Dans la région du percement 19, la surface peinte de la pièce est donc décalée maximalement vers l'intérieur du montant de décalage V. Le décalage V, qui est produit par la déformation plastique du fait du repoussage par la partie repoussée 17, satisfait à la relation V > 1 mm. Une fois achevé le découpage de la pièce 7 par le tranchant 13, une chute de la pièce 7 est initialement présente à l'intérieur du percement 19. Cette chute est aspirée par le corps aspirant 8. Une fois le découpage et le repoussage effectués, le poinçon de découpage 3 est reculé en éloignement de la pièce 7. La plaque serre-flan 5 est également éloignée de la matrice de découpage 6, de sorte que la pièce 7 est dégagée. A l'aide des broches d'éjection 11, la pièce 7 est soulevée à l'écart de la matrice de découpage 6 par la force de ressort des ressorts 12, de sorte que la chute, qui n'est pas conjointement soulevée mais est maintenue bloquée par le corps aspirant 8, est dégagée. Après avoir enlevé la pièce 7 usinée par l'outil de découpage 1, la chute maintenue par le corps aspirant 8 peut être évacuée d'une manière contrôlée. Si l'on monte maintenant un composant dans le percement 19 de la pièce 7 usinée par l'outil de découpage 1, par exemple un capteur remplissant le percement 19, on obtient, du fait de la région circonférentielle peinte 18 qui se trouve renfoncée du montant du décalage V, un aspect extérieur esthétique de la face visible peinte de la pièce 7. En résumé, l'invention concerne un outil de découpage ou de poinçonnage 1 pour réaliser des percements dans des pièces 7 en matériau thermoplastique possédant un poinçon de découpage 3 doté d'un tranchant 13 frontalement entourant. Une matrice de découpage 6 de l'outil 1 est conçue de telle sorte que la pièce 7 s'appuie lors du découpage contre la matrice de découpage 6. Le tranchant 13 possède une circonférence extérieure Us qui se trouve à l'intérieur d'une circonférence extérieure UNI d'une paroi d'enveloppe 14 d'un corps de base 15 du poinçon de découpage 3. Le tranchant 13 se termine sur sa circonférence, en direction d'une région de bord circonférentiel 16 de la paroi d'enveloppe 14, par une partie repoussée concave entourante 17. Le rayon de courbure concave de celle-ci satisfait à la relation R > 2 mm. Pour réaliser le percement 19, on insère d'abord la pièce 7 entre la matrice de découpage 6 et un serre-flan 5. Ensuite, le percement 19 est découpé à travers la pièce 7 avec le poinçon de découpage 3., la pièce 7 s'appuyant contre la matrice de découpage 6. Une région circonférentielle de la pièce 7 autour du percement est repoussée par le poinçon de découpage 3 de telle sorte qu'une région de bord du percement est décalée par déformation plastique hors du plan de la surface de la pièce en direction de la matrice de découpage 6. Le repoussage est effectué de telle sorte que le décalage par déformation plastique est supérieur à 1 mm. On obtient un outil de découpage ou de poinçonnage et un procédé de découpage ou de poinçonnage qui garantissent un aspect extérieur esthétique de la pièce dans l'environnement du percement une fois le découpage effectué. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. REVENDICATIONS 1. Outil de découpage ou de poinçonnage (1) pour réaliser des percements dans des pièces en matériau thermoplastique, - avec un poinçon de découpage (3) comprenant un tranchant (13) frontalement 5 entourant, avec une matrice de découpage (6) qui est conçue de telle sorte que la pièce (7) s'appuie lors du découpage ou du poinçonnage contre la matrice de découpage (6), - le tranchant (13) ayant une circonférence extérieure (Us) qui se trouve à l0 l'intérieur d'une circonférence extérieure (U 1) d'une paroi d'enveloppe (14) d'un corps de base (15) du poinçon de découpage (3), caractérisé en ce que le tranchant (13) se termine sur sa circonférence, en direction d'une région de bord circonférentiel (16) de la paroi d'enveloppe (14), par une partie repoussée ou cambrée concave entourante (17) dont le rayon de courbure concave (R) satisfait à la relation R > 2 mm. 2. Outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon de courbure (R) satisfait à la relation R > 2,5 mm. 3. Outil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le poinçon de découpage (3) est apte à être chauffé, en particulier dans la région de la partie repoussée 20 ou cambrée (17). 4. Poinçon pour un outil de découpage ou de poinçonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, avec un tranchant frontalement entourant, ledit tranchant ayant une circonférence extérieure qui se trouve à l'intérieur d'une circonférence extérieure d'une paroi d'enveloppe d'un corps de base dudit poinçon, poinçon (3) caractérisé en ce que le tranchant (13) se termine sur sa circonférence, en direction d'une région de bord circonférentiel (16) de la paroi d'enveloppe (14), par une partie repoussée ou cambrée concave entourante (17) dont le rayon de courbure concave (R) satisfait à la relation R > 2 mm. 5. Procédé de réalisation de percements (19) dans des pièces (7) en 30 matériau thermoplastique, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - insertion de la pièce (7) entre une matrice de découpage (6) et un serre-flan (5), découpage du percement (19) à travers la pièce (7) avec un poinçon de découpage (3), de telle sorte que la pièce (7) s'appuie lors du découpage contre la matrice de découpage (6), - repoussage de la région circonférentielle (18) de la pièce (7) autour du percement (19) par le poinçon de découpage (3) de telle sorte qu'une région de bord (20) du percement (19) est décalée par déformation plastique hors du plan de la surface de la pièce en direction de la matrice de découpage (6), caractérisé en ce que le repoussage est effectué de telle sorte que le décalage (V) par 5 déformation plastique satisfait à la relation V > 1 mm.