Brevet FR2914571A1 — publié le 20081010

OUTIL D'EMBOUTISSAGE POUR LA MISE EN FORME DES BORDS D'UNE PIECE DE TâLERIE, NOTAMMENT D'UN CAPOT DE VEHICULE. La présente invention concerne un outil d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie. Elle concerne également un procédé d'emboutissage, qui utilise un tel outil. L'outil d'emboutissage de la présente invention et le procédé utilisant un tel outil s'appliquent notamment, mais non exclusivement, à la mise en forme des bords d'un ouvrant de véhicule, en particulier d'un capot de véhicule automobile. Il peut s'appliquer, toutefois, à d'autres pièces de tôlerie, notamment à d'autres pièces de carrosserie. Si l'on considère, à titre d'exemple, un capot de véhicule automobile, la mise en forme des bords de la tôle qui constitue le capot comprend, de manière conventionnelle, une opération dite de tombage des bords de la tôle et une opération dite de renvoi des bords latéraux . Ces deux opérations sont réalisées sur des postes différents avec des outillages d'emboutissage distincts. Il y a nécessité, aujourd'hui, de gagner du temps dans la fabrication des éléments de carrosserie d'un véhicule, en particulier dans la mise en forme par emboutissage de leurs bords. On connaît déjà différentes solutions techniques pour optimiser la mise en forme de tôles ou d'éléments de carrosserie, en particulier de panneaux de carrosserie automobile. Ainsi, par exemple, le document US 6 032 504 décrit un procédé pour former un panneau de carrosserie d'un véhicule automobile. Ce procédé comprend les étapes suivantes . - on place une feuille de métal dans une presse à matricer, - on fixe une première partie périphérique de la feuille de métal entre les surfaces de serrage de la presse à matricer, on déplace les surfaces de serrage d'une 5 structure de matrice centrale, de manière à déformer la feuille de métal sur ladite structure, - on fixe une seconde partie périphérique de la feuille de métal entre une bride de la presse à matricer et la structure de matrice centrale après que la feuille 10 de métal ait été déformée sur la structure de matrice centrale, on déplace les surfaces de serrage de la structure de matrice centrale pour étirer la feuille de métal sur la structure de matrice centrale après que la 15 seconde partie périphérique de la feuille de métal ait été fixée, et - on procède au matriçage de la feuille de métal entre la structure centrale et une surface de presse opposée après que la feuille de métal ait été étirée sur 20 la structure de presse, de manière à donner à la feuille de métal la configuration souhaitée. On connaît également, selon le document US 7 086 265 B2, un procédé pour commander le flux de matière au cours de l'emboutissage d'une feuille de 25 métal, dans lequel il y a compression des bords de la feuille de métal entre au moins une pièce d'arrêt supérieure et au moins une pièce d'arrêt inférieure pendant l'opération d'emboutissage, avec une force élastique contrôlable. Un outil correspondant 30 d'emboutissage est associé à la mise en oeuvre du procédé. Un cran de blocage en forme de Z est obtenu par matriçage dans le bord de la feuille de métal lorsque les pièces d'arrêt sont rapprochées. La forme de base est ensuite réalisée par emboutissage, en maintenant le cran 35 de blocage et en bloquant complètement la feuille de métal entre les pièces d'arrêt. La feuille de métal est étirée vers l'extérieur, et le cran de blocage est réduit en hauteur, ce qui facilité le déplacement vers l'extérieur de la feuille de métal. L'outil d'emboutissage comporte une pièce d'arrêt inférieure qui comprend un arrêtoir interne et un arrêtoir externe. Les arrêtoirs sont disposés de façon annulaire sur le bord de la feuille de métal et peuvent être déplacés l'un par rapport à l'autre dans la direction de maintien. Un autre exemple est constitué par l'objet du document FR 1 329 689, qui est un procédé de fabrication d'un élément de carrosserie, dans lequel on prévoit un flan unique pour l'emboutissage simultané d'éléments de carrosserie contigus et d'une gouttière formée en creux dans la zone intercalaire du flan qui sépare ces éléments en correspondance avec un jeu fonctionnel prévu entre eux. La gouttière est ensuite séparée par découpage en deux lèvres qui sont rabattues, afin de constituer des rebords aux éléments de carrosserie. Les rebords de deux éléments contigus peuvent être rabattus d'équerre, par exemple, et du même côté vers l'intérieur. Le document décrit également un outillage pour la mise en oeuvre de ce procédé, qui comprend un outil d'emboutissage simultané des éléments de carrosserie contigus et d'une gouttière séparatrice, un outil combiné de découpage de la gouttière et de relevage des lèvres isolées au préalable, afin de constituer des rebords aux éléments de carrosserie. Le but de la présente invention est de fournir un outil d'emboutissage unique pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie, qui permette la réalisation séquentielle de deux opérations distinctes de mise en forme des bords de la pièce de tôlerie, alors que deux outillages sont nécessaires dans les solutions de l'art antérieur. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel outil d'emboutissage, qui soit adapté notamment à la réalisation des deux opérations de mise en forme dites de tombage des bords et de renvoi des bords latéraux d'une pièce de tôlerie constitutive d'un capot de véhicule automobile. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel outil d'emboutissage, qui apporte un gain 5 économique important. Un autre but de la présente invention est de fournir un tel outil d'emboutissage, qui soit de conception simple, de réalisation aisée, qui soit robuste et fiable, et dont le procédé de mise en oeuvre soit 10 également simple et économique. Pour parvenir à ces buts, la présente invention propose un nouvel outil d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie, qui comporte des moyens de serrage de la pièce qui ne s'appliquent pas sur 15 le bord à mettre en forme, un premier poinçon monté sur un coulisseau supérieur pour réaliser la première opération de mise forme, une contre-forme et un second poinçon, monté sur un coulisseau inférieur, pour réaliser la seconde opération de mise en forme, et une liaison 20 mécanique qui relie les deux coulisseaux de telle sorte que le déplacement du coulisseau supérieur, après une course qui correspond à la réalisation de la première opération de mise en forme, déclenche le déplacement du coulisseau inférieur contre la contre-forme, de façon à 25 réaliser ainsi la deuxième opération de mise en forme de la pièce de tôlerie placée entre le second poinçon et ladite contre-forme par la première opération de mise en forme. Selon un mode de réalisation préféré de 30 l'invention, le déplacement du coulisseau supérieur est un déplacement sensiblement vertical, et le déplacement du coulisseau inférieur est un déplacement sensiblement horizontal. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention 35 également, le coulisseau supérieur est monté sur un bâti supérieur déplaçable en translation selon une direction sensiblement verticale, ledit bâti supérieur servant de support à ladite liaison mécanique qui relie les deux coulisseaux. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention également, la liaison mécanique qui relie les deux coulisseaux est constituée par une liaison à plans inclinés qui transforme le mouvement de translation sensiblement vertical du bâti supérieur et du coulisseau supérieur en un mouvement de translation sensiblement horizontal du coulisseau inférieur. La liaison à plans inclinés est constituée par deux pavés de glissement inclinés, de même inclinaison, solidaires du bâti supérieur et du coulisseau inférieur, respectivement. Le coulisseau supérieur est monté coulissant sur le bâti supérieur par l'intermédiaire d'un palier de coulissement et est solidaire du bâti supérieur par l'intermédiaire d'un moyen élastique de type ressort. De préférence, après réalisation de la première opération de mise en forme des bords de la pièce de tôlerie, le déplacement en translation du coulisseau supérieur est arrêté par des compensateurs contre lesquels ledit coulisseau supérieur vient en appui. De préférence également, les moyens de serrage de la pièce de tôlerie sont constitués par une coiffe sur laquelle est chargée la pièce de tôlerie et un presseur général, solidaire du bâti supérieur par l'intermédiaire d'un moyen élastique de type à ressort. La distance, en position ouverte de l'outil, entre les pavés de glissement de la liaison à plans inclinés, ainsi que l'angle d'inclinaison desdits pavés de glissement sont calculés de manière à déplacer le premier poinçon et le second poinçon, de manière séquentielle, sur des courses respectives suffisantes pour réaliser la première opération et la seconde opération de mise en forme des bords de la pièce, respectivement. Le coulisseau inférieur est monté coulissant selon sa direction de déplacement sur un bâti inférieur fixe. La présente invention propose également un nouveau procédé d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie. Ce nouveau procédé est mis en oeuvre sur un outil d'emboutissage unique conforme à celui décrit ci-dessus dans ses grandes lignes, et les deux opérations de mise en forme des bord de la pièce de tôlerie sont réalisées séquentiellement en une seule opération de déplacement du bâti supérieur, la première opération de mise en forme se réalisant pendant la première partie de la course du déplacement du bâti supérieur par l'action du premier poinçon, solidaire du coulisseau supérieur, sur la pièce et la seconde opération de mise en forme se réalisant pendant la seconde partie de la course du même déplacement du bâti supérieur par l'action du second poinçon, solidaire du coulisseau inférieur, sur la pièce de tôlerie. La pièce de tôlerie peut être un ouvrant de véhicule, en particulier un capot de véhicule automobile, la première opération de mise en forme pouvant être une opération de tombage des bords du capot et la seconde opération pouvant être une opération de renvoi des bords latéraux du capot. Enfin, la présente invention concerne un capot de véhicule, en particulier de véhicule automobile, dont les bords sont formés par une double opération de tombage des bords et de renvoi des bords latéraux , selon un procédé conforme au procédé décrit ci-dessus. D'autres buts, avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit d'un mode de réalisation préféré, non limitatif de l'objet et de la portée de la présente demande de brevet, accompagnée de dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue frontale, en coupe, schématique, de l'outil d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie selon la présente invention, la pièce étant chargée dans l'outil d'emboutissage en position ouverte avant toute opération, -la figure 2 est une vue frontale, en coupe, schématique, de l'outil de la figure 1 en position de fermeture et de serrage de la pièce de tôlerie, -la figure 3 est une vue frontale, en coupe, schématique, de l'outil des figures 1 et 2 au cours de la première opération dite de tombage des bords de la pièce de tôlerie, et - la figure 4 est une vue frontale, en coupe, schématique, de l'outil des figures 1, 2 et 3 au cours de la seconde opération dite de renvoi des bords latéraux de la pièce de tôlerie. En référence à la figure 1, une pièce de tôlerie 1, qui peut être, par exemple, une tôle de capot de véhicule automobile, est chargée dans l'outil d'emboutissage. Elle est placée sur la partie inférieure ou coiffe 2 de moyens de serrage, qui comportent aussi une partie supérieure ou presseur général 3, déplaçable en translation sensiblement verticale selon la direction référencée g . Un premier coulisseau, désigné aussi coulisseau supérieur , référencé 4, est monté coulissant selon une direction d sensiblement verticale sur un bâti supérieur 10, par l'intermédiaire d'un palier de coulissement 11a, 11b, la partie cylindrique 11a étant solidaire du bâti supérieur 10 et la partie cylindrique 11b étant solidaire du coulisseau supérieur 4. Le bâti supérieur 10 est déplaçable selon la direction référencée h , qui est la même direction que la direction d de déplacement du coulisseau supérieur 4. Un poinçon 9 est monté solidaire à l'extrémité du coulisseau 4. Un second coulisseau 5, désigné aussi coulisseau inférieur 5, est monté déplaçable en translation selon la direction référencée e , sensiblement horizontale, sur un bâti inférieur 13. Un second poinçon 6 est monté solidaire à l'extrémité du coulisseau inférieur 5 qui est tournée vers la pièce de tôlerie 1. Une contre-forme 7 est montée adjacente à la coiffe 2. La contre-forme 7 est déplaçable en translation selon la direction désignée f sur le dessin de la figure 1, de manière à venir se placer contre la pièce de tôlerie 1 ou en retrait de cette dernière. Une liaison de type à glissière pour le déplacement en translation du coulisseau inférieur 5 selon la direction e est illustrée de manière très schématique par le pavé de glissement référencé 14. Les références 15 et 16 désignent des pavés de glissement, solidaires du bâti supérieur 10 et du coulisseau inférieur 5, respectivement, pour l'entraînement du coulisseau inférieur 5 par le bâti supérieur 10, comme il est exposé plus loin dans le présent texte. En référence maintenant à la figure 2, le presseur général 3 et le bâti supérieur 10 commencent à descendre selon une direction sensiblement verticale, qui est celle représentée par g et h . Ce mouvement de descente a pour résultat d'entraîner le presseur général 3 et le coulisseau supérieur 4 vers le bas. Le presseur général 3 vient en contact avec la pièce de tôlerie 1 et la presse sur la coiffe 2 dans sa partie principale en laissant libre les bords de la pièce 1 à former. Simultanément, la contre-forme 7 vient se mettre en place contre le bord de la pièce 1. En référence à la figure 3, le bâti supérieur 10 continue à descendre, et comprime les ressorts 17 et 18, du coulisseau 4 et du presseur général 3, respectivement. Le poinçon 9, en se déplaçant selon la direction sensiblement verticale d au droit des bords des moyens de serrage 2, 3 et de la contre-forme 7, vient plier le bord de la pièce 1 en saillie vers l'extérieure des moyen de serrage et de la contre-forme. Le pliage des bords de la pièce 1 suivant un angle voisin de 90 constitue une première opération de mise en forme appelée aussi tombage des bords . Cette opération de tombage des bords est réalisée avec la puissance du ressort 17 du coulisseau supérieur 4. L'opération de tombage des bords étant terminée, le coulisseau supérieur 4 est arrêté dans son déplacement vers le bas par des compensateurs de référence générale 8. Enfin, en référence à la figure 4, le bâti supérieur 10 continue de descendre, et comprime toujours les ressorts 18 du presseur général 3. Le coulisseau supérieur 4 vient en appui sur les compensateurs 8, les ressorts 17 du coulisseau supérieur se compriment. Le bâti supérieur 10 dans sa descente vient en contact avec le coulisseau inférieur 5. Ce contact s'effectue selon le plan incliné de contact entre les deux pavés de glissement 15, 16, solidaires du bâti supérieur 10 et du coulisseau inférieur 5, respectivement. La pression du bâti supérieur 10 sur le plan incliné du pavé de glissement 16, par l'intermédiaire du pavé de glissement 15, a pour résultat de provoquer le déplacement du coulisseau inférieur 5 selon la direction e contre la contre-forme 7, ce qui a pour effet de réaliser une deuxième opération de mise en forme de la pièce 1. Cette deuxième opération de mise en forme est aussi appelée opération de renvoi des bords latéraux. Dans cette opération, la pièce de tôlerie 1 est emboutie par la pression du poinçon 6, fixé à l'avant du coulisseau inférieur 5, contre la matrice ou contre-forme 7. Les deux pavés de glissement inclinés, de même inclinaison, 15 et 16, constituent une liaison mécanique à plans inclinés entre le bâti supérieur 10 et le coulisseau inférieur 5. Cette liaison mécanique transforme le mouvement sensiblement vertical de descente du bâti supérieur 10 en un mouvement sensiblement horizontal contre la pièce de tôlerie 1 du coulisseau inférieur 5. Ainsi, le mouvement de descente du bâti supérieur 10 a réalisé la séquence de deux opérations de mise en forme consécutives : une opération de tombage des bords par le déplacement du coulisseau supérieur 4 selon une direction sensiblement verticale ( d ), puis une opération de renvoi des bords par le déplacement du coulisseau inférieur 5 selon une direction sensiblement horizontale ( e ). Il va de soi que, de manière connue en soi, la distance, en position ouverte de l'outil, entre les pavés de glissement 15, 16 de la liaison à plans inclinés, ainsi que l'angle d'inclinaison desdits pavés de glissement 15, 16 sont calculés de manière à déplacer le premier poinçon 9 et le second poinçon 6, de manière séquentielle, sur des courses respectives suffisantes pour réaliser la première opération de tombage des bords et la seconde opération de renvoi des bords de la piècel, respectivement. La présente invention concerne aussi un nouveau procédé d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie 1. Ce nouveau procédé est mis en oeuvre sur un outil d'emboutissage unique conforme à celui décrit ci-dessus, qui permet de réaliser, de manière séquentielle, deux opérations de mise en forme des bord de la pièce de tôlerie 1 en une seule action de déplacement du bâti supérieur 10, à savoir une première opération de mise en forme se réalisant pendant la première partie de la course du déplacement du bâti supérieur 10 par l'action du premier poinçon 9, solidaire du coulisseau supérieur 4, sur la pièce 1 et une seconde opération de mise en forme se réalisant pendant la seconde partie de la course du même déplacement du bâti supérieur 10 par l'action du second poinçon 6, solidaire du coulisseau inférieur 5, sur la pièce de tôlerie 1. Dans le cas décrit ci-dessus d'un capot de véhicule automobile, la première opération de mise en forme est une opération de tombage des bords et en ce la seconde opération est une opération de renvoi des bords latéraux du capot. La présente invention concerne, enfin, un capot de véhicule, en particulier de véhicule automobile, dont les bords sont formés par une double opération de tombage des bords et de renvoi des bords latéraux , selon le procédé décrit ci-dessus, en utilisant l'outillage d'emboutissage décrit précédemment. La présente invention présente l'avantage de permettre la mise en forme par emboutissage des bords d'une pièce de tôlerie en une seule opération, alors que, jusqu'à présent, deux opérations distinctes sur des postes de fabrication différents avec deux outillages distincts étaient nécessaires. La présente invention apporte, par conséquent, un gain économique important, notamment en outillage d'emboutissage et en temps de réalisation. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés ci-dessus à titre d'exemples ; d'autres modes de réalisation peuvent être conçus par l'homme de métier sans sortir du cadre et de la portée de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Outil d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie (1), qui comporte des moyens de serrage (2, 3) de la pièce (1) qui ne s'appliquent pas sur le bord à mettre en forme, un premier poinçon (9) monté sur un coulisseau supérieur (4) pour réaliser la première opération de mise forme, caractérisé en ce qu'il comporte, de plus, une contre-forme (7) et un second poinçon (6), monté sur un coulisseau inférieur (5), pour réaliser la seconde opération de mise en forme, et une liaison mécanique qui relie les deux coulisseaux (4, 5) de façon que le déplacement du coulisseau supérieur (4), après une course qui correspond à la réalisation de la première opération de mise en forme, déclenche le déplacement du coulisseau inférieur (5) contre la contre-forme (7) de façon à réaliser ainsi la deuxième opération de mise en forme de la pièce de tôlerie (1) placée entre le second poinçon (6) et ladite contre-forme (7) par la première opération de mise en forme. 2. Outil d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déplacement du coulisseau supérieur (4) est un déplacement sensiblement vertical, et le déplacement du coulisseau inférieur (5) est un déplacement sensiblement horizontal. 3. Outil d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le coulisseau supérieur (4) est monté sur un bâti supérieur (10) déplaçable en translation selon une direction sensiblement verticale ( h ), ledit bâti supérieur (10) servant de support à ladite liaison mécanique qui relie les deux coulisseaux (4, 5). 4. Outil d'emboutissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la liaison mécanique qui relie les deux coulisseaux (4, 5) est constituée par une liaison à plans inclinés qui transforme le mouvement de translation sensiblement vertical du bâti supérieur (10) et ducoulisseau supérieur (4) en un mouvement de translation sensiblement horizontal du coulisseau inférieur (5). 5. Outil d'emboutissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que la liaison à plans inclinés est constituée par deux pavés de glissement inclinés (15, 16), de même inclinaison, solidaires du bâti supérieur (10) et du coulisseau inférieur (5), respectivement. 6. Outil d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le coulisseau supérieur (4) est monté coulissant sur le bâti supérieur (10) par l'intermédiaire d'un palier de coulissement (11a, 11b) et est solidaire du bâti supérieur (10) par l'intermédiaire d'un moyen élastique (17) de type ressort. 7. Outil d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que, après réalisation de la première opération de mise en forme des bords de la pièce de tôlerie (1), le déplacement en translation du coulisseau supérieur (4) est arrêté par des compensateurs (8) contre lesquels ledit coulisseau supérieur (4) vient en appui. 8. Outil d'emboutissage selon les revendications 1 et 3, caractérisé en ce que lesdits moyens de serrage (2, 3) de la pièce de tôlerie (1) sont constitués par une coiffe (2) sur laquelle est chargée ladite pièce de tôlerie (1) et un presseur général (3), solidaire du bâti supérieur (10) par l'intermédiaire d'un moyen élastique (18) de type à ressort. 9. Outil d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications 4 à 8, caractérisé en ce que la distance, en position ouverte de l'outil, entre les pavés de glissement (15, 16) de la liaison à plans inclinés, ainsi que l'angle d'inclinaison desdits pavés de glissement (15, 16) sont calculés de manière à déplacer le premier poinçon (9) et le second poinçon (6), de manière séquentielle, sur des courses respectives suffisantes pour réaliser la première opération et la secondeopération de mise en forme des bords de la pièce (1), respectivement. 10 Outil d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le coulisseau inférieur (5) est monté coulissant selon sa direction de déplacement ( e ) sur un bâti inférieur (13) fixe. 11. Procédé d'emboutissage pour la mise en forme des bords d'une pièce de tôlerie (1), caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre sur un outil d'emboutissage unique conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, et en ce que les deux opérations de mise en forme des bord de la pièce de tôlerie (1) sont réalisées séquentiellement en une seule opération de déplacement du bâti supérieur (10), la première opération de mise en forme se réalisant pendant la première partie de la course du déplacement du bâti supérieur (10) par l'action du premier poinçon (9), solidaire du coulisseau supérieur (4), sur la pièce (1) et la seconde opération de mise en forme se réalisant pendant la seconde partie de la course du même déplacement du bâti supérieur (10) par l'action du second poinçon (6), solidaire du coulisseau inférieur (5), sur la pièce de tôlerie (1). 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la pièce de tôlerie (1) est un capot de véhicule, en ce que la première opération de mise en forme est une opération dite de tombage des bords du capot et en ce que la seconde opération est une opération dite de renvoi des bords latéraux du capot. 13. Capot de véhicule, en particulier de véhicule automobile, caractérisé en ce que ses bords sont formés par une double opération de tombage des bords et de renvoi des bords latéraux , selon un procédé conforme au procédé des revendications 11 et 12.