Brevet FR2915693A1 — publié le 20081107

La présente invention concerne un outillage permettant la réalisation de trous rayonnés dans une pièce en matière plastique. Cet outillage est notamment utilisable pour toute pièce utilisée dans l'industrie automobile, et en particulier pour aménager des trous dans des pare-chocs de véhicules automobiles, destinés à recevoir des 5 capteurs à ultrasons qui permettent de renseigner un chauffeur sur la distance d'un obstacle. Il est connu d'aménager des trous rayonnés dans des pièces de pare-chocs de véhicules automobiles, c'est-à-dire des trous dont les bords d'ouverture ont été arrondis, vus dans un plan parallèle à l'axe du trou. 10 Une technique pour aménager de tels trous consiste à utiliser un outil de poinçonnage-rayonnage réalisant, par une opération unique, un poinçonnage de la pièce en matière plastique pour aménager un trou puis un rayonnage de l'arrête extérieure délimitant l'ouverture du trou. Pour ce faire, l'outil comprend une partie de poinçonnage à paroi extérieure cylindrique puis un épaulement arrondi de 15 rayonnage. Cette technique a pour avantage de ne nécessiter qu'une seule opération pour réaliser le poinçonnage et le rayonnage. Elle a cependant pour inconvénients importants de ne pas permettre l'obtention d'un rayonnage parfaitement régulier et, lorsque la pièce est peinte, de dégrader la peinture de la pièce au niveau de la zone 20 rayonnée. Une autre technique pour aménager des trous tels que précités consiste à procéder en deux opérations successives pour réaliser le poinçonnage et le rayonnage, à l'aide de deux outils différents. Cette technique permet de résoudre le problème de qualité du rayonnage obtenu mais a pour inconvénient de nécessiter 25 deux opérations successives, et donc d'augmenter substantiellement le coût d'obtention de la pièce comprenant le ou les trous rayonnés. La présente invention vise à remédier aux inconvénients des techniques précitées, en fournissant un outillage qui permette d'obtenir des trous rayonnés de qualité parfaite, dans des pièces peintes ou non peintes, par une opération unique. 30 L'outillage concerné comprend, de manière connue en soi, un outil de poinçonnage et de rayonnage comprenant une partie de poinçonnage et un épaulement arrondi de rayonnage. Selon l'invention, la partie de poinçonnage de cet outil comprend un évidement périphérique situé, dans le sens du mouvement de poinçonnage, immédiatement en 35 avant dudit épaulement, et directement raccordé à cet épaulement. 2 Les inventeurs à l'origine la présente invention ont en effet pu constater que le problème de qualité des rayonnages obtenus, selon la technique antérieure, par un outil unique de poinçonnage et de rayonnage, résultait de la forme purement cylindrique de la partie de poinçonnage. En effet, cette partie de poinçonnage, en occupant l'intégralité de l'espace du trou, empêche le fluage de la matière de la pièce généré par l'opération de rayonnage. Grâce à l'évidement périphérique selon l'invention, il existe un espace entre la paroi de la pièce délimitant le trou et la paroi de la partie de poinçonnage de l'outil, permettant à ce fluage de s'accomplir. II en résulte que le rayonnage obtenu au moyen de l'outil de poinçonnage et de rayonnage selon l'invention présente une qualité parfaite, sans aucune dégradation de la peinture de la pièce en matière plastique lorsque cette pièce est peinte. L'outil selon l'invention peut être conformé pour réaliser des trous de forme circulaire mais également de tout autre forme, par exemple elliptique, rectangulaire, carrée, à coins arrondis ou non, etc. De préférence, la partie de poinçonnage de l'outil comprend une zone de forme tronconique allant en se réduisant en diamètre en direction dudit épaulement, cette zone aménageant l'évidement précité. Cette forme s'avère tout à fait efficace pour l'obtention du résultat recherché. La pente de la paroi périphérique de cette zone tronconique peut être inférieure à 5 degrés. À titre d'exemple, pour l'aménagement d'un trou de l'ordre de 20 mm de diamètre, cette zone tronconique peut avoir une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm et présenter un plus faible diamètre réduit de 0,3 à 0,5 mm par rapport au plus fort diamètre de cette zone. Cette même pente peut cependant être supérieure à 5 degrés. Avantageusement, l'outil comprend, en avant dudit évidement dans le sens du mouvement de poinçonnage, une portion de forme extérieure cylindrique, permettant que le poinçonnage s'opère dans les meilleures conditions, en particulier avec précision en ce qui concerne le diamètre du trou aménagé par ce poinçonnage. Cette portion de forme extérieure cylindrique peut avoir une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm. Selon une possibilité, l'outillage selon l'invention comprend une matrice destinée à coopérer avec la partie de poinçonnage de l'outil pour réaliser l'opération de poinçonnage, et l'outil comprend une partie de poinçonnage dont l'extrémité de poinçonnage est pleine. 3 Selon une autre possibilité, l'outillage selon l'invention comprend un tas destiné à coopérer avec la partie de poinçonnage de l'outil pour réaliser l'opération de poinçonnage. Dans ce cas, la partie de poinçonnage de l'outil comprend une cavité aménagée dans son extrémité de poinçonnage, qui délimite, avec la paroi périphérique extérieure de cette partie de poinçonnage, une arête de découpe et qui est propre à recevoir en elle la portion de la pièce découpée par l'opération de poinçonnage. Le tas est avantageusement monté sur une embase mobile propre à coopérer avec la partie de poinçonnage de l'outil lors de l'opération de poinçonnage et propre à reculer lors de l'opération de rayonnage, étant entraînée par la partie de poinçonnage en contact avec elle. Ce recul permet au tas de s'effacer lors de l'opération de rayonnage de manière à fournir à l'outil la course suffisante pour permettre l'opération de rayonnage, en limitant ou en éliminant la contrainte axiale exercée sur la partie de poinçonnage de l'outil. L'arête de découpe que peut comprendre cette partie de poinçonnage ne risque dès lors pas d'être détériorée par un appui intensif contre le tas. La mobilité du tas peut notamment être obtenue par un montage télescopique de ce tas et de l'embase mobile par rapport à une embase fixe. L'outillage peut comprendre un ressort de rappel, exerçant une sollicitation sur le tas propre à maintenir normalement ce dernier en position de coopération avec l'outil pour la réalisation du poinçonnage, et propre à permettre le recul précité du tas pour la réalisation de l'opération de rayonnage. Ledit épaulement arrondi présente avantageusement un rayon de l'ordre de deux à quatre fois supérieur au rayon du rayonnage à réaliser, et l'outillage comprend des moyens de réglage de la course de l'outil, permettant, selon la course accomplie par cet outil, de régler le rayon du rayonnage réalisé. Notamment, le rayon générant l'arrondi de l'épaulement peut être de l'ordre de 2,5 mm pour la réalisation de rayons allant de 0,5 mm à 1 mm. Optionnellement, l'outil est équipé d'un moyen de chauffage tel qu'un barreau interne chauffant ou un collier chauffant, permettant de chauffer ladite partie de poinçonnage et ledit épaulement arrondi. Ce chauffage permet d'obtenir un meilleur aspect de la paroi de la pièce délimitant le trou obtenu. 4 L'invention sera bien comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de celle-ci apparaîtront, en référence au dessin schématique annexé, représentant, à titre d'exemple non limitatif, deux formes de réalisation possibles de l'outillage qu'elle concerne. La figure 1 est une vue schématique, en coupe axiale, de cet outillage selon une forme de réalisation et d'une portion d'une pièce en matière plastique, l'outillage comprenant un outil de poinçonnage-rayonnage et une matrice la figure 1A est une vue à échelle agrandie du détail entouré d'un cercle sur la figure 1 ; la figure 2 est une vue de l'outillage similaire à la figure 1, après poinçonnage et en cours de rayonnage ; la figure 3 est une vue de la portion de la pièce en matière plastique, après poinçonnage et rayonnage ; la figure 4 est une vue similaire à la figure 1, de l'outillage selon une autre forme 15 de réalisation et d'une portion d'une pièce en matière plastique, l'outillage comprenant un outil de poinçonnage-rayonnage et un tas mobile ; et la figure 4A est une vue à échelle agrandie du détail entouré d'un cercle sur la figure 4. Les figures 1 à 3 représentent un outillage 1 permettant la réalisation de trous 20 rayonnés 101 dans une pièce en matière plastique 100, notamment de trous aménagés dans des pare-chocs de véhicules automobiles pour recevoir des capteurs à ultrasons qui permettent de renseigner un chauffeur sur la distance d'un obstacle. L'outillage 1 comprend un outil 2 de poinçonnage et de rayonnage, et une 25 matrice 3, un vérin (non représenté) pour l'actionnement de l'outil 2 par rapport à la matrice 3 selon deux directions opposées parallèles à l'axe de cet outil, et des moyens (non représentés) de réglage de la course de l'outil. Ce vérin et ces moyens de réglage sont connus en eux-mêmes de sorte qu'il n'est pas nécessaire de les décrire en détail. 30 L'outil 2 comprend une partie de poinçonnage 5, dont l'extrémité de poinçonnage est pleine, et un épaulement arrondi 6, de rayonnage. Comme cela apparaît plus particulièrement sur la figure 1A, la partie de poinçonnage 5 comprend, à partir de son extrémité antérieure dans le sens du poinçonnage, une portion 5a de forme extérieure cylindrique et une zone 35 tronconique 5b. La portion 5a aménage, en arrière de l'arête de poinçonnage formée par la face d'extrémité de l'outil 2 et par la partie de poinçonnage 5, une zone de forme cylindrique permettant que le poinçonnage s'opère dans les meilleures conditions, en particulier avec précision en ce qui concerne le diamètre du trou 101. 5 La zone 5b va en se réduisant en diamètre en direction de l'épaulement 6. Elle a une pente inférieure à cinq degrés dans l'exemple représenté mais cette pente peut également être inclinée de plus de cinq degrés. Cette zone 5b permet ainsi d'aménager, par rapport au diamètre est présente la portion 5a, un évidement périphérique situé, dans le sens du mouvement de poinçonnage, immédiatement en avant de l'épaulement 6, et directement raccordé à cet épaulement 6. À titre d'exemple, pour l'aménagement d'un trou de l'ordre de 20 mm de diamètre, la portion 5a de forme extérieure cylindrique a une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm, et la zone tronconique 5b a une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm et présente, immédiatement en avant de l'épaulement 6, un diamètre réduit de 0,3 à 0,5 mm par rapport au diamètre qu'elle présente au niveau de son raccordement à la portion 5a. L'épaulement 6 présente un rayon de l'ordre de deux à quatre fois supérieur au rayon du rayonnage à réaliser, par exemple de l'ordre de 2,5 mm pour la réalisation de rayons allant de 0,5 mm à 1 mm. En combinaison avec les moyens de réglage de course précités, cet épaulement 6 permet, selon la course accomplie par l'outil 2, de régler le rayon du rayonnage réalisé. La matrice 3 est destinée à coopérer avec la partie de poinçonnage 5 de l'outil 2 pour réaliser l'opération de poinçonnage, et comprend à cet effet une paroi 11 délimitant un alésage 12 ajusté, au jeu près, au diamètre de la portion 5a de cette partie de poinçonnage 5. Comme cela se comprend en référence aux figures 2 et 3, la pièce 100 est engagée entre la matrice 3 et l'outil 2 et est placée contre la matrice 3 ; l'outil 2 est ensuite déplacé en direction de la pièce 100 de manière à découper la portion de celle-ci située en regard de l'alésage 12 ; la course de l'outil 2 est ensuite poursuivie jusqu'à ce que l'épaulement 6 porte contre l'arête de la pièce 100 délimitant l'ouverture du trou 101 et, selon la course préréglée de cet outil 2, réalise le rayonnage recherché. L'outil 2 est ensuite reculé et la pièce 100 est déplacée, ou une nouvelle pièce 100 est mise en place, pour le recommencement d'un nouveau cycle de poinçonnage-rayonnage. Grâce à l'évidement périphérique aménagé par la zone 5b, il existe un espace 35 entre la paroi de la pièce 100 délimitant le trou 101 et la paroi de la partie de 6 poinçonnage 5 de l'outil 2, permettant au fluage de la matière de la pièce 100, généré par le rayonnage, de s'accomplir parfaitement. Le rayonnage obtenu au moyen de l'outil 2 présente une qualité parfaite, sans aucune dégradation de la peinture de la pièce 100, lorsque cette pièce est peinte. Les figures 4 et 4A montrent que l'outillage 1 peut comprendre, en lieu et place de la matrice 3, un tas 30 destiné à coopérer avec la partie de poinçonnage 5 de l'outil 2 pour réaliser l'opération de poinçonnage. Dans ce cas, la partie de poinçonnage 5 comprend une cavité 15 aménagée dans son extrémité de poinçonnage, qui délimite, avec la paroi périphérique extérieure de cette partie de poinçonnage 5, une arête de découpe 16 et qui est propre à recevoir en elle la portion de la pièce 100 découpée par l'opération de poinçonnage. Comme cela est représenté sur la figure 4, le tas 30 est monté sur une embase mobile 31, elle-même montée sur une embase fixe 32, et un ressort 33 est interposé entre l'embase mobile 31 et l'embase fixe 32. L'embase mobile 31 comprend une partie incluant une portion tubulaire 31a engagée à coulissement sur une portion cylindrique 3a correspondante de l'embase 32, permettant l'obtention de la mobilité de l'embase 31 par mouvement télescopique. Le tas 30 est l'embase mobile 31 forment un ensemble propre à coopérer avec la partie de poinçonnage 5 de l'outil 2 lors de l'opération de poinçonnage, le ressort 33 exerçant une sollicitation sur le tas 30 propre à maintenir normalement ce dernier en position de coopération avec l'outil 2 pour la réalisation du poinçonnage, et propre à permettre un recul du tas 30 lors de l'opération de rayonnage, étant entraînée par la partie de poinçonnage 5 en contact avec le tas 30. Ce recul permet au tas 30 de s'effacer lors de cette opération de rayonnage de manière à fournir à l'outil 2 la course suffisante pour permettre cette opération, en limitant ou en éliminant la contrainte axiale exercée sur la partie de poinçonnage 5. L'arête de découpe 16 ne risque dès lors pas d'être détériorée par un appui intensif contre le tas 30. Comme cela apparaît de ce qui précède, l'invention fournit un outillage permettant la réalisation de trous rayonnés dans une pièce en matière plastique, présentant, par rapport aux outillages homologues de la technique antérieure, les avantages de déterminants de permettre d'obtenir des trous rayonnés de qualité parfaite, dans des pièces peintes ou non peintes, par une opération unique de poinçonnage et de rayonnage. 7 L'invention a été décrite ci-dessus en référence à des formes de réalisation fournies à titre de purs exemples. Il va de soi qu'elle n'est pas limitée à ces formes de réalisation et qu'elle s'étend à toutes les formes de réalisation couvertes par les revendications ci-annexées. REVENDICATIONS 1 ù Outillage (1) permettant la réalisation de trous (101) rayonnés dans une pièce (100) en matière plastique, comprenant un outil (2) de poinçonnage et de rayonnage présentant une partie de poinçonnage (5) et un épaulement arrondi (6) de rayonnage, caractérisé en ce que la partie de poinçonnage (5) de cet outil (2) comprend un évidement périphérique situé, dans le sens du mouvement de poinçonnage, immédiatement en avant dudit épaulement (6), et directement raccordé à cet épaulement (6). 2 ù Outillage (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie de poinçonnage (5) de l'outil (2) comprend une zone (5b) de forme tronconique allant en se réduisant en diamètre en direction dudit épaulement (6), cette zone (5b) aménageant l'évidement précité. 3 ù Outillage (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que la pente de la paroi périphérique de ladite zone tronconique (5b) est inférieure à 5 degrés. 4 ù Outillage (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour l'aménagement d'un trou (101) de l'ordre de 20 mm de diamètre, ladite zone tronconique (5b) a une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm et présente un plus faible diamètre réduit de 0,3 à 0,5 mm par rapport au plus fort diamètre de cette zone (5b). 5 ù Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'outil (2) comprend, en avant dudit évidement dans le sens du mouvement de poinçonnage, une portion (5a) de forme extérieure cylindrique. 6 ù Outillage (1) selon la revendication 5, caractérisé en ce que la portion (5a) de forme extérieure cylindrique a une hauteur de l'ordre de 1 à 2 mm. 7 ù Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend une matrice (3) destinée à coopérer avec la partie de poinçonnage (5) de l'outil (2) pour réaliser l'opération de poinçonnage, et en ce que l'outil (2) comprend une partie de poinçonnage (5) dont l'extrémité de poinçonnage est pleine. 8 ù Outillage (1) selon l'une des revendications à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un tas (30) destiné à coopérer avec la partie de poinçonnage (5) de l'outil (2) pour réaliser l'opération de poinçonnage. 9 ù Outillage (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie de poinçonnage (5) de l'outil (2) comprend une cavité (15) aménagée dans son extrémité de poinçonnage, qui délimite, avec la paroi périphérique extérieure de cette partie de poinçonnage (5), une arête de découpe (16) et qui est propre à recevoir en 35 elle la portion de la pièce (100) découpée par l'opération de poinçonnage. 9 10 ù Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le tas (30) est monté sur une embase mobile (31) propre à coopérer avec la partie de poinçonnage (5) de l'outil (2) lors de l'opération de poinçonnage et propre à reculer lors de l'opération de rayonnage, étant entraînée par la partie de poinçonnage (5) en contact avec elle. 11 ù Outillage (1) selon la revendication 10, caractérisé en ce que le tas (30) et l'embase mobile (31) sont montés de manière télescopique par rapport à une embase fixe (32). 12 ù Outillage (1) selon la revendication 10 ou la revendication 11, caractérisé en ce qu'il comprend un ressort de rappel (33), exerçant une sollicitation sur le tas (30) propre à maintenir normalement ce dernier en position de coopération avec l'outil (2) pour la réalisation du poinçonnage, et propre à permettre le recul précité du tas (30) pour la réalisation de l'opération de rayonnage. 13 ù Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit épaulement (6) arrondi présente un rayon de l'ordre de deux à quatre fois supérieur au rayon du rayonnage à réaliser, et en ce que l'outillage (1) comprend des moyens de réglage de la course de l'outil (2), permettant, selon la course accomplie par cet outil (2), de régler le rayon du rayonnage réalisé. 14 ù Outillage (1) selon la revendication 13, caractérisé en ce que le rayon 20 générant l'arrondi de l'épaulement (6) est de l'ordre de 2,5 mm pour la réalisation de rayon allant de 0,5 mm à 1 mm. 15 ù Outillage (1) selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que l'outil (2) est équipé d'un moyen de chauffage tel qu'un barreau interne chauffant ou un collier chauffant, permettant de chauffer ladite partie de poinçonnage (5) et ledit 25 épaulement (6) arrondi.