Brevet FR2948042A1 — publié le 20110121

DISPOSITIF ET PROCEDE DE SERRAGE DE FLAN POUR UNE PRESSE A EMBOUTISSAGE La présente invention se rapporte à un dispositif de serrage de flan 5 pour une presse à emboutissage, à une presse à emboutissage comportant un tel dispositif et à un procédé de serrage de flan associé. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif de serrage de flan comportant un organe de serrage, parfois appelé rabatteur, mobile entre une position de repos et une position de serrage du flan, et un actionneur 10 conçu pour déplacer l'organe de serrage. De tels dispositifs de serrage sont classiquement utilisés dans le domaine de l'emboutissage de pièces métalliques ou en matière plastiques et plus particulièrement dans l'industrie automobile. Comme cela est connu en soi, l'emboutissage consiste à déformer 15 une plaque, aussi appelée flan notamment du type flan en tôle dans le cas d'un matériau métallique, au moyen d'une machine à emboutir, comprenant un outil femelle, généralement appelée matrice, et un outil mâle, généralement appelé poinçon. La déformation d'un flan par emboutissage permet notamment 20 d'obtenir des pièces creuses à cadences élevées. Une telle technique trouve des applications dans de nombreux domaines techniques, et en particulier dans le domaine de la fabrication d'éléments de carrosserie pour véhicule automobile. Avant de faire pénétrer le poinçon dans la matrice et d'emboutir le 25 flan, il est nécessaire d'immobiliser la plaque et de maîtriser sa mise en place, notamment au moyen d'un dispositif de serrage de flan, autrement appelé serre-flan. Un tel serre-flan permet de prévenir la formation de plis et / ou de cassures dans le flan à emboutir. Pour certaines pièces embouties, on peut souhaiter que ladite 30 pièce soit précontrainte et présente un galbe, notamment dans le but de pouvoir garantir une qualité de pièce et une répétabilité d'emboutissage optimales. Une manière de faire est de poser le flan sur un serre-flan lui-même galbé, le flan prenant alors au moins une partie de son galbe par gravité, c'est-à-dire sous l'effet de son propre poids. 35 La figure 1 illustre un dispositif 9 de serrage de flan, ou serre-flan, connu dans lequel l'organe de serrage 90 est monté à rotation sur un bâti 91 fixe et déplacé en rotation relativement audit bâti 91 au moyen d'un actionneur 92 du type vérin comprenant un tige 93 mobile en translation sur laquelle est articulée l'organe de serrage 90. Comme illustré en figure 1, l'organe de serrage 90 est mobile entre les deux positions suivantes : - une position de repos PR où l'organe de serrage 90 est relevé et où la tige 93 est en position sortie ou haut de course ; et - une position de serrage PS où l'organe de serrage 90 est rabaissé et où la tige 93 est en position rentrée ou bas de course. Avec un tel dispositif 9, l'organe de serrage 90 est uniquement guidé en rotation, ce qui peut présenter un certain nombre d'inconvénients tels que gêner la descente du flan sur la matrice lorsque l'organe de serrage 90 est en position de repos PR, et également limiter la course utile CU de l'organe de serrage 90 entre la position de repos PR et la position de serrage PS. II est ainsi régulièrement observé que le flan se pose contre l'organe de serrage 90 lorsque ce dernier occupe la position de repos PR. La présente invention a notamment pour but de résoudre en tout en partie les inconvénients cités ci-avant en proposant un dispositif et un procédé de serrage de flan ne gênant pas la descente du flan sur la matrice et assurant une course utile de l'organe de serrage qui soit améliorée. A cet effet, elle propose un dispositif de serrage de flan pour une presse à emboutissage, ledit dispositif comportant un organe de serrage mobile entre une position de repos et une position de serrage du flan, et un actionneur conçu pour déplacer l'organe de serrage, remarquable en ce qu'il comporte des moyens de guidage conçus pour guider l'organe de serrage en rotation et en translation entre les positions de repos et de serrage sous l'effet de l'actionneur. Ainsi, ces moyens de guidage permettent d'une part de positionner l'organe de serrage dans sa position de repos suffisamment loin du flan pour ne pas gêner sa mise en place sur la matrice de la presse d'emboutissage et, d'autre part, de réaliser une course utile préétabli pendant tout le guidage en translation. L'invention concerne notamment un dispositif de serrage de flan de tôle pour la fabrication d'éléments de carrosserie pour véhicule automobile. Selon un mode de réalisation particulier, les moyens de guidage sont conçus pour guider l'organe de serrage en rotation à partir de sa position de repos jusqu'à une inclinaison donnée de l'organe de serrage, et ensuite à guider l'organe de serrage en translation jusqu'à la position de serrage. Dans une réalisation particulière, l'actionneur est un vérin comportant une tige mobile en translation entre une position sortie et une position rentrée. Selon une caractéristique, les moyens de guidage comprennent : - une biellette présentant une première extrémité articulée sur la tige de vérin et une deuxième extrémité opposée ; - un arbre solidaire en rotation de la deuxième extrémité de la biellette et de 10 l'organe de serrage ; - au moins un rail de guidage conçu pour guider l'arbre lorsque la tige de vérin entraîne en translation la première extrémité de la biellette, ledit rail comportant au moins deux portions inclinées l'une par rapport à l'autre et dont l'une des portions est sensiblement parallèle à la tige de vérin. 15 La présente invention concerne également les caractéristiques ci après : - le rail de guidage comporte une portion inférieure sensiblement parallèle à la tige de vérin et une portion supérieure inclinée par rapport à la portion inférieure, et dans lequel l'arbre est guidé dans la portion inférieure lorsque la 20 tige de vérin est en position rentrée et est guidé dans la portion supérieure lorsque la tige de vérin est en position sortie ; - les moyens de guidage comportent un bâti, et dans lequel le rail de guidage comporte au moins une fente ménagée dans ledit bâti ; - le bâti comporte deux flasques parallèles encadrant la tige de vérin et la 25 biellette, et dans lequel le rail de guidage comporte deux fentes parallèles ménagées dans les flasques respectives du bâti et recevant chacune une extrémité de l'arbre. L'invention se rapporte également à une presse à emboutissage comportant au moins un dispositif de serrage de flan conforme à l'invention. 30 L'invention concerne notamment une presse à emboutissage de flan de tôle pour la fabrication d'éléments de carrosserie pour véhicule automobile. L'invention porte aussi sur un procédé de serrage de flan pour une presse à emboutissage, ledit procédé comportant un étape de déplacement 35 d'un organe de serrage entre une position de repos et une position de serrage du flan, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape de guidage de l'organe de serrage en rotation et en translation entre les positions de repos et de serrage. L'invention concerne notamment un procédé de serrage de flan de tôle pour la fabrication d'éléments de carrosserie pour véhicule automobile. Selon un mode de réalisation particulier, l'étape de guidage consiste à guider l'organe de serrage en rotation à partir de sa position de repos jusqu'à une inclinaison donnée de l'organe de serrage, et ensuite à guider l'organe de serrage en translation jusqu'à la position de serrage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, d'un exemple de mise en oeuvre non limitatif, faite en référence aux figures annexées dans lesquelles : - la figure 1 déjà commentée est une vue en perspective d'un dispositif de serrage connu ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de serrage conforme à l'invention ; - la figure 3 est une vue en coupe transversale partielle d'une presse à emboutissage intégrant le dispositif de serrage de la figure 2 ; - les figures 4 et 5 sont des vues détaillées de la zone III de la figure 3 où le dispositif de serrage occupe respectivement une position de repos et une position de serrage. L'invention concerne un dispositif de serrage 1 de flan F, notamment d'un flan de tôle ou d'un flan en matière plastique, conçu pour serrer le flan F avant l'étape d'emboutissage dans une presse d'emboutissage ; cette étape d'emboutissage consistant à déformer le flan F au moyen d'une machine à emboutir, comprenant un outil femelle ou matrice M visible aux figures 3 à 5, et un outil mâle ou poinçon non visible. La matrice M présente un galbe ou convexité G sur l'un de ses côtés, et le dispositif de serrage 1 est disposé sur un bâti B au bord de la matrice M pour pré-contraindre le flan F au niveau du galbe G de la matrice M, autrement dit pour plaquer ou serrer le flanc F, au moins partiellement, contre ce galbe G de la matrice M. Le dispositif de serrage 1 conforme à l'invention comporte, en référence aux figures 2 à 5 : - un organe de serrage 2 mobile entre une position de repos PR (illustrée en figure 4) et une position de serrage PS (illustrée en figure 5) du flan F, ledit organe de serrage 10 se présentant sous la forme d'un bras allongé ; - un actionneur 3 du type vérin conçu pour déplacer l'organe de serrage 2, ledit vérin 3 comportant une tige 30 commandée en translation selon une direction Z sensiblement verticale ; - des moyens de guidage 4 conçus pour guider l'organe de serrage 2 en rotation et en translation entre les positions de repos PR et de serrage PS sous l'effet du vérin 3. Les moyens de guidage 4 comportent : - un bâti 5 comportant deux flasques parallèles dans chacune desquelles est ménagée une fente 50 ; - une biellette 6 présentant une première extrémité 61 articulée sur la tige 30 de vérin et une deuxième extrémité 62 opposée ; - un arbre 7 cylindrique solidaire en rotation de la deuxième extrémité 62 de la biellette 6 et de l'organe de serrage 2, ledit arbre 7 ayant ses deux extrémités engagées dans les fentes 50 respectives des flasques du bâti 5. Les flasques du bâti 5 encadrent la tige 30 de vérin et la biellette 6, de sorte que la tige 30 coulisse entre les deux flasques du bâti 5. Les fentes 50 sont disposées en regard l'une de l'autre et sont parallèles entre elles. Chaque fente 50 est en forme générale de � r � et présente deux portions linéaires inclinées l'une part à l'autre, à savoir : - une portion inférieure, de longueur L prédéterminée, sensiblement parallèle à la tige 30 de vérin, autrement dit sensiblement verticale ; et - une portion supérieure inclinée par rapport à la portion inférieure selon un angle supérieur à 90° par exemple compris entre 90 °et 150°. La longueur L de la portion inférieure des fentes 50 respectives correspond sensiblement à la course utile de l'organe de serrage et peut ainsi être prédéfinie en ménageant des fentes 50 plus ou moins longues. Ces fentes 50 forment ensemble un rail de guidage conçu pour guider l'arbre 7 lorsque la tige 30 de vérin entraîne en translation la première extrémité 61 de la biellette 6. En effet, les fentes 50 reçoivent chacune une extrémité de l'arbre 7, de sorte que l'arbre 7 coulisse et également tourne à l'intérieur des fentes 50 sous l'effet du vérin 3 qui tire ou pousse la biellette 6. L'une des extrémités de l'arbre 7 fait saillie vers l'extérieur du flasque correspondant afin d'être solidarisée en rotation avec l'organe de serrage 2. L'autre extrémité de l'arbre fait 7 également saillie vers l'extérieur du flasque correspondant et un anneau de blocage 70 est monté sur cette autre extrémité de l'arbre 7 pour maintenir l'arbre 7 en place dans les deux fentes 50. La biellette 6 est articulée sur la tige 30 par l'intermédiaire d'une pièce de liaison 8 en forme de � U �. Cette pièce de liaison 8 est solidaire en translation de la tige 30 de vérin et la première extrémité 61 de la biellette 6 est montée à rotation sur cette pièce de liaison 8 autour d'un axe 80. La pièce de liaison 8 présente une embase 81 fixée sur l'extrémité libre de la tige 30 de vérin et deux flasques 82 parallèles sur lesquelles est monté l'axe 80 de rotation de la biellette 6. Les deux flasques 82 de la pièce de liaison 8 encadrent la première extrémité 61 de la biellette 6. L'organe de serrage 2 est incliné par rapport à la biellette 6 selon un angle proche de 90°, par exemple compris entre 8 0 et 110°, et cette inclinaison entre ces deux pièces 2, 6 est conservé pendant toutes les phases de déplacement de l'organe de serrage 2. Lorsque le dispositif de serrage 1 est en position de repos, ainsi qu'illustrée par la référence PR sur les figures 2, 3 et 4 : - la tige 30 de vérin est en position sortie ; - l'arbre 7 est engagé dans les portions supérieures respectives des fentes 20 50, et est plus particulièrement en butée contre les extrémités supérieures des fentes 50 ; - l'organe de serrage 2 est en position de repos, ce qui correspond à une position escamotée dans laquelle l'organe de serrage 2 est espacé du flan F d'une épaisseur E (visible en figure 4) lorsque ce dernier est en attente d'être 25 déposé sur la matrice M de sorte que l'organe de serrage 2 ne gêne pas la descente du flan F sur la matrice M. Lorsque le dispositif de serrage 1 est en position de serrage, ainsi qu'illustrée par la référence PS sur les figures 3 et 5 : la tige 30 de vérin est en position rentrée ; 30 l'arbre 7 est engagé dans les portions inférieures respectives des fentes 50 ; l'organe de serrage 2 est en position de serrage, ce qui correspond à une position dans laquelle l'organe de serrage 2 presse le flan F et exerce ainsi une précontrainte sur ce dernier. Le fonctionnement du dispositif de serrage 1 est le suivant pour un 35 déplacement de la position de repos PR vers la position de serrage PS. Dans une première phase, la tige 30 de vérin entame sa descente en direction de sa position rentrée, conduisant ainsi la première extrémité 61 de la biellette 6 à descendre en translation, conduisant donc l'axe 7 à suivre les portions supérieures des fentes 50 en direction des portions inférieures. Pendant cette première phase, la biellette 6 bascule autour de son axe 80 de rotation tout en ayant sa deuxième extrémité 62 qui suit les fentes 50 de guidage, jusqu'à ce que l'arbre 7 atteigne les portions inférieures des fentes 50. Ainsi, l'arbre 7 pivote également autour de l'axe 80 car cet arbre 7 est solidaire en rotation de la biellette 6, et finalement l'organe de serrage 2 pivote aussi autour de l'axe 80 car l'organe de serrage 2 est solidaire en rotation de l'arbre 7. Dans une deuxième phase, la tige 30 de vérin poursuit sa descente en direction de sa position rentrée avec l'arbre 7 qui glisse le long des portions inférieures des fentes 50. Durant cette deuxième phase, la biellette 6, l'arbre 7 et l'organe de serrage 2 ne pivotent plus et ne subissent qu'un déplacement en translation, jusqu'à la position de serrage PS. Le fonctionnement de la presse d'emboutissage comportant un tel dispositif de serrage 1 est le suivant : - le flan F est amené au-dessus de la matrice M, notamment au moyen de ventouses V, et occupe une première position d'attente au-dessus de la matrice M illustrée sur la figure 4 par la référence F0, le dispositif de serrage 1 étant en position de repos PR ; - le flan F est déposé ou lâché sur la matrice M et conserve sensiblement sa forme plane illustrée sur les figures 3 et 4 par la référence F1, le dispositif de serrage 1 conservant sa position de repos PR et ne gênant pas cette dépose ou ce lâché ; - le dispositif de serrage 1 est déplacé vers sa position de serrage PS, conduisant ainsi l'organe de serrage 2 à venir imprimer une précontrainte sur le flan qui prend alors une forme galbée, illustrée sur les figures 3 et 5 par la référence F2, épousant au moins partiellement le galbe G de la matrice M ; - le poinçon est déplacé pour emboutir le flan F en coopération avec la matrice M. Bien entendu l'exemple de mise en oeuvre évoqué ci-dessus ne présente aucun caractère limitatif et d'autres détails et améliorations peuvent 35 être apportés au dispositif selon l'invention, sans pour autant sortir du cadre de l'invention où d'autres formes ou types d'organe de serrage et/ou actionneur et/ou moyens de guidage peuvent par exemple être réalisées. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de serrage de flan (F) pour une presse à emboutissage, ledit dispositif (1) comportant un organe de serrage (2) mobile entre une position de repos (PR) et une position de serrage (PS) du flan (F), et un actionneur (3) conçu pour déplacer l'organe de serrage (2), caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de guidage (4) conçus pour guider l'organe de serrage (2) en rotation et en translation entre les positions de repos et de serrage sous l'effet de l'actionneur (3). 2. Dispositif (1) selon la revendication 1, dans lequel les moyens de guidage (4) sont conçus pour guider l'organe de serrage (2) en rotation à partir de sa position de repos (PR) jusqu'à une inclinaison donnée de l'organe de serrage (2), et ensuite à guider l'organe de serrage (2) en translation jusqu'à la position de serrage (PS). 3. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l'actionneur (3) est un vérin comportant une tige (30) mobile en translation entre une position sortie et une position rentrée. 4. Dispositif (1) selon la revendication 3, dans lequel les moyens de guidage (4) comprennent : - une biellette (6) présentant une première extrémité (61) articulée sur la tige (30) de vérin et une deuxième extrémité (62) opposée ; - un arbre (7) solidaire en rotation de la deuxième extrémité (62) de la biellette (6) et de l'organe de serrage (2) ; - au moins un rail de guidage (50) conçu pour guider l'arbre (7) lorsque la tige (30) de vérin entraîne en translation la première extrémité (61) de la biellette (6), ledit rail de guidage (50) comportant au moins deux portions inclinées l'une par rapport à l'autre et dont l'une des portions est sensiblement parallèle à la tige (30) de vérin. 5. Dispositif (1) selon la revendication 4, dans lequel le rail de guidage (50) comporte une portion inférieure sensiblement parallèle à la tige (30) de vérin et une portion supérieure inclinée par rapport à la portion inférieure, et dans lequel l'arbre (7) est guidé dans la portion inférieure lorsque la tige (30)de vérin est en position rentrée et est guidé dans la portion supérieure lorsque la tige (30) de vérin est en position sortie. 6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 4 ou 5, dans lequel les moyens de guidage (4) comportent un bâti (5), et dans lequel le rail de guidage comporte au moins une fente (50) ménagée dans ledit bâti (5). 7. Dispositif (1) selon la revendication 6, dans lequel le bâti (5) comporte deux flasques parallèles encadrant la tige (30) de vérin et la biellette (6), et dans lequel le rail de guidage comporte deux fentes (50) parallèles ménagées dans les flasques respectives du bâti (5) et recevant chacune une extrémité de l'arbre (7). 8. Presse à emboutissage comportant au moins un dispositif (1) de serrage de flan (F) conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Procédé de serrage de flan (F) pour une presse à emboutissage, ledit procédé comportant un étape de déplacement d'un organe de serrage (2) entre une position de repos (PR) et une position de serrage (PS) du flan (F), ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte une étape de guidage de l'organe de serrage (2) en rotation et en translation entre les positions de repos (PR) et de serrage (PS). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel l'étape de guidage consiste à guider l'organe de serrage (2) en rotation à partir de sa position de repos (PR) jusqu'à une inclinaison donnée de l'organe de serrage (2), et ensuite à guider l'organe de serrage (2) en translation jusqu'à la position de serrage (PS).30