Brevet FR2960804A1 — publié le 20111209

OUTILLAGE DE PRESSE D'EMBOUTISSAGE MUNI D'UN ORGANE ELEVATEUR [0001] Le domaine technique de l'invention concerne le milieu de l'industrie automobile, et, plus particulièrement, les procédés de fabrication de ces véhicules automobiles, le long d'une ligne d'emboutissage. Plus spécifiquement, l'invention se focalise sur les outillages de presses d'emboutissage, particulièrement utilisés lors des procédés d'élaboration et de mise en forme d'éléments de carrosserie. Les outillages d'une presse comprennent généralement un bâti inférieur et un bâti supérieur aptes à coopérer l'un avec l'autre, pour donner une forme particulière à un flan de tôle, placé initialement entre ces deux bâtis. Les procédés d'emboutissage faisant intervenir ces bâtis, mettent en oeuvre une phase de surélévation de la tôle, une fois que celle-ci a été mise en forme, afin de pouvoir facilement l'extraire du bâti inférieur. L'invention porte plus spécifiquement sur un outillage de presse, impliquant un organe d'élévation ou un élévateur, apte à surélever la tôle de façon systématique et répétitive. [0002] Les outillages de presse possédant un organe destiné à éjecter une tôle, une fois que celle-ci a été formée, existent et ont déjà fait l'objet de brevets. On peut, par exemple, citer le brevet GB2200313, qui se rapporte à un système d'éjection de pièce emboutie. Ce système se compose d'un vérin pneumatique relié à un serre-flan. Après l'opération d'emboutissage, le vérin fait remonter le serre-flan sur lequel repose la pièce emboutie, afin de la dégager de la matrice. [0003] Pour bien comprendre la description, les termes « flan », « tôle » et « flan de tôle » sont équivalents. [0004] Lors du procédé d'emboutissage d'une tôle par un outillage de presse, une fois que ladite tôle a subi l'opération de mise en forme, elle est surélevée au moyen d'au moins un organe d'élévation, afin de pouvoir être extraite, au moyen de pinces ou de godets, du bâti inférieur, et plus généralement, d'un serre-flan de ce bâti inférieur. Or, bien souvent, les tôles à emboutir sont recouvertes d'un film d'huile, et, durant cette phase de surélévation, lesdites tôles demeurent solidarisées au bâti supérieur en phase d'élévation, par un effet de type « ventouse », occasionné par ce film d'huile. Cette mise au contact prolongée et involontaire de la tôle formée avec le bâti supérieur, rend difficile, voire impossible, sa capture pour l'extraire de cet outillage de presse, et l'entreposer dans un lieu de stockage prédéfini. Les outillages de presse selon l'invention font intervenir un élément déformable, configuré pour assurer une séparation matérielle entre chaque organe élévateur et le bâti supérieur durant la phase de retrait dudit bâti supérieur, ce découplage physique évitant tout risque de mise au contact de la tôle avec le bâti supérieur, ladite tôle reposant sur lesdits organes élévateurs, pour permettre son extraction aisée de l'outillage. De cette manière, la présence d'un film d'huile sur la tôle ne constitue plus un obstacle insurmontable, empêchant la mise en forme puis l'extraction de la tôle de l'outillage. De plus, lors de la phase d'élévation de la tôle, le déplacement des patins élévateur, ne s'effectue pas de façon homogène, et la remontée de la tôle devient instable, avec un risque de déplacement intempestif de celle-ci. Il devient alors difficile, voire impossible de s'en saisir afin de la stocker. L'organe déformable est également conçu pour synchroniser la remontée des organes élévateurs, dans le but d'assurer une montée régulière et homogène de celle-ci. [0005] La présente invention a pour objet un outillage de presse d'emboutissage, présentant un bâti inférieur fixe ou poinçon, apte à coopérer avec un bâti supérieur mobile ou matrice, pour mettre en forme une tôle placée initialement entre les deux bâtis, le bâti inférieur comportant au moins un organe élévateur prévu pour surélever la tôle par rapport au poinçon, une fois que la phase de mise en forme s'est achevée, chaque organe comprenant une source énergétique associée à un patin élévateur. La principale caractéristique d'un outillage de presse selon l'invention, est qu'un élément déformable, relie chaque patin élévateur au bâti supérieur, de manière à maintenir un écart entre chaque patin et ledit bâti, lors de la phase de retrait du bâti supérieur. L'élément déformable possède la double fonction d'éviter à la tôle emboutie, qui repose sur chaque patin élévateur, d'adhérer au bâti supérieur par mise au contact avec celui-ci, et de garantir une remontée simultanée des patins, afin que la tôle demeure stable lors de cette remontée. En effet, la tôle formée est en appui contre chaque patin élévateur, qui émerge du bâti inférieur, et le fait d'introduire un écart entre chaque patin et le bâti supérieur en phase de retrait, revient à introduire un écart constant entre ladite tôle et ledit bâti supérieur. De cette manière, la tôle ne peut jamais adhérer au bâti supérieur ou matrice, évitant ainsi de mettre en oeuvre tout effet d'aspiration de type ventouse. Généralement, une fois l'opération d'emboutissage terminée, le bâti supérieur subit une phase de retrait ascensionnelle. Il faut supposer que l'élément est déformable élastiquement, et peut, soit se comprimer, soit se détendre, de façon à introduire une certaine tolérance au moment de la phase d'emboutissage. En effet, cette caractéristique de déformabilité existe, non pas pour résoudre le problème lié à l'adhérence potentielle de la tôle contre le bâti supérieur, mais pour permettre à l'opération d'emboutissage d'avoir lieu. Autrement dit, il est nécessaire qu'un élément solide s'interpose entre le patin élévateur et le bâti supérieur, pour introduire un espace indispensable entre la tôle et ledit bâti pour éviter l'effet ventouse, mais il est avantageux que cet élément solide soit déformable, pour permettre au bâti supérieur ou matrice de venir au contact du poinçon, afin de réaliser la phase d'emboutissage dans les meilleures conditions. Les outillages de presse selon l'invention peuvent impliquer plusieurs patins, le nombre de patins étant fonction des besoins, notamment dictés par les dimensions de la tôle à former. La source énergétique permettant d'actionner chaque patin élévateur peut revêtir toute forme et être, par exemple, d'origine mécanique, pneumatique, électrique, magnétique ou autre. De façon avantageuse, l'écart entre chaque patin et le bâti supérieur est constant, pour permettre à tous les patins de remonter simultanément, et à la tôle emboutie de s'élever de façon homogène. [0006] Préférentiellement, à chaque patin correspond un organe déformable distinct. [0007] Avantageusement, chaque élément déformable est un ressort. Ce ressort ayant les qualités classiques de pouvoir se comprimer ou se détendre en fonction du contexte. [0008] De façon préférentielle, le ressort est un ressort à gaz. L'effort du ressort sera supérieur à l'effort déployé par la source énergétique pour surélever le patin. Dans le cas d'une pluralité de ressorts, ceux-ci sont parallèles entre eux, et parallèles à la direction de retrait dudit bâti. Selon un autre mode de réalisation particulier de l'invention, les ressorts utilisés peuvent également être à spirales. [0009] Préférentiellement, l'élément déformable est solidaire du bâti supérieur. [0010] De façon avantageuse, chaque patin élévateur est monté mobile sur un serre-flan, lui-même relié de façon mobile au poinçon, de manière à pouvoir accompagner le mouvement du bâti supérieur ou matrice, lors de son déplacement précédant la phase d'emboutissage de la tôle, puis lors de la phase de retrait dudit bâti supérieur après ladite phase. Le serre-plan est assimilable à une sorte de cadre dans ou sur lequel est placé le flan à former, ledit serre-plan permettant d'une part, de bloquer la tôle au niveau de sa périphérie, sous la matrice, qui est généralement de forme concave, de façon tendre la tôle sur le poinçon, qui est généralement de forme convexe durant la phase d'emboutissage et d'autre part, d'arrêter un positionnement idéal de la tôle sur la matrice. Pour cette configuration, le serre-flan émerge du poinçon, et constitue la partie du bâti inférieur, que le bâti supérieur va rencontrer en premier, lors de son déplacement précédant la phase d'emboutissage. [0011] Avantageusement, le serre flan est monté mobile sur le bâti inférieur avec des moyens déformables, aptes à se comprimer sous l'effet de la poussée du bâti supérieur lors de son déplacement précédant la phase d'emboutissage de la tôle, et aptes à se détendre au moment du retrait dudit bâti, après ladite phase. Autrement dit, le serre-flan qui est conçu pour placer correctement la tôle sur le bâti inférieur, et bloquer la périphérie de ladite tôle sous le bâti supérieur après contact avec celui-ci, accompagne la descente du bâti supérieur juste avant la phase d'emboutissage, grâce aux moyens déformables qui se compriment. Lorsque le bâti supérieur se retire après l'opération de formage, le serre-flan demeure au contact dudit bâti, grâce aux moyens déformables qui se détendent et repoussent ledit serre-flan contre le bâti supérieur. [0012] De façon préférentielle, chaque patin élévateur est monté mobile sur le serre-flan au moyen d'un vérin. De cette manière, une fois le formage réalisé, chaque patin est actionné par l'intermédiaire de son vérin, afin d'émerger du serre-flan, l'objectif étant de surélever la tôle formée par rapport au serre-flan, afin qu'elle puisse être extraite de la presse, au moyen de pinces ou de godets. [0013] L'invention porte également sur un procédé d'emboutissage d'un flan de tôle, dont la principale caractéristique est qu'il comporte les étapes suivantes : - La tôle à former est placée sur le serre-flan, qui émerge du poinçon du bâti inférieur, chaque patin élévateur étant rétracté dans le serre-flan, - Le bâti supérieur ou matrice s'abaisse pour venir au contact du serre-flan, puis poursuit sa course en abaissant ledit serre-flan par compression des moyens déformables, afin de venir coopérer avec le poinçon, et imprimer à la tôle la forme voulue, chaque élément déformable reliant chaque patin au bâti supérieur étant comprimé, - Une fois l'opération de formage réalisée, la matrice se retire, entrainant la remontée du serre-flan, sous l'effet des moyens déformables qui se détendent, - Chaque patin élévateur se surélève ensuite par rapport au serre-flan, en étant mu par un vérin, la tôle demeurant à distance du bâti supérieur, grâce à l'élément déformable, - La tôle emboutie peut alors être enlevée au moyen de pinces ou godets. 15 [0014] Les outillages de presses d'emboutissage selon l'invention, présentent l'avantage de posséder une fonctionnalité supplémentaire, qui est celle permettant à la tôle de ne jamais rester coller par un effet de type ventouse à la matrice en phase de retrait de celui-ci, tout en demeurant d'un encombrement constant. De plus, ils ont l'avantage de réaliser cette 20 amélioration, grâce à des moyens mécaniques usuels, faciles à mettre oeuvre, mais employés de façon inhabituelle et astucieuse, selon un agencement particulier. [0015] On donne ci-après une description détaillée d'un mode de réalisation préféré d'un outillage de presse selon l'invention, en se référant aux figures 1 à 3. - La figure la est une vue partielle en perspective, d'un bâti inférieur d'un 25 outillage selon l'état de la technique, le patin élévateur arasant le serre-flan, - La figure lb est une vue partielle en perspective, d'un bâti inférieur d'un outillage selon l'état de la technique, le patin élévateur émergeant du serre-flan, - La figure 2, est une partielle et agrandie, en coupe, d'un outillage de presse 5 selon l'invention. La figure 3a est une vue partielle, en coupe, d'un outillage selon l'invention, avant la phase de formage, la tôle étant placée sur le serre-flan, - La figure 3b est une vue partielle, en coupe, d'un outillage selon l'invention, pendant la phase de formage, le bâti supérieur étant au contact du poinçon 10 du bâti inférieur, - La figure 3c est une vue partielle, en coupe, d'un outillage selon l'invention, après la phase de formage, la tôle demeurant désolidarisée du bâti supérieur, [0016] En se référant aux figures la et lb, un outillage 1 de presse selon l'état de la 15 technique, comprend un bâti inférieur 2 fixe et un bâti supérieur 3 mobile (non représenté sur ces deux figures) aptes à coopérer ensemble, afin de former une tôle 4 placée initialement sur un poinçon 5 du bâti inférieur 2. Ledit bâti inférieur 2 est doté d'un serre-flan 6, monté mobile par rapport au poinçon 5, ledit serre-flan 6 étant assimilable à un cadre de positionnement, sur le poinçon 5, de la tôle 4 à former. Ce serre-flan 6 émerge 20 initialement du poinçon 5, et délimite les contours de l'emplacement prévu pour la tôle 4 sur la matrice 5. Le serre-flan 6 supporte au moins trois organes élévateurs 7, conçu pour surélever la tôle 4, une fois que celle-ci a été formée, cette surélévation étant rendue nécessaire pour désolidariser la tôle 4 du serre-flan 6, et permettre à des pinces ou à des godets de la saisir, afin de l'extraire de l'outillage 1 de presse. Chaque organe élévateur 7 25 est constitué d'un vérin 8 pneumatique associé à un patin élévateur 9. La figure la montre une partie du serre-flan 6 d'un bâti inférieur 2 de presse, lorsqu'un patin élévateur 9 est en position rétractée et arase la surface supérieure 10 du serre-flan 6. La figure lb montre la partie du serre-flan 6 de la figure la, lorsque le patin 9 a été déplacé par son vérin 8, et émerge significativement de la surface 10 supérieure du serre-flan 6. 30 [0017] En se référant à la figure 2, un outillage 1 de presse selon l'invention, comprend un ressort de refoulement 11, fixé au bâti supérieur 2 et destiné à venir en appui contre une surface supérieure 12 d'un patin 9 élévateur. Comme les outillages 1 de presse de l'état de la technique, un outillage de presse 100 selon l'invention, comprend un bâti inférieur 2 fixe, comportant un serre-flan 6 mobile, et un bâti supérieur 3 mobile destiné à venir interagir avec le bâti inférieur 2, pour former une tôle 4, initialement placée sur le serre- flan 6 du bâti inférieur 2. Le serre-flan 6 est monté mobile sur le bâti inférieur 2 par l'intermédiaire de moyens déformables (non représentés sur les figures), aptes à se comprimer sous l'effet de la poussée du bâti supérieur 3 venant coopérer avec le bâti inférieur 2 lors de la phase d'emboutissage de la tôle 4, et aptes à se détendre au moment du retrait dudit bâti supérieur 3, après ladite phase, pour permettre au serre-flan 6 d'accompagner le mouvement de retrait dudit bâti supérieur 3. Autrement dit, le serre-flan 6, qui est conçu pour positionner correctement la tôle 4 sur le poinçon 5 du bâti inférieur 2 et bloquer la périphérie de la tôle 4 sous la matrice 3 en émergeant initialement dudit bâti 2, se déplace en accompagnant la descente du bâti supérieur 3 lors de la phase d'emboutissage, grâce aux moyens déformables qui se compriment. Lorsque le bâti supérieur 3 se retire après l'opération de formage, le serre-flan 6 demeure au contact dudit bâti 3, grâce aux moyens déformables qui se détendent. La principale caractéristique d'un outillage 100 de presse selon l'invention, est la présence du ressort 11 de refoulement, fixé au bâti supérieur 3, au droit de chaque patin 9 élévateur du serre-flan 6, et venant en appui contre une surface supérieure 12 dudit patin élévateur 9. Comme l'indique la figure 2, chaque vérin 8 est fixé au serre-flan 6 au moyen d'une patte de fixation 13, et est prolongé par une tige d'élévation 14 solidaire du patin 9. Pour être plus précis, la surface supérieure 12 contre laquelle vient en appui chaque ressort 11 de refoulement, n'appartient pas exactement au patin 9, mais à une plaque de réaction 15 rapportée, implantée dans un évidement supérieur dudit patin 9, la surface supérieure de cette plaque 15 étant perpendiculaire à l'axe du ressort 11 alors que la surface 12 à la forme de la pièce 4 à emboutir. L'existence du ressort 11 de refoulement se justifie, car il assure un écart permanent entre la tôle formée 4, placée sur chaque patin élévateur 9, et le bâti 3 supérieur en phase de retrait, et qu'il permet au bâti supérieur 3 de s'abaisser au maximum pour venir coopérer, dans les meilleures conditions, avec le bâti inférieur 2, afin de réaliser l'opération de formage de la tôle 4. [0018] Un procédé d'emboutissage mis en oeuvre au moyen d'un outillage de presse 100 selon l'invention, suit les étapes suivantes. En se référant à la figure 3a, la tôle 4 à former est initialement placée sur le serre-flan 6, qui émerge du poinçon 5, les patins élévateurs 9 étant rétractés dans ledit serre-flan 6, et arasant la surface supérieure 10 dudit serre-flan 6. Ensuite, en se référant à la figure 3b, le bâti supérieur 3 s'abaisse pour venir d'abord au contact du serre-flan 6 sur lequel est positionnée la tôle 4, puis poursuit sa course en abaissant ledit serre-flan 6 par compression des moyens déformables, afin de venir au contact de la matrice 5 fixe, pour imprimer la forme voulue à ladite tôle 4, le ressort de refoulement 11 étant comprimé. Enfin, en se référant à la figure 3c, une fois que l'opération d'emboutissage a été réalisée, les vérins 8 sont actionnés mais sans effet sous l'action inverse des ressort 11, qui ont une force de poussée supérieure à celle des vérins 8, le bâti supérieur 3 se retire vers le haut, entrainant la remontée du serre-flan 6, sous l'effet des moyens déformables qui se détendent, le ressort de refoulement 11 s'allongeant quelque peu. En phase finale du procédé, les vérins 8 sous pression, libérés de la contrainte des ressorts 11, peuvent enfin surélever chaque patin élévateur 9, afin de désolidariser du serre-flan 6, la tôle 4 formée, afin qu'elle puisse être extraite de l'outillage 100 au moyen de pinces ou de godets. La phase de surélévation des patins 9 ainsi que la phase de retrait du bâti supérieur 3, s'effectuent de façon concomitante, chaque ressort de refoulement 11 maintenant un jeu identique entre chaque patin 9 et ledit bâti supérieur 3, afin d'éviter à la tôle formée 4, posée sur lesdits patins 9, de venir au contact du bâti supérieur 3, éliminant tout risque d'adhérence accidentelle, par effet ventouse. Le fait de maintenir un jeu identique entre tous les patins 9 et ledit bâti supérieur 3 pendant la phase de surélévation permet d'assurer une bonne stabilité de la pièce 4 sur les patins 9 et de ce fait une bonne prise de la pièce 4 par les pinces ou les godets. La tôle emboutie 4 peut alors être extraite de l'outillage 100, sans difficulté. REVENDICATIONS1. Outillage (1,100) de presse d'emboutissage, présentant un bâti inférieur (2) fixe ou poinçon, apte à coopérer avec un bâti supérieur (3) mobile ou matrice, pour mettre en forme une tôle (4) placée initialement entre les deux bâtis (2,3), le bâti inférieur (2) comportant au moins un organe élévateur (7) prévu pour surélever la tôle (4) par rapport au poinçon (5), une fois que la phase de mise en forme s'est achevée, chaque organe (7) comprenant une source énergétique (8) associée à un patin (9) élévateur, caractérisé en ce qu'un élément (11) déformable relie chaque patin (9) élévateur au bâti supérieur (3), de manière à maintenir un écart identique entre chaque patin (9) et ledit bâti (3), lors de la phase de retrait du bâti supérieur. 2. Outillage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à chaque patin élévateur (9) correspond un élément déformable (11) distinct. 3. Outillage de presse selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'élément déformable est un ressort (11). 4. Outillage de presse selon la revendication 3, caractérisé en ce que le ressort est un ressort (11) à gaz. 5. Outillage de presse selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'élément déformable (11) est solidaire du bâti supérieur (3). 6. Outillage de presse selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque patin (9) élévateur est monté mobile sur un serre-flan (6), lui-même relié de façon mobile au poinçon (5), de manière à pouvoir accompagner le mouvement de la matrice (3) lors de son déplacement précédant la phase d'emboutissage de la tôle (4), puis lors de la phase de retrait de ladite matrice (3) après ladite phase. 15 20 7. Outillage de presse selon la revendication 6, caractérisé en ce que chaque patin élévateur (9) est monté mobile sur le serre-flan (6) au moyen d'un vérin (8). 8. Outillage de presse selon l'une quelconque des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que le serre-flan (6) est monté mobile sur le bâti inférieur (2) avec des moyens déformables, aptes à se comprimer sous l'effet de la poussée du bâti supérieur (3) lors de la phase d'emboutissage de la tôle (4), et aptes à se détendre au moment du retrait dudit bâti (3), après ladite phase. 9. Procédé d'emboutissage d'une tôle au moyen d'une presse, munie d'un outillage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - La tôle (4) à former est placée sur le serre-flan (6), qui émerge du poinçon (5) du bâti inférieur (2), chaque patin élévateur (9) étant rétracté dans le serre-flan (6), - Le bâti supérieur (3) s'abaisse pour venir au contact du serre-flan (6), puis poursuit sa course en abaissant ledit serre-flan (6) par compression des moyens déformables, afin de venir coopérer avec le poinçon (5) et imprimer à la tôle (4) la forme voulue, chaque élément déformable (11) reliant chaque patin (9) au bâti supérieur (3) étant comprimé, - Une fois l'opération de formage réalisée, la matrice (3) se retire, entrainant la remontée du serre-flan (6), sous l'effet des moyens déformables qui se détendent, - Chaque patin (9) élévateur se surélève ensuite par rapport au serre-flan (6), en étant mu par un vérin (8), la tôle (4) demeurant à distance du bâti supérieur (3), grâce à l'élément déformable (11), 25 - La tôle emboutie (4) peut alors être enlevée au moyen de pinces ou godets.