Brevet FR2960175A1 — publié le 20111125

-1- La présente invention concerne un procédé de poinçonnage de pièces de carrossserie de véhicules automobiles, notamment de peaux pour y installer des capteurs d'aide au stationnement ou des lave-projecteurs, une machine de poinçonnage et les pièces de carrosserie ainsi obtenues. Dans la présente description, on entend par « peau » d'une pièce de carrosserie la paroi de cette pièce qui présente une face visible de l'extérieur du véhicule une fois montée sur ledit véhicule. Il est courant de parler de peau de pare-chocs mais l'invention concerne aussi des peaux d'ailes ou des jupes, une jupe étant une paroi prolongeant un pare-chocs vers le bas, à l'avant ou à l'arrière d'un véhicule. Des capteurs à ultrasons sont couramment utilisés pour constituer des systèmes d'aide au stationnement, souvent désignés par l'acronyme PDC (pour Parc Distance Control). Dans la suite de la description, on désignera par le terme « capteur PDC » de tels capteurs à ultrasons. Les capteurs PDC se montent en général par groupes de trois, quatre ou six sur une peau de pare-chocs ou sur une jupe, en étant maintenus du côté intérieur du pare-chocs par un support, désigné support PDC, solidarisé à la face intérieure de la peau de pare-chocs. Le support maintient le capteur PDC en regard d'un orifice ménagé dans la peau de pare-chocs. Dans l'état de la technique, le montage d'un capteur PDC sur une peau de pare- chocs nécessite deux opérations distinctes, à savoir tout d'abord le poinçonnage de la peau pour former un orifice, puis la fixation du support sur la peau en regard de cet orifice. Ces deux opérations sont réalisées sur deux postes distincts, mais le plus souvent après application d'une peinture, de sorte que la peau de pare-chocs qui est manipulée pour subir ces deux traitements successifs est susceptible d'être rayée lors de son transfert ou de son dépôt sur chacun des postes. Il convient de préciser que la formation des orifices sur une peau de pare-chocs n'est en général pas effectuée lors de la fabrication de la peau, car la présence de capteurs PDC est une option que l'on ne retrouve pas sur toutes les versions commerciales du véhicule. Les peaux de pare-chocs sont donc toutes fabriquées selon une version de base dépourvue d'orifices et l'ajout des capteurs PDC est réalisée dans un second temps, le plus souvent après peinture. Les mêmes principes s'appliquent aux lave-projecteurs intégrés aux peaux de pare-chocs. La présente invention propose un procédé de poinçonnage dont la mise en oeuvre intervient lors de l'étape de formation du ou des orifices dans la peau de pare-chocs. 2960175 -2- Pour obtenir un poinçonnage de qualité qui ne laisse aucun fil ni bavure après découpe, il faut utiliser un poinçon à déplacement lent, de l'ordre de 1 millimètre par seconde, qui est actionné par un vérin puissant fournissant un effort de poinçonnage de l'ordre de 1000 daN par orifice. 5 Le coût d'un tel vérin, ainsi que les moyens nécessaires à son fonctionnement, nuisent à une optimisation poussée du poste de poinçonnage. En outre, la place qu'il faut prévoir autour de la pièce pour pouvoir la positionner sans risquer de la rayer imposent d'éloigner les poinçons du posage (c'est-à-dire du support sur lequel on dépose la pièce pour la poinçonner), ce qui augmente l'encombrement du 10 poste de poinçonnage tout en allongeant le temps de cycle car des vérins puissants mais lents mettent du temps à parcourir la distance qui les sépare de la pièce. La présente invention vise à proposer une alternative au recours à des vérins lents et puissants pour remédier aux inconvénients précités. 15 La présente invention a pour objet un procédé de poinçonnage de pièces de carrosserie, notamment d'une peau pour y installer des capteurs d'aide au stationnement ou des lave-projecteurs, selon lequel on dépose une pièce de carrosserie sur un posage à distance duquel un poinçon est maintenu en position de repos et on déplace le poinçon d'abord sur une première course en direction du 20 posage pour l'amener à proximité de la pièce, puis sur une seconde course pour percer ladite pièce, le déplacement du poinçon sur la seconde course s'effectuant à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce n'excédant pas 10mm/s, caractérisé en ce qu'on déplace le poinçon sur la première course à l'aide d'un moyen de déplacement conférant au poinçon une vitesse de déplacement par 25 rapport à la pièce d'au moins 50 mm/s. Le procédé selon l'invention est avantageux en ce qu'il dissocie les étapes d'approche du poinçon et de poinçonnage proprement dit (désigné ici « perçage ») par utilisation du poinçon. Ainsi, dans l'hypothèse où une course d'approche de 300 millimètres serait 30 ménagée pour laisser de la place autour de la pièce afin d'éviter de la rayer, le déplacement du poinçon depuis sa position de repos jusqu'à sa position d'utilisation s'effectuerait en 2 à 3 secondes, sans pour autant que la qualité du poinçonnage ne s'en trouve dégradée étant donné que le poinçonnage proprement dit (c'est-à-dire « perçage ») est toujours effectué à une vitesse réduite d'au plus 35 10 millimètres par seconde. De préférence, la vitesse de déplacement lors du perçage est d'environ 1 mm/s et la vitesse de déplacement lors de l'approche est d'environ 100 mm/s. 2960175 -3- Dans ces conditions, entre le moment où le poinçon commence sa première course et le moment où il revient en position de repos, il s'écoule, grâce à l'invention, entre 5 et 15 secondes. L'invention peut être mise en oeuvre à l'aide de différents moyens de 5 déplacement. On pourra tout d'abord recourir à un vérin à vitesse de déplacement réglable et variable. Cette solution n'est cependant pas préférée car de tels vérins sont coûteux et difficiles à régler. Une autre possibilité consiste à utiliser un vérin à chambres multiples. Une première chambre de petite section et s'étendant sur la première course procure 10 une vitesse de déplacement rapide pour une faible puissance et une deuxième chambre, mise en jeu à l'issue de la première course et s'étendant sur la seconde course, procure une faible vitesse de déplacement et une puissance élevée. Dans une troisième solution, on déplace le poiçon sur la première course à l'aide d'un vérin d'approche et sur la seconde course à l'aide d'un moyen distinct du 15 vérin d'approche. Cette troisième solution permet d'utiliser des vérins très standards, disponibles à prix modéré dans le commerce, ce qui présente des avantages en termes d'approvisionnement et de coût. Pour mettre en oeuvre le procédé décrit ci-dessus, l'invention propose 20 également une machine de poinçonnage de pièce de carrosserie, notamment de peau pour y installer des capteurs d'aide au stationnement ou des lave-projecteurs, comprenant un posage apte à recevoir une pièce de carrosserie, un poinçon maintenu en position de repos à distance du posage et des moyens de déplacement du poinçon d'abord sur une première course en direction du posage, 25 pour l'amener en position d'utilisation à proximité de la pièce, puis sur une seconde course pour percer ladite pièce, les moyens de déplacement étant prévus pour que le déplacement du poinçon sur la seconde course s'effectue à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce n'excédant pas 10 mm/s. La machine est caractérisée en ce que les moyens de déplacement sont prévus pour que le 30 déplacement du poinçon sur la première course s'effectue à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce d'au moins 50 mm/s. La machine selon l'invention peut en outre présenter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, considérées seules ou en combinaison. - Les moyens de déplacement comprennent un vérin à chambres multiples pour 35 la première course et pour la seconde course, - les moyens de déplacement comprennent un vérin d'approche pour la première course et un moyen distinct du vérin d'approche, pour la seconde course, 2960175 -4- - les moyens de déplacement comprennent un vérin de poinçonnage pour la seconde course, - le vérin de poinçonnage est couplé à un mécanisme de démultiplication d'efforts, 5 -le poinçon est monté à une première extrémité d'une colonne axialement mobile ayant une première et une seconde extrémité opposées et dont la longueur est sensiblement celle de la première course et qui parcourt la première course pour venir placer sa seconde extrémité dans le voisinage du mécanisme de démultiplication d'effort pour subir une poussée de la part de ce mécanisme 10 pendant la seconde course, - le mécanisme de démultiplication d'efforts comprend une came agissant comme un coin sur un galet de came solidaire du poinçon, - le poinçon et les éléments mobiles avec ledit poinçon lors de la première course sont reliés à un contrepoids qui réduit leur poids apparent, 15 -le poids apparent précité est choisi pour que le poinçon et les éléments mobiles avec lui se déplacent depuis la position de repos du poinçon jusqu'à sa position d'utilisation sous l'effet de leur seul poids apparent, le vérin d'approche ayant pour fonction de ramener le poinçon de sa position d'utilisation à sa position de repos et éventuellement de régler la vitesse d'approche. 20 -le vérin d'approche et/ou le vérin de poinçonnage est un vérin pneumatique. L'invention a enfin pour objet une utilisation de la machine et une pièce de carrosserie obtenue par mise en oeuvre du procédé décrit ci-dessus. Afin de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant un mode de réalisation donné à titre d'exemple non limitatif en référence au dessin 25 annexé dans lequel : - la figure 1 est une vue en perspective d'une machine de poinçonnage conçue pour une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue depuis le côté opposé de la machine dans la position de la figure 3, 30 - les figures 3 à 6 sont des vues analogues à la figure 1 montrant la machine dans différents états au fur et à mesure du déroulement du procédé. Sur les figures, on utilise les références suivantes : 1 est un châssis en forme de U couché, reposant sur sa branche la servant de base au châssis. 35 2 est un «posage », c'est-à-dire un support destiné à recevoir une pièce de carrosserie devant subir le procédé de poinçonnage. Le posage 2 repose sur la base la du châssis 1. 2960175 -5- 3 est un rail de guidage vertical. Bien entendu, l'orientation du rail de guidage dépend de la course d'approche du poinçon. On fait ici l'hypothèse que la peau (non représentée) à poinçonner est horizontale, mais compte tenu de la forme souvent galbée des peaux, il est évident que d'autres rails, non représentés, 5 doivent être prévus avec des inclinaisons par rapport à la verticale. 4 est une tablette mobile apte à coulisser le long du rail 3. 5 est un vérin pneumatique à débattement vertical, dont le corps 5a est fixé au châssis 1 par l'intermédiaire d'une réglette 6, et dont la tige 5b, en saillie du corps 5a vers le bas, est solidaire de la tablette mobile 4 par l'intermédiaire d'une autre 10 réglette 7. 8 est un contrepoids, fixé à la réglette 6. Le contrepoids 8 est ici un enroulement d'un cordon 9 rappelé élastiquement par un ressort hélicoïdal (non visible) en position rentrée. Le cordon 9 est relié, par son extrémité libre, à la réglette 7 solidaire de la tablette mobile 4. Le contrepoids 8 compense une partie de la 15 masse des pièces verticalement mobiles, comme cela sera expliqué plus en détail ultérieurement. 10 désigne un moyen de déplacement porté par la branche haute lb du châssis 1. Ce moyen 10 comprend : - un vérin pneumatique horizontal (ici horizontal, car fonctionnant en 20 combinaison avec le vérin vertical 5) 11 dont le corps 11 a est fixé à la branche lb du châssis et la tige llb fait saillie horizontalement en direction du côté ouvert du châssis. Dans un segment d'extrémité s'étendant sur environ 20 cm, la tige llb est biseautée, c'est-à-dire qu'elle a une section transversale trapézoïdale (dans un plan vertical parallèle au châssis) avec un petit côté à l'avant et un grand côté à 25 l'arrière de cette section. Le grand côté correspond à l'épaisseur courante de la tige llb à la sortie du vérin. Dans ce segment d'extrémité biseauté, la face inférieure 18 de la tige est inclinée sur un dénivelé h, tandis que sa face supérieure (opposée à la face inclinée 18) est horizontale, - deux guides 12 constitués par des murets munis d'orifices de guidage de la 30 tige 11 b du vérin horizontal, dimensionnés pour permettre à la face supérieure horizontale de la tige 11 b de demeurer en contact avec le bord supérieur de chaque orifice pour pouvoir s'y appuyer, - une colonne verticale 13, traversant la branche haute lb du châssis et la tablette mobile 4, par des orifices 14 et 15 prévus à cet effet dans chacune d'elles. 35 L'extrémité haute 16 de la colonne porte un galet 17. La colonne 13 peut coulisser verticalement par rapport à la branche haute 1 b à travers l'orifice 14, tandis qu'elle est solidaire de la tablette 4 en étant coincée dans l'orifice 15. Ainsi, lorsque la 2960175 -6- tablette 4 et la colonne 13 descendent vers le bas, le galet 17 se positionne juste en dessous de l'extrémité avant de la tige 11 b du vérin horizontal 11, dans le dénivelé h. Une fois dans cette position, le galet 17 vient rouler contre la face inférieure inclinée 18 de la tige 11 b si cette dernière avance entre les deux guides 5 12 sous l'effet du vérin horizontal 11, ce qui provoque une descente de la colonne 13 sur une hauteur légèrement inférieure au dénivelé h (h étant le maximum, qui est atteint si le galet rencontre l'arête inférieure avant de la tige). A l'extrémité opposée au galet 17, la colonne porte un poinçon 19 (constitué de façon classique d'une matrice et d'un dévétisseur). 10 Le contrepoids 8 compense une partie de la masse de l'ensemble (désigné « unité mobile ») constitué par le poinçon (19) et les élements mobiles avec le poinçon lors de la première course, à savoir la tige de vérin 5b, la tablette 4, la réglette 7, la colonne 13 et le galet 17, tant à la descente qu'à la remontée. On va maintenant décrire les différentes étapes du déroulement du procédé. 15 Figure 1 : Le dispositif est au repos. Aucun vérin n'est actionné. La tablette 4 est en position haute, tout comme la colonne 13. Figure 3 : Le vérin vertical 5 a laissé descendre l'unité mobile vers le bas, sous l'effet de son poids apparent (résultant de la différence entre son poids réel et le poids compensé par le contrepoids 8). Le galet 17 se retrouve en regard de la face 20 inférieure inclinée 18 de la tige du vérin horizontal 11. Ce premier mouvement s'est produit à vitesse élevée, c'est-à-dire à 100 mm/s, sous le contrôle du vérin 5. A l'issue de ce mouvement, le poinçon 18 se trouverait à proximité de la peau (non représentée) d'une pièce de carrosserie si une telle pièce était positionnée sur le posage 2. 25 Figure 4 : Le vérin horizontal 11 a poussé vers l'avant la tige 11 b, dont la face supérieure est restée en appui contre les bords supérieurs des orifices des guides 12 et dont la face inférieure inclinée 18 a repoussé vers le bas le galet 17, donc la colonne 13 avec le poinçon 18 et la tablette 4, sur une faible hauteur. Ce second mouvement, qui correspond à l'opération de perçage (poinçonnage proprement dit) 30 d'une pièce de carrosserie si elle était présente sur le posage 2, s'est produit à vitesse lente, du fait du rapport entre la course horizontale de la tige 11 b et la course verticale de la colonne 13. Du fait de ce même rapport, la puissance du perçage est démultipliée dans les mêmes proportions, de sorte que même avec un vérin horizontal 11 de puissance réduite, on peut atteindre une puissance de 35 poinçonnage suffisante. L'ensemble constitué par l'extrémité biseautée de la tige horizontale 11 b, les guides 12 et le galet 17 forme un démultiplicateur d'effort pour le poinçonnage. Tout autre système pourrait être prévu pour remplir la même 2960175 -7- fonction, par exemple un mécanisme de renvoi à bras de levier, ou palonnier. Figure 5 : le vérin horizontal 11 revient en position initiale, tige 11 b rentrée. Figure 6 : le vérin vertical 5 fait remonter la tablette 4 (et donc aussi la colonne 13 et les autres constituants de l'unité mobile). Grâce au contrepoids, le vérin 5 n'a 5 qu'à vaincre le poids apparent de l'unité mobile. Il est bien entendu que le mode de réalisation décrit ci-dessus n'est pas limitatif. REVENDICATIONS1. Procédé de poinçonnage de pièces de carrosserie, notamment d'une peau pour y installer des capteurs d'aide au stationnement ou des lave-projecteurs, selon lequel on dépose une pièce de carrosserie sur un posage (2) à distance duquel un poinçon (19) est maintenu en position de repos et on déplace le poinçon (19) d'abord sur une première course en direction du posage (2) pour l'amener à proximité de la pièce, puis sur une seconde course pour percer ladite pièce, le déplacement du poinçon (19) sur la seconde course s'effectuant à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce n'excédant pas 10mm/s, caractérisé en ce qu'on déplace le poinçon (19) sur la première course à l'aide d'un moyen de déplacement (5) conférant au poinçon une vitesse de déplacement par rapport à la pièce d'au moins 50 mm/s. 2. Procédé selon la revendication 1, selon lequel on déplace le poinçon (19) sur la première course à l'aide d'un vérin d'approche (5) et sur la seconde course à l'aide d'un moyen distinct du vérin d'approche. 3. Machine de poinçonnage de pièces de carrosserie, notamment d'une peau pour y installer des capteurs d'aide au stationnement ou des lave-projecteurs, comprenant un posage (2) apte à recevoir une pièce de carrosserie, un poinçon (19) maintenu en position de repos à distance du posage (2) et des moyens de déplacement du poinçon (19) d'abord sur une première course en direction du posage, pour l'amener en position d'utilisation à proximité de la pièce, puis sur une seconde course pour percer ladite pièce, les moyens de déplacement (5, 10) étant prévus pour que le déplacement du poinçon (19) sur la seconde course s'effectue à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce n'excédant pas 10mm/s, caractérisée en ce que les moyens de déplacement (5, 10) sont prévus pour que le déplacement du poinçon (19) sur la première course s'effectue à une vitesse de déplacement par rapport à la pièce d'au moins 50 mm/s. 4. Machine selon la revendication 3, dans laquelle les moyens de déplacement (5, 10) comprennent un vérin d'approche (5) pour la première course et un moyen (10) distinct du vérin d'approche, pour la seconde course. 5. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans laquelle les moyens de déplacement (5, 10) comprennent un vérin de poinçonnage (11) pour déplacer le poinçon (19) sur la seconde course. 6. Machine selon la revendication 5, dans laquelle le vérin de poinçonnage (11) est couplé à un mécanisme de démultiplication d'effort. 7. Machine selon la revendication 6, dans laquelle le poinçon (19) est monté à 2960175 -9- une première extrémité d'une colonne (13) axialement mobile ayant une première et une seconde extrémité opposées et dont la longueur est sensiblement celle de la première course et qui parcourt la première course pour venir placer sa seconde extrémité (16) dans le voisinage du mécanisme de démultiplication d'effort pour 5 subir une poussée de la part de ce mécanisme pendant la seconde course. 8. Machine selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, dans laquelle le mécanisme de démultiplication d'effort comprend une came (18) agissant comme un coin sur un galet de came (17) solidaire du poinçon (19). 9. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans laquelle le 10 poinçon (19) et les éléments mobiles avec ledit poinçon (19) lors de la première course sont reliés à un contrepoids (8) qui réduit leur poids apparent. 10. Machine selon la revendication 9, dans laquelle le poids apparent est choisi pour que le poinçon (19) et les éléments mobiles avec lui se déplacent depuis la position de repos du poinçon jusqu'à sa position d'utilisation sous l'effet de leur 15 seul poids apparent, le vérin d'approche (5) ayant pour fonction de ramener le poinçon (19) de sa position d'utilisation à sa position de repos et éventuellement de réguler la vitesse d'approche. 11. Machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans laquelle le vérin d'approche (5) et/ou le vérin de poinçonnage (19) est un vérin pneumatique. 20 12. Utilisation d'une machine selon l'une quelconque des revendications 3 à 11 pour poinçonner des pièces de carrosserie. 13. Pièce de carrosserie obtenue par mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendication 1 et 2.