Brevet FR2963258A1 — publié le 20120203

"Agencement de la partie matrice d'un outil d'emboutissage" La présente invention concerne un agencement de la partie matrice d'un outil d'emboutissage comprenant au moins deux lames formant une matrice, au moins deux porte-lames entre lesquels la matrice est maintenue, et un bâti inférieur de support des porte-lames. L'appellation « pièces en U » est définie par la norme EMB SRM06 0152, Version M, Chapitre 6.3.8 et les outils d'emboutissage pour obtenir de telles pièces en U sont réalisés selon la norme EMB SRM06 0152, Version M, Chapitre 14. Aussi, un outil d'emboutissage comprend par exemple - comme représenté sur la figure 1 - une matrice 1 formée par deux lames 2, 3 et maintenue entre deux porte-lames 4, 5 disposés sur un bâti inférieur 6. Les deux porte-lames 4, 5 sont assemblés par un tirant 7 disposé au plus près du fond de la matrice 1. De plus, les porte-lames 4, 5 sont reliés l'un à l'autre par des clés (non représentées) dont chacune est pourvue d'une saignée formée sur la face opposée à celle qui est en regard des porte-lames. Cependant, un tel agencement présente des inconvénients importants: - il n'y a pas de moyens de calcul des tirants ; - les tirants sont situés trop bas par rapport à la zone de travail de la matrice ; - l'impact sur les tirants et les clés (allongement, striction, ...) n'est pas visible ; aussi, il peut y avoir ouverture de la matrice sans que celle-ci ne soit vue, avec pour conséquence qu'elle n'est pas résolue et qu'elle entraîne une altération de la géométrie de la pièce emboutie. De plus, si, par accident, plusieurs pièces à emboutir sont chargées dans l'outil, les contraintes agissant transversalement par rapport à la direction de mouvement du poinçon et de l'effort d'emboutissage dépassent une limite prédéterminée et font éclater la matrice. L'écartement des deux lames 2, 3 de la matrice 1 devrait déformer dans ce cas aussi bien le tirant 7 que les clés non représentées. Cependant, les clés ne font pas toujours leur travail et, en conséquence, de nombreuses détériorations d'outillage se produisent entraînant une réparation coûteuse et une immobilisation assez longue de l'outillage. Le but de l'invention est de remédier aux 10 inconvénients décrits ci-avant. Le but de l'invention est atteint avec un agencement de la partie matrice définie au début de la description, dans lequel, selon l'invention, au moins un élément dit fusible, adapté pour pouvoir rompre par cisaillement 15 lorsque la matrice subit une contrainte transversale à l'effort d'emboutissage et dépassant une valeur limite prédéterminée, est disposé entre les porte-lames et le bâti inférieur, au niveau de la zone de travail de la matrice. 20 La présente invention concerne également les caractéristiques supplémentaires suivantes de différents modes de réalisation possibles de l'invention : - les éléments dits fusibles sont disposés au niveau du bord supérieur des porte-lames ; 25 - chaque élément dit fusible est disposé entre un élément de rebord d'un porte-lame et un moyen de butée prévu sur le bâti inférieur ; - chaque élément dit fusible comprend deux parties de hauteurs différentes, la partie plus haute étant 30 placée en appui contre un élément de rebord de porte-lame et la partie moins haute étant placée en appui contre un moyen de butée, la face inférieure de l'élément de rebord est située au dessus de la face supérieure de la partie moins haute de l'élément dit fusible de façon que le plan 35 de cisaillement passe à travers la partie plus haute de l'élément dit fusible ; - chaque élément de rebord comprend une arête de cisaillement formée par la face inférieure parallèle à la direction de déplacement du porte-lame et une face perpendiculaire à cette direction, de l'élément de rebord ; - le bâti inférieur comprend un espace de réception des porte-lames et de la matrice, délimité par des parois latérales et une paroi de fond de support des porte-lames ; - les éléments dits fusibles sont des pièces de rechange distincts individuellement remplaçables. - l'agencement comprend un nombre d'éléments dits fusibles déterminé selon les efforts d'emboutissage. Le but de l'invention est également atteint avec un outillage d'emboutissage comprenant un agencement de la partie matrice tel que défini plus haut. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation de l'invention. La description est faite en référence aux dessins dans lesquels : - la figure 1 représente la partie matrice d'un outillage avant l'invention et venant de subir une déformation suite au chargement accidentel de plusieurs pièces à emboutir dans l'outillage, - la figure 2 représente l'agencement de l'invention en une vue du dessus sur la matrice et - la figure 3 présente l'agencement en une coupe transversale selon la ligne III-III indiquée sur la 30 figure 2. Selon le mode de réalisation représenté sur les figures 2 et 3, la partie matrice d'un outillage d'emboutissage selon l'invention comprend une matrice 1 formée par quatre lames 2A, 2B, 3A, 3B définissant entre 35 elles une zone de travail T dans laquelle plonge un poinçon (non représenté) lors de la formation d'une pièce en U par emboutissage. Les lames 2A et 3A forment une première paire de lames alignées et les lames 2B et 3B une seconde paire. Les deux paires de lames sont disposées symétriquement par rapport à un plan de symétrie A. Les lames sont maintenues ensemble par quatre porte-lames 4A, 4B, 5A, 5B disposés également par paires symétriquement par rapport au plan de symétrie A. Pour ne pas encombrer la description ci-après, les numéros de référence sont utilisés par la suite sans les lettres A, B, compte tenu de la disposition symétrique des différents éléments de l'outillage. La matrice 1 et les porte-lames 4, 5 sont supportés par un bâti inférieur 8 comprenant des corps latéraux 81, 82 entre lesquels s'étend un fond 83 sur lequel reposent les porte-lames 4, 5. Les corps latéraux 81, 82 présentent des parois latérales intérieures 84, 85 délimitant entre elles, avec le fond 83, un espace 80 dont la largeur est supérieure à celle de l'ensemble des porte-lames 4, 5 et dont la hauteur est inférieure à celle des porte-lames 4, 5. Les corps latéraux 81, 82 portent sur leurs faces supérieures 86, 87 des blocs proéminents 88, 89 servant comme moyens de butée d'éléments 11, 12 destinés à remplir la fonction de fusibles comme expliqué plus loin. Chaque corps latéral 81, 82 est pourvu de quatre blocs 88, 89 destinés à coopérer respectivement avec les porte-lames 2 et 3. Dans l'exemple représenté, les quatre porte-lames 4, 5 comportent au niveau de leur surface supérieure libre, sur leur pourtour, à des endroits distincts, des éléments de rebord en saillie 41, 51. Chaque élément de rebord en saillie 41, 51 s'étend horizontalement et présente une face inférieure 411, 511 et une face latérale verticale 412, 512 qui forment ensemble une arête 413, 513. Comme le montre la figure 2, un élément de rebord 41 se trouve sur chacune des faces latérales libres d'un porte-lame 4, en regard d'un bloc proéminent 88. De manière analogue, un élément de rebord 51 se trouve sur chacune des faces latérales libres d'un porte-lame 5, en regard d'un bloc proéminent 89. Lorsque les porte-lames 4, 5 sont mis en place à l'intérieur du bâti inférieur 8, un élément 11, 12 dit fusible est disposé entre un élément de rebord 41, 51 des porte-lames 4, 5 et un bloc proéminent 88, 89. Afin de pouvoir remplir leur rôle de fusible, les éléments 11, 12 comportent deux parties de hauteur différente. Ainsi, l'élément 11 comprend une première partie 111 avec une face supérieure 113 et une seconde partie 112 ayant une hauteur supérieure à celle de la première partie 111 et dont la face supérieure est parallèle à la face 113 de la partie 111. Comme on le voit sur la figure 3, à l'état assemblé, la face inférieure 411 de chaque élément de rebord 41 se trouve à un niveau légèrement supérieur à la face supérieure 113 de l'élément 11. De manière analogue, l'élément 12 comprend une première partie 121 avec une face supérieure 123 et une seconde partie 122 ayant une hauteur supérieure à celle de la première partie 121. La face inférieure 511 de chaque élément de rebord 51 se trouve à un niveau légèrement supérieur à la face supérieure 123 de l'élément 12. Ainsi, lorsque les lames 2, 3 de la matrice 1 et, avec elles, les porte-lames 4, 5 sont écartés, les éléments 11, 12 subissent des efforts de cisaillement exercés par les éléments de rebord 41, 51 retenus par les blocs 88, 89 formant moyens de butée des éléments 11, 12. Lorsque les efforts dépassent une valeur limite prédéterminée, les éléments 11, 12 sont cisaillés le long d'un plan de cisaillement 13, 14 s'étendant en prolongement de la face inférieure 411, 511 des éléments de rebord 41, 51. La rupture des éléments-fusibles étant plus facilement visible qu'une déformation éventuelle des moyens antérieurement utilisés, le respect des tolérances de fabrication exigées est maintenant plus facile puisque l'on peut décider plus vite sur la nécessité d'une intervention pour réparer l'outillage avant que la production ne continue. Les dispositions de l'invention apportent des avantages résultant du fait que : - le calcul des fusibles est plus simple ; leur nombre est fonction de l'effort d'emboutissage ; - les éléments fusibles sont situés au niveau de la 10 zone travail de la matrice ; - s'il y a eu plusieurs pièces dans l'outil, l'impact sur les éléments fusibles est immédiatement visible ; cet impact est limité à un cisaillement du fusible ; 15 - la réparation est simple : les fusibles pouvant être traités comme des pièces de rechange immédiatement disponibles, les fusibles cisaillés sont remplacés. De plus, comme le tableau présenté ci-après le montre, le temps d'intervention et les frais de 20 réparation de l'outillage sont incomparablement plus avantageux qu'auparavant. Système Système actuel avec fusible Réalisation d'un 4 heures 2 heures élément Immobilisation 12 heures 2 heures outil pour intervention Visualisation de Non Oui la casse REVENDICATIONS1. Agencement de la partie matrice d'un outil d'emboutissage comprenant au moins deux lames (2, 3) formant une matrice (1), au moins deux porte-lames (4, 5) entre lesquels la matrice (1) est maintenue, et un bâti inférieur (8) de support des porte-lames (4, 5), caractérisé en ce qu'au moins un élément (11, 12) dit fusible, adapté pour pouvoir rompre par cisaillement lorsque la matrice (1) subit une contrainte transversale à l'effort d'emboutissage, dépassant une valeur limite prédéterminée, est disposé entre les porte-lames (4, 5) et le bâti inférieur (8), au niveau de la zone de travail (T) de la matrice (1). 2. Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments (11, 12) dits fusibles sont disposés au niveau du bord supérieur (41, 51) des porte- lames (4, 5). 3. Agencement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque élément (11, 12) dit fusible est disposé entre un élément de rebord (41, 51) d'un porte-lame (4, 5) et un moyen de butée prévu sur le bâti inférieur. 4. Agencement selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque élément (11, 12) dit fusible comprend deux parties (111, 112, 121, 122) de hauteurs différentes, la partie plus haute (112, 122) étant placée en appui contre un élément de rebord (41, 51) de porte-lame (4, 5) et la partie moins haute (111, 121) étant placée en appui contre un moyen de butée (88, 89) et en ce que la face inférieure (411, 511) de l'élément de rebord (41, 51) est située au dessus de la face supérieure (113, 123) de la partie moins haute del'élément (11, 12) dit fusible de façon que le plan de cisaillement (13, 14) passe à travers la partie plus haute (112, 122) de l'élément (11, 12) dit fusible. 5. Agencement selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que chaque élément de rebord (41, 51) comprend une arête de cisaillement (413, 513) formée par la face inférieure (411, 511) parallèle à la direction de déplacement du porte-lame (41, 51) et une face (412, 512) perpendiculaire à cette direction, de l'élément de rebord (41, 51). 6. Agencement selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que le bâti inférieur (8) comprend un espace (80) de réception des porte-lames (4, 5) et de la matrice (1), délimité par des parois latérales (84, 85) et une paroi de fond (83) de support des porte-lames (4, 5). 7. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les éléments (11, 12) dits fusibles sont des pièces de rechange distincts individuellement remplaçables. 8. Agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un nombre d'éléments (11, 12) dits fusibles déterminé selon les efforts d'emboutissage. 9. Outillage d'emboutissage, caractérisé en ce qu'il comprend un agencement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.