Brevet FR2983095A1 — publié le 20130531

Broche de retenue destinée à être utilisée dans un outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle pour la mise en forme d'une pièce de carrosserie La présente invention se rapporte à une broche de retenue destinée à être utilisée dans un outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle pour la mise en forme d'une pièce de carrosserie et un outil de presse équipé d'une telle broche. Un outil de presse comporte généralement une partie inférieure fixe, une partie supérieure mobile en translation par rapport à la partie inférieure de façon à pouvoir venir serrer le bord d'une tôle et un outil de façonnage de la tôle, tel qu'un coulisseau par exemple, solidaire de la partie supérieure et apte à façonner la tôle en coopérant avec une matrice solidaire de la partie inférieure par exemple. Lors de la mise en forme de la pièce de carrosserie, il est nécessaire d'assurer un maintien de la tôle afin de lui éviter des déformations non souhaitées. A cet égard, la partie supérieure de l'outil comporte en outre au moins un élément mobile, appelé presseur destiné à serrer la tôle contre la partie inférieure de l'outil. De manière classique, la partie supérieure de l'outil de presse est donc constituée par un bâti supérieur et un élément presseur mobile pouvant coulisser par rapport audit bâti supérieur, lequel élément presseur mobile comporte au moins une surface de serrage de la tôle à façonner et est retenu par rapport au bâti supérieur à l'aide de moyens de retenue montés fixes dans le bâti et engagés à coulissement dans une cavité de retenue ménagée au niveau d'une paroi en regard de l'élément presseur. De préférence, le presseur mobile est lié au bâti supérieur par des ressorts qui se compriment lors du serrage du bord de tôle, les moyens de retenue du presseur permettent ainsi également de limiter la course de coulissement de l'élément presseur lors de l'ouverture de l'outil. Ainsi, lorsqu'on abaisse le bâti supérieur, l'élément presseur entre en contact avec la tôle à façonner et serre celle-ci sur une surface de serrage du bâti inférieur pour la maintenir avant l'abaissement du coulisseau permettant de façonner la tôle. Une fois l'opération de façonnage réalisée, le bâti est déplacé verticalement de manière à s'écarter de nouveau du bâti inférieur, l'élément presseur restant en contact avec la tôle pendant une certaine course de remontée du bâti supérieur de sorte que les moyens de retenue en fin de course exerçant une force de retenue sur l'élément presseur en butant contre l'extrémité de la cavité oblongue dans laquelle ils coulissent. Un tel outil est notamment décrit dans US 2002/0095969. Pour éviter des risques de déformation, on met en place des moyens d'amortissement à l'extrémité supérieure de ladite cavité oblongue. Les moyens de retenue communément utilisés dans ce type d'outil sont des broches cylindriques de section circulaire et le contact entre la broche et le bâti supérieur ainsi que le contact entre la broche et un moyen amortisseur s'effectue de manière linéaire. Il s'ensuit des phénomènes de matage, c'est-à-dire d'écrasement localisé de la matière dû à un champ de pression trop élevé dans une zone de contact entre les deux pièces, ou encore de déformation. Pour limiter ces risques, on peut proposer de mettre en place des broches de plus grand diamètre. Cependant, l'implantation de telles broches de diamètre augmenté implique d'augmenter également la hauteur de l'élément presseur pour permettre une course de coulissement de la broche suffisante. Cette hauteur plus grande de l'élément presseur induit une augmentation du poids de cet élément presseur et donc de son inertie. Il devient alors nécessaire d'implanter un moyen d'amortissement lui aussi de plus grand diamètre en correspondance au niveau de l'élément presseur, ce qui implique une plus grande hauteur de l'élément presseur pour loger ledit moyen d'amortissement et donc une augmentation de poids de l'élément presseur, et donc encore de son inertie, d'où un effet « cercle vicieux ». La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant une broche de retenue destinée à être utilisée dans un outil de presse d'une tôle pour la mise en forme d'une pièce de carrosserie, et qui permet une capacité de retenue de l'élément presseur dudit outil par rapport au bâti supérieur améliorée tout en conservant un élément presseur de dimensions satisfaisantes. A cet effet, l'invention a pour objet une broche de retenue destinée à être utilisée dans un outil de presse d'une tôle du type comportant un bâti supérieur mobile et abaissable sur un bâti inférieur fixe, ledit bâti supérieur présentant au moins un élément presseur mobile par rapport audit bâti supérieur, ladite broche étant destinée à être montée fixe dans le bâti supérieur avec une extrémité libre engagée à coulissement dans une cavité ménagée dans l'élément presseur, caractérisée en ce que ladite broche de retenue est plate et présente une section transversale rectangulaire. De manière avantageuse, une telle broche de retenue présente ainsi une fois qu'elle est montée entre le bâti supérieur et l'élément presseur de sorte que la longueur de sa section rectangulaire s'étend dans un plan perpendiculaire au plan de coulissement dudit élément presseur, une surface de contact entre broche et bâti et entre broche et moyens d'amortissement plus importante que pour les broches de section circulaire, permettant ainsi de limiter voire supprimer les phénomène de matage ou déformation. De manière encore plus avantageuse, on a pu remarquer qu'une telle broche de section rectangulaire offre une capacité de retenue équivalente à la capacité de retenue d'une broche de section circulaire dont le diamètre aurait été augmenté et qui aurait de ce fait induit une hauteur de presseur plus importante pour pouvoir la loger, contrairement à une broche plate. Ainsi, l'augmentation de la surface de contact s'effectue sans avoir besoin d'augmenter la hauteur de l'élément presseur et offre de ce fait, une capacité de retenue améliorée pour un encombrement moindre qu'avec une broche de section circulaire. La section rectangulaire de la broche permet donc de loger cette broche plate avec la longueur de ladite section s'étendant dans un plan perpendiculaire au plan de coulissement dudit élément presseur, et permet d'obtenir ainsi une retenue efficace de l'élément presseur tout en limitant l'impact sur la hauteur de cet élément presseur. On limite ainsi également le poids et, de ce fait, également l'inertie de cet élément presseur ce qui limite en conséquence le besoin en amortissement. Le tableau I suivant montre les dimensions d'une broche de retenue plate en regard d'une broche de retenue de section circulaire pour des efforts admissibles comparables. Broche Broche plate à section transversale circulaire rectangulaire selon l'invention Diamètre Epaisseur(mm) Hauteur Largeur Broche (mm) (broche) (mm) (mm) 20 10 10 65 10 12 72 32 10 16 80 40 15 20 95 50 15 26 108 63 15 35 125 80 15 47 125 Tableau I L'invention a également pour objet un outil de presse d'une tôle du type comportant un bâti supérieur mobile et abaissable sur un bâti inférieur fixe, ledit bâti supérieur comportant au moins un élément presseur mobile par rapport audit bâti supérieur, et au moins une broche de retenue montée fixe dans le bâti supérieur avec une extrémité libre engagée pouvant coulisser dans une cavité ménagée dans l'élément presseur, caractérisée en ce que ladite broche de retenue est plate et présente une section transversale rectangulaire, et est montée dans le bâti supérieur avec la longueur de sa section transversale rectangulaire s'étendant dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement dudit élément presseur, de sorte que son extrémité libre peut coulisser « à plat » dans la cavité de l'élément presseur. Selon une forme de réalisation, la broche plate de retenue coulisse dans une cavité de retenue de forme rectangulaire et de dimensions correspondantes et il est possible d'implanter au moins un élément amortisseur dans ladite cavité de retenue de l'élément presseur, dans la partie supérieure de ladite cavité. Selon une forme de réalisation préférée, on met en place deux éléments amortisseurs pour une broche plate, positionnés de manière décalée à des hauteurs différentes à l'extrémité de la cavité, d'un décalage d'une valeur d, permettant d'échelonner l'effort d'amortissement. De manière avantageuse, on utilise des éléments amortisseurs se présentant principalement sous une forme de barreau cylindrique à section circulaire, identiques à ceux qu'on aurait utilisés avec une broche de section circulaire à capacité identique et dans ce cas, la capacité d'amortissement est multipliée par deux. De préférence, ces éléments amortisseurs sont constitués de polyuréthane de dureté 92 shore, exempt de silicone. Selon une variante, on propose d'utiliser un élément amortisseur dont le diamètre est égal à celui qui serait utilisé avec une broche circulaire de capacité identique à celle de la broche plate. On a alors un gain dans la hauteur de l'élément presseur. Un outil de presse selon l'invention permet avantageusement de réduire la hauteur de l'élément presseur et comme ces éléments presseurs sont réalisés dans de matériaux nobles tels que la fonte ou l'acier, cette réduction du volume de l'élément presseur permet un gain de matière et donc un gain de masse. Par ailleurs, le volume de l'élément presseur étant limité, et de tels éléments presseurs étant positionnés en partie supérieure de l'outil, il est alors possible d'augmenter la hauteur de la partie inférieure de l'outil permettant ainsi de privilégier l'évacuation des chutes de matière résultant du façonnage. Une mauvaise évacuation des chutes est la principale cause d'arrêt de ligne de presse en production, la broche de retenue selon l'invention permet donc de proposer un outil de presse qui en est équipé, qui améliore l'évacuation de ces chutes et permet ainsi d'augmenter la productivité. De plus, un outil de presse selon l'invention présente une capacité d'amortissement plus élevée puisqu'on double le nombre de ces éléments sans augmenter le volume de l'élément presseur ce qui offre un meilleur fonctionnement et une fiabilité accrue. On décrira maintenant l'invention plus en détail en référence au dessin dans lequel : La figure 1 a représente une vue en plan du dessus de la broche de retenue selon l'invention et la figure 1 b représente une vue en coupe de la broche selon le plan de coupe AA de la figure la ; La figure 2 représente une vue en coupe au niveau d'un élément presseur mobile, d'un moyen d'amortissement et d'une broche de retenue du bâti supérieur d'un outil selon l'invention en position fermée de l'outil; La figure 3 représente une vue en coupe selon la section A de la figure 2 ; La figure 4 représente une vue en perspective frontale selon la direction C de la figure 2 ; La figure 5 représente une vue en coupe selon le plan de coupe BB de la figure 2. La broche de retenue 1 selon l'invention est plate de section transversale rectangulaire comme on peut la voir sur les figures 1a et 1 b. Cette broche de retenue 1 présente une partie principale 11 destinée à être montée dans le bâti supérieur 2 d'un outil de presse de telle sorte qu'une partie d'extrémité 12 de la broche 1 est destinée à s'engager dans la cavité 31 ménagée dans la paroi de l'élément presseur 3 monté mobile verticalement par rapport au bâti supérieur 2. Cette partie d'extrémité 12 peut présenter de préférence une section transversale de dimensions inférieures à celles de la partie principale 11 de la broche 1. De manière classique, la partie supérieure d'un outil de presse selon l'invention est constituée par le bâti supérieur 2 et l'élément presseur mobile 3 pouvant coulisser selon l'axe y par rapport audit bâti supérieur 2. L'élément presseur mobile 3 comporte au moins une surface de serrage du bord de tôle à façonner et est retenu par rapport au bâti supérieur 2 à l'aide de moyens de retenue tels que la broche 1 montée fixe dans le bâti 2 et dont l'extrémité 12 est engagée pouvant coulisser dans la cavité de retenue 31 ménagée au niveau de la paroi de l'élément presseur 3. En fait, l'extrémité 12 de la broche est fixe tandis que l'élément presseur 3 est mobile, aussi lorsque l'élément presseur 3 se déplace entre ces deux positions par rapport au bâti 2, c'est la cavité 31 qui coulisse par rapport à la broche 1. La broche 1 est montée dans le bâti supérieur 2 de telle sorte que la longueur de la section rectangulaire s'étend dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement dudit élément presseur 3, ce qui permet d'obtenir ainsi une retenue efficace de l'élément presseur 3 tout en limitant l'impact sur la hauteur de cet élément presseur 3. La longueur de la section rectangulaire L correspond à la largeur de la broche 1 telle que mentionnée dans le tableau I ci-dessus. Le déplacement de l'élément presseur 3 par rapport au bâti supérieur 2 s'effectuant selon un axe vertical y, la broche de retenue 1 s'étend donc à plat dans un plan horizontal. Cette broche 1 est montée fixe dans le bâti supérieur 2 de telle sorte que l'extrémité 13 du corps principal 11 opposée à l'extrémité 12 engagée dans la cavité 31 de l'élément presseur 3 est en saillie dudit bâti supérieur 2. Cette extrémité 13 du corps principal 11 opposée à l'extrémité 12 présente une encoche 14 ménagée sur l'une des parois latérales et destinée à coopérer avec des moyens de fixation de ladite broche sur le bâti supérieur 2 ainsi qu'un tenon 6. Les moyens de fixation peuvent être une rondelle de retenue 4 et une vis de fixation 5, la rondelle 4 étant engagée dans l'encoche 14 tandis la vis 5 est engagée dans le bâti 2. Cette extrémité 13 est en outre pourvue d'un tenon 6 dont la fonction est d'immobiliser la broche 1 en translation et dans les deux directions de l'axe x pour la figure 3. Deux éléments amortisseurs 7 sont positionnés dans la partie supérieure de la cavité 31. Ces deux éléments amortisseurs 7 sont positionnés de manière décalée en hauteur, d'un décalage d'une valeur d, ce qui permet d'échelonner l'effort d'amortissement. Cette valeur d est déterminée en fonction de la valeur du diamètre des éléments amortisseurs comme on peut le voir dans le tableau Il et se situe ainsi dans une plage de 0,5 à 5 mm pour des diamètres d'éléments amortisseurs s'échelonnant dans une plage de 20 à 100 mm. De préférence, d présente une valeur dans une plage de 1 à 2 mm pour une valeur du diamètre se situant dans une plage de 25 à 80 mm. Diamètre Décalage d amortisseur (mm) (mm) 25 1 25 1 32 1 40 1,5 50 1,5 63 2 80 2 Tableau Il Lorsque l'outil est ouvert, la broche de retenue 1 est en appui contre les éléments amortisseurs 7, donc logée dans la partie supérieure de la cavité 31. Puis le bâti supérieur 2 est abaissé sur le bâti inférieur, l'élément presseur 3 entre en contact avec la surface de la tôle et la serre. A partir de ce contact, les broches ne supportent plus le poids du presseur 3. Puis le bâti supérieur 2 se ferme sur le bâti inférieur le travail sur la tôle s'effectue. Lors de la réouverture de l'outil, le bâti supérieur 2 s'écarte tandis que le presseur 3 reste en contact avec la tôle jusqu'à ce que la broche de retenue 1 entre en contact de nouveau avec les éléments amortisseurs 7 et que le presseur 7 suive. A partir de ce contact, la ou les broches 1 supportent à nouveau le poids du presseur 3. REVENDICATIONS1. Broche de retenue (1) destinée à être utilisée dans un outil de presse d'une tôle du type comportant un bâti supérieur (2) mobile et abaissable sur un bâti inférieur fixe, ledit bâti supérieur (2) présentant au moins un élément presseur (3) mobile par rapport audit bâti supérieur (2), ladite broche (1) étant destinée à être montée fixe dans le bâti supérieur (2) avec une extrémité libre (12) engagée à coulissement dans une cavité (31) ménagée dans l'élément presseur (3), caractérisée en ce que ladite broche de retenue (1) est plate et présente une section transversale rectangulaire. 2. Broche de retenue (1) selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle présente une partie principale (11) et une partie d'extrémité (12) de la broche (1) destinée à s'engager dans la cavité (31) ménagée dans la paroi de l'élément presseur (3), et l'extrémité (13) du corps principal (11) opposée à l'extrémité (12) présente une encoche (14) ménagée sur l'une des parois latérales et destinée à coopérer avec des moyens de fixation de ladite broche sur un bâti supérieur (2) ainsi qu'un tenon (6). 3. Broche de retenue selon la revendication 2, caractérisée en ce que la partie d'extrémité (12) présente une section transversale de dimensions inférieures à celles de la partie principale (11) de la broche (1). 4. Outil de presse d'une tôle notamment pour mettre en forme une pièce automobile, du type comportant un bâti supérieur mobile (2) et abaissable sur un bâti inférieur fixe, ledit bâti supérieur (2) présentant au moins un élément presseur (3) mobile par rapport audit bâti supérieur (2), et au moins une broche de retenue (1) montée fixe dans le bâti supérieur (2) avec une extrémité libre (12) engagée pouvant coulisser dans une cavité (31) ménagée dans l'élément presseur (3), caractérisée en ce que ladite broche de retenue (1) est plate et présente une section transversale rectangulaire, ladite broche étant montée dans le bâti supérieur (2) avec la longueur de sa section transversale rectangulaire s'étendant dans un plan perpendiculaire à la direction de déplacement dudit élément presseur (3). 5. Outil de presse selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cavité de retenue (31) de l'élément presseur (3) présente une forme rectangulaire et de dimensions appropriées pour y loger l'extrémité (12) de la broche de retenue plate (1) et comporte au moins un élément amortisseur (7). 6. Outil de presse selon la revendication 5, caractérisé en ce que la cavité de retenue (31) présente deux éléments amortisseurs (7), à son extrémité supérieure par rapport au déplacement de l'élément presseur (3). 7. Outil de presse selon la revendiaction 6, caractérisé en ce que les éléments 5 amortisseurs (7) sont positionnés de manière décalée, selon des hauteurs différentes, d'un décalage d'une valeur d, permettant d'échelonner l'effort d'amortissement. 8. Outil de presse selon la revendication 7, caractérisé en ce que la valeur du décalage d est déterminée en fonction de la valeur du diamètre des éléments 10 amortisseurs et se situe dans une plage de 0,5 à 5 mm pour des diamètres d'éléments amortisseurs s'échelonnant dans une plage de 20 à 100 mm. 9. Outil de presse selon la revendication 8, caractérisé en ce que d présente une valeur dans une plage de 1 à 2 mm pour une valeur du diamètre se situant dans une plage de 25 à 80 mm. 15 10. Outil de presse selon l'une des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que un élément amortisseur se présente principalement sous une forme de barreau cylindrique à section circulaire, de préférence, constitué de polyuréthane de dureté 92 shore, exempt de silicone.