Brevet FR2982513A1 — publié le 20130517

DISPOSITIF DE DETOURAGE ET DE CALIBRAGE D'UNE TÔLE POUR UNE PRESSE AU COURS D'UNE MÊME OPERATION L'invention concerne un dispositif de détourage et de calibrage d'une 5 tôle pour une presse au cours d'une même opération, notamment dans le secteur de l'automobile. La complexité de réalisation d'une pièce en tôle réalisée au moyen d'une presse nécessite de combiner plusieurs opérations avant d'obtenir une pièce finie, chaque opération étant réalisée au moyen d'une machine et d'un 10 outil associé. De manière connue, une première machine du type presse à détourer comporte un poinçon inférieur et un outil de détourage supérieur qui est monté coulissant axialement par rapport au poinçon, entre une position haute de repos et une position basse de détourage de la tôle. 15 L'outil de détourage comporte une lame radiale qui coopère avec une contre lame complémentaire du poinçon afin de cisailler un bord de coupe de la tôle. Une seconde machine du type presse de calibrage déforme une portion de la tôle localement afin de conformer un congé de raccordement par 20 exemple. Le détourage et le calibrage ne sont pas réalisables sur une même machine en une opération car l'outil de détourage entre en contact et frotte le bord de coupe de la tôle au cours de sa remontée vers sa position haute de repos. La tôle risque ainsi d'être abîmée, déformée ou encore déplacée, 25 rendant l'étape de calibrage suivante impossible. Il est donc nécessaire de transférer la tôle d'une machine à une autre et de positionner la tôle sur chaque machine. Le document FR-2702685 décrit et représente un dispositif de découpe, de détourage et de tombage de bords de tôles pour presse. 30 Selon ce document, le dispositif comporte un élément formant matrice porté par une table et un élément formant poinçon porté par un coulisseau mobile de la presse. Chaque opération de découpe, de détourage et de tombage nécessite d'équiper la presse avec l'outil correspondant à l'opération désirée, la presse ne pouvant accueillir qu'un seul outil à la fois. Un tel dispositif demande donc une période de chargement et de 5 déchargement d'un outil pour chaque opération, période durant laquelle la presse ne peut pas être utilisée pour travailler la tôle. L'invention a pour objet de pallier ces inconvénients, et consiste pour cela dans un dispositif de détourage et de calibrage d'une tôle pour une presse au cours d'une même opération, comportant un poinçon inférieur et des 10 moyens de travail supérieurs formant matrice qui sont portés par un bâti supérieur, le bâti étant monté coulissant axialement par rapport au poinçon, entre une position haute initiale de repos et une position basse de travail de la tôle, caractérisé en ce que les moyens de travail comportent au moins : - un outil de détourage qui comporte une lame de détourage conçue 15 pour coopérer avec une contre lame complémentaire du poinçon, afin de détourer la tôle en formant au moins un premier bord de coupe radial sur la tôle, et - un outil de calibrage qui délimite au moins une première face de travail inférieure qui est conçue pour coopérer avec le poinçon pour calibrer au 20 moins une première portion de la tôle, de sorte qu'au cours du déplacement axial du bâti vers sa position basse, l'outil de détourage détoure la tôle dans un premier temps et, dans un deuxième temps, l'outil de calibrage déforme axialement la première portion de la tôle dont ledit premier bord de coupe imprime simultanément un retrait radial permettant à l'outil de détourage de 25 remonter axialement librement dans un troisième temps. Selon une autre caractéristique de l'invention, la lame de détourage de l'outil de détourage est agencée axialement au-dessous de la première face de travail de l'outil de calibrage, de sorte que la tôle est successivement détourée et ensuite calibrée au cours de la descente axiale du bâti vers sa position 30 basse de travail. Cette caractéristique permet à l'outil de détourage d'agir sur la tôle avant l'outil de calibrage. Avantageusement, la première face de travail inférieure de l'outil de calibrage est conçue pour coopérer avec une première portion d'appui complémentaire du poinçon pour former un congé de raccordement dans la première portion de la tôle. De même l'outil de calibrage délimite au moins une seconde face de travail inférieure qui est conçue pour coopérer avec une seconde portion d'appui complémentaire du poinçon pour former au moins un jonc dans une deuxième portion de la tôle, ledit jonc s'étendant sensiblement perpendiculairement audit congé de raccordement de la tôle. Le congé de raccordement et le jonc ainsi formés permettent chacun d'imprimer un retrait radial d'un bord associé de la tôle. Selon une autre caractéristique, le bâti supérieur porte un presseur conçu pour coopérer avec le poinçon pour serrer la tôle notamment au cours du détourage et du calibrage de la tôle. De plus, le dispositif comporte un moyen de rappel élastique du presseur vers le bas, qui est interposé axialement entre le bâti et une face supérieure du presseur, de sorte qu'au cours du déplacement du bâti vers sa position basse, l'ensemble constitué par l'outil de calibrage et l'outil de détourage coulisse axialement vers le bas par rapport audit presseur qui serre la tôle sur le poinçon. Le moyen de rappel élastique comporte au moins un ressort à gaz. Dans le but d'effectuer le détourage et le calibrage en une opération au cours de la descente du bâti vers sa position basse, l'outil de calibrage et l'outil de détourage sont liés en translation axiale entre eux sur le bâti. Enfin, la tôle est un côté de caisse d'un véhicule automobile. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de détail en coupe transversale du 30 dispositif de détourage et de calibrage d'une tôle selon l'invention, dont le bâti mobile occupe sa position haute de repos ; - la figure 2 est une vue schématique de dessus qui illustre partiellement la tôle de la figure 1 formant un côté de caisse d'un véhicule automobile ; - la figure 3 est une vue schématique de détail en coupe transversale 5 selon le plan de coupe 3-3 de la figure 2, qui illustre le presseur en appui axial sur la tôle, au cours d'une phase de serrage de la tôle ; - la figure 4 est une vue schématique de détail en coupe transversal qui illustre le presseur en appui axial sur la tôle et l'outil de détourage détourant une portion de la tôle au cours d'une phase de détourage de la tôle ; 10 - la figure 5 est une vue schématique de détail en coupe transversal qui illustre l'outil de calibrage déformant axialement une portion de la tôle au cours d'une phase de calibrage d'une première portion de la tôle ; - la figure 6 est une vue schématique de détail en coupe longitudinale selon le plan de coupe 6-6 de la figure 2, qui illustre l'outil de calibrage 15 déformant axialement une portion de la tôle au cours d'une phase de calibrage d'une deuxième portion de la tôle. Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « axial » et « radial » qui sont déterminées par le déplacement axial de haut en bas du bâti du dispositif de détourage et de calibrage. 20 De plus, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie vertical, longitudinal et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures. On a représenté à la figure 1 un dispositif 10 de détourage et de calibrage d'une tôle 12 qui équipe une presse (non représentée). 25 La tôle 12, représentée partiellement à la figure 2, forme ici une ébauche préformée d'un côté de caisse d'un véhicule automobile, dont les parties hachurées à la figure 2 sont destinées à être détourées, selon l'exemple de réalisation décrit. Par soucis de clarté, seuls le calibrage d'une première portion P1 de 30 raccord et d'une deuxième portion P2 de la tôle 12, et le détourage d'une troisième portion P3 de la tôle 12 sont décrits dans la suite de la description, le travail sur les autres portions de la tôle 12 étant similaire. De manière générale, on entend par calibrage toute action de déformation locale de la tôle 12, comme la formation d'un congé de raccordement ou la formation d'un jonc. La tôle 12 est ici préalablement emboutie au moyen d'une presse, le 5 dispositif 10 de détourage et de calibrage étant destiné notamment à amener la première portion P1 de raccord au rayon de courbure désiré. A cet effet, la première portion P1 de raccord forme un congé de raccordement qui s'étend longitudinalement et qui est relié à la troisième portion P3 de la tôle 12 par une première ligne de coupe L1. 10 De même, la deuxième portion P2 de la tôle 12 est plane et elle est reliée à la troisième portion P3 de la tôle 12 par une seconde ligne de coupe L2. Le dispositif 10 comporte un poinçon 14 inférieur et des moyens de travail 16 supérieurs formant matrice qui sont portés par un bâti 18 supérieur. 15 Comme on peut le voir sur la figure 1, le poinçon 14 est d'une forme complémentaire à la forme de la tôle 12, laquelle est interposée axialement entre le poinçon 14 et les moyens de travail 16. Le poinçon 14 est délimité axialement par une face supérieure d'appui 29 sur laquelle est agencée la tôle 12 et il est délimité radialement par une 20 paroi périphérique dont un bord supérieur forme une contre lame 15 radiale. La contre lame 15 s'étend notamment en vis à vis de la première ligne de coupe L1 et de la seconde ligne de coupe L2 de la tôle 12. De plus, la troisième portion P3 de la tôle 12, destinée à être détourée, fait saillie radialement vers l'extérieur par rapport à la contre lame 15 du 25 poinçon 14, depuis la première ligne de coupeL1 et la seconde ligne de coupe L2 de la tôle 12. Le bâti 18 est monté coulissant axialement selon un axe vertical par rapport au poinçon 14, entre une position haute de repos représentée à la figure 1 et une position basse de travail représentée aux figures 5 et 6. 30 Les moyens de travail 16 comportent un outil de calibrage 20, un outil de détourage 22 et un presseur 24. L'outil de calibrage 20 s'étend axialement selon un axe vertical depuis une partie supérieure 26 qui est fixée sur le bâti 18, jusqu'à une première face de travail 28a inférieure et une seconde face de travail 28b inférieure. La première face de travail 28a est agencée en vis à vis d'une première portion d'appui 29a complémentaire du poinçon 14, et la seconde face de travail 28b est agencée en vis à vis d'une seconde portion d'appui 29b complémentaire du poinçon 14, de façon à coopérer avec le poinçon 14 pour calibrer la tôle 12. De même, l'outil de détourage 22 s'étend axialement selon un axe 10 vertical depuis une partie supérieure 30 qui est fixée sur le bâti 18, jusqu'à une partie de travail 32 inférieure. La partie de travail 32 de l'outil de détourage 22 comporte une lame de détourage 34 qui est formée par une arête inférieure s'étendant radialement. L'outil de détourage 22 et l'outil de calibrage 20 sont liés en translation 15 axiale sur le bâti 18, afin de descendre simultanément au cours du déplacement du bâti 18 vers sa position basse. Comme on peut le voir à la figure 1, le presseur 24, l'outil de détourage 22 et l'outil de calibrage 20 sont alignés selon une direction radiale depuis l'intérieur vers l'extérieur du dispositif 10. 20 Enfin, le presseur 24 délimite une face de serrage 36 inférieure qui est agencée en regard d'une partie de la tôle 12 et qui présente une forme complémentaire à cette dernière, de façon à serrer la tôle 12 contre le poinçon 14 au cours de la descente du bâti 18 vers sa position basse. A cet effet, au moins un moyen de rappel élastique 38 du presseur 24 25 est interposé axialement entre le bâti 18 et une face supérieure 40 du presseur 24. Le moyen de rappel élastique 38 est ici constitué d'une pluralité de ressorts à gaz 38 dont un seul est représenté à la figure 1. Ainsi, au cours du déplacement du bâti 18 vers sa position basse, les 30 ressorts à gaz 38 sont comprimés au contact du presseur 24 contre la tôle 12, de sorte que l'ensemble constitué par l'outil de calibrage 20 et l'outil de détourage 22 coulisse axialement vers le bas par rapport au presseur 24 qui serre la tôle 12 sur le poinçon 14. Comme on peut le voir à la figure 3, la première portion P1 de raccord de la tôle 12 présente un rayon de courbure R1 supérieur au rayon de courbure 5 R2 de la première portion d'appui 29a complémentaire du poinçon 14 en vis à vis. Les figures 3 à 6 illustrent le fonctionnement du dispositif 10 selon l'invention, qui consiste successivement en une première étape de descente du bâti 18 depuis sa position haute initiale de repos vers sa position basse de 10 travail, suivie d'une seconde étape de remontée du bâti 18 vers sa position haute de repos, de façon à calibrer et à détourer la tôle 12 au cours d'une même opération. A cet effet, l'étape de descente du bâti 18 comporte au moins trois phases successives dont une première phase de serrage de la tôle 12 sur le 15 poinçon 14, une deuxième phase de détourage de la tôle 12 et une troisième phase de calibrage de la tôle 12. En référence à la figure 3, au cours de la première phase de serrage de la tôle 12, la face de travail 36 du presseur 24 appuie axialement vers le bas sur la tôle 12, de sorte que la tôle 12 est maintenue en position et serrée par 20 pincement entre le presseur 24 et la face d'appui 29 du poinçon 14. La figure 4 illustre la deuxième phase de détourage de la tôle 12, plus précisément la fin de la phase de détourage, au cours de laquelle la lame de détourage 34 de l'outil de détourage 22 coopère avec la contre lame 15 du poinçon 14. 25 La phase de détourage de la tôle 12 permet de détourer la troisième portion P3 de la tôle 12, formant ainsi un premier bord de coupe 17a longitudinal au niveau de la première ligne de coupe L1 et un second bord de coupe 17b transversal au niveau de la seconde ligne de coupe L2. La figure 5 illustre la troisième phase de calibrage de la tôle 12, durant 30 laquelle la première face de travail 28a de l'outil de calibrage 20 coopère avec le poinçon 14 pour déformer axialement la tôle 12, de façon à amener le rayon de courbure R1 de la première portion P1 de la tôle 12 au rayon de courbure R2 de la première portion d'appui 29a du poinçon 14. Le premier bord de coupe 17a de la tôle 12 imprime simultanément un retrait radial J1 vers l'intérieur par rapport à l'outil de détourage 22, selon une 5 direction transversale perpendiculaire à la lame de détourage 34 de l'outil de détourage 22. La valeur du retrait radial J1 est égale à la différence entre le rayon de courbure R1 de la première portion P1 de la tôle 12 et le rayon de courbure R2 de la première portion d'appui 29a associée du poinçon 14. 10 La figure 6 illustre la troisième phase de calibrage de la tôle 12, représentée dans un plan longitudinal perpendiculaire au plan transversal des figures 3 à 5. La deuxième face de travail 28a de l'outil de calibrage 20 coopère avec la deuxième portion d'appui 29b complémentaire du poinçon 14 pour déformer 15 axialement la deuxième portion P2 de la tôle 12, de façon à former un jonc 42 de la forme d'une gouttière qui s'étend radialement selon un axe transversal. Le second bord de coupe 17b de la tôle 12 imprime simultanément un retrait radial J2 vers l'intérieur par rapport à l'outil de détourage 22, selon une direction longitudinale perpendiculaire à la lame de détourage 34 de l'outil de 20 détourage 22. A la différence de la première portion P1 de raccord de la tôle 12 calibrée simultanément, la deuxième portion P2 formant le jonc 42 est supprimée au cours d'une étape ultérieure non décrite, le jonc 42 ayant ici pour but d'imprimer un retrait radial J2 pour permettre à l'outil de détourage 22 de 25 remonter librement, sans entrer en contact avec la tôle 12. Ainsi, le dispositif 10 selon l'invention permet d'imprimer des retraits radiaux J1, J2 aux bords de coupe 17a, 17b respectivement de la tôle 12 selon plusieurs directions, longitudinalement et transversalement selon l'exemple décrit précédemment, grâce à quoi l'outil de détourage 22 peut remonter 30 librement sans entrer en contact avec les bords de coupe 17a, 17b de la tôle 12. Enfin, au cours de la seconde étape de remontée du bâti 18 vers sa position haute de repos, l'outil de détourage 22 et l'outil de calibrage 20 sont remontés axialement vers le haut simultanément, puis le presseur 14 est entraîné vers le haut à son tour, jusqu'à ce que le bâti 18 regagne sa position haute de repos initiale. De plus, notamment grâce aux retraits radiaux J1, J2, l'invention permet de détourer et de calibrer la tôle 12 au cours d'une même opération, sur une seule machine et sans manipuler la tôle 12. A titre non limitatif, l'invention s'applique au détourage et au calibrage 10 de pièces en tôle de manière générale, notamment à un côté de caisse selon l'exemple de réalisation décrit précédemment et aussi à une doublure de porte d'un véhicule automobile par exemple. 15 REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de détourage et de calibrage d'une tôle (12) pour une 5 presse au cours d'une même opération, comportant un poinçon (14) inférieur et des moyens de travail (16) supérieurs formant matrice qui sont portés par un bâti (18) supérieur, le bâti (18) étant monté coulissant axialement par rapport au poinçon (14), entre une position haute initiale de repos et une position basse de travail de la tôle (12), caractérisé en ce que les moyens de travail 10 (16) comportent au moins : - un outil de détourage (22) qui comporte une lame de détourage (34) conçue pour coopérer avec une contre lame (15) complémentaire du poinçon (14), afin de détourer la tôle (12) en formant au moins un premier bord de coupe (17a) radial sur la tôle (12), et 15 - un outil de calibrage (20) qui délimite au moins une première face de travail (28a) inférieure qui est conçue pour coopérer avec le poinçon (14) pour calibrer au moins une première portion (P1) de la tôle (12), de sorte qu'au cours du déplacement axial du bâti (18) vers sa position basse, l'outil de détourage (22) détoure la tôle (12) dans un premier temps et, dans un 20 deuxième temps, l'outil de calibrage (22) déforme axialement la première portion (P1) de la tôle (12) dont ledit premier bord de coupe (17a) imprime simultanément un retrait (J1) radial permettant à l'outil de détourage (22) de remonter axialement librement dans un troisième temps. 2. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon la revendication 1, 25 caractérisé en ce que la lame de détourage (34) de l'outil de détourage (22) est agencée axialement au-dessous de la première face de travail (28a) de l'outil de calibrage (20), de sorte que la tôle (12) est successivement détourée et ensuite calibrée au cours de la descente axiale du bâti (18) vers sa position basse de travail. 30 3. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la première face de travail (28a) inférieure de l'outil de calibrage (20) est conçue pour coopéreravec une première portion d'appui (29a) complémentaire du poinçon (14) pour former un congé de raccordement dans la première portion (P1) de la tôle (12). 4. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon l'une quelconque 5 des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de calibrage (20) délimite au moins une seconde face de travail (28b) inférieure qui est conçue pour coopérer avec une seconde portion d'appui (29b) complémentaire du poinçon (14) pour former au moins un jonc (42) dans une deuxième portion (P2) de la tôle (12), ledit jonc (42) s'étendant sensiblement 10 perpendiculairement audit congé de raccordement de la tôle (12). 5. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti (18) supérieur porte un presseur (16) conçue pour coopérer avec le poinçon (14) pour serrer la tôle (12) notamment au cours du détourage et du calibrage de la tôle (12). 15 6. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen de rappel élastique (38) du presseur (16) vers le bas, qui est interposé axialement entre le bâti (18) et une face supérieure (40) du presseur (16), de sorte qu'au cours du déplacement du bâti (18) vers sa position basse, l'ensemble comprenant l'outil 20 de calibrage (20) et l'outil de détourage (22) coulisse axialement vers le bas par rapport audit presseur (16) qui serre la tôle (12) sur le poinçon (14). 7. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon la revendication 6, caractérisé en ce que le moyen de rappel élastique (38) comporte au moins un ressort à gaz (38). 25 8. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'outil de calibrage (20) et l'outil de détourage (22) sont liés en translation axiale entre eux sur le bâti (18). 9. Dispositif (10) de détourage et de calibrage selon l'une quelconque 30 des revendications précédentes, caractérisé en ce que la tôle (12) est un côté de caisse d'un véhicule.