Brevet FR3009694A1 — publié le 20150220

"OUTILLAGE DE PRESSE D'EMBOUTISSAGE A CAME DE PROFIL OPTIMISE POUR LE DEPLACEMENT D'UN COULISSEAU D'OUTIL" [0001] La présente invention concerne un outillage de presse d'emboutissage permettant de réaliser des opérations techniques sur une pièce de tôlerie. [0002] Les figures 1 à 4 représentent un outillage de presse d'emboutissage comprenant une partie verticalement mobile 1 comportant un bâti supérieur 2 solidaire d'un coulisseau de presse 3 et une came 4 à rampe 5 inclinée par rapport à la verticale. La came 4 à rampe 5 est amoviblement fixée au bâti supérieur 2 par tout moyen approprié, tel que par exemple des vis de fixation. [0003] L'outillage de presse d'emboutissage comprend en outre un coulisseau 6 dont le corps 7 est monté mobile à coulissement guidé en translation rectiligne sur une semelle 8 solidaire d'un bâti inférieur fixe 9. [0004] Le corps mobile 7 du coulisseau 6 est bilatéralement guidé relativement à la semelle 8 par deux glissières 10 parallèles à la direction de déplacement du corps mobile 7 en étant écartées transversalement l'une de l'autre. Les deux glissières 10 comportent deux pans convergents inclinés vers le bas pour définir un vé de guidage du corps mobile 7 du coulisseau 6. [0005] Le corps mobile 7 du coulisseau 6 porte à l'une de ses extrémités un outil de travail 11 permettant de réaliser des opérations techniques sur une pièce de tôlerie P. Chaque opération technique effectuée par l'outil de travail 11 sur la pièce de tôlerie P peut être une opération de poinçonnage, mais il est bien entendu que suivant le type d'outil de travail porté par le corps mobile 7, cette opération technique pourrait être par exemple une opération de détourage de la pièce de tôlerie P. Une telle pièce de tôlerie peut être destinée à la réalisation d'une pièce de structure de carrosserie d'un véhicule automobile. [0006] Le corps mobile 7 du coulisseau 6 porte également, à l'opposé de l'outil de travail 11, un galet 12 monté à rotation autour d'un axe AA' transversal à la direction de déplacement du corps mobile 7. [0007] Les figures 2 et 3 représentent une configuration selon laquelle le corps mobile 7 est déplaçable en translation relativement au bâti inférieur 9 suivant une direction horizontale, tandis que la figure 4 représente une configuration selon laquelle le coulisseau mobile 7 est déplaçable relativement au bâti inférieur 9 suivant une direction inclinée d'un angle a par rapport à l'horizontale. [0008] En se référant aux figures 2 et 3, lorsque le coulisseau 3 et le bâti supérieur 2 descendent verticalement à partir d'une position haute, la rampe 5 de la came 4 contacte le galet 12 du corps mobile 7, qui occupe une position reculée relativement à la pièce de tôlerie P, pour provoquer le coulissement guidé du corps mobile 7 vers la pièce de tôlerie P dans une direction horizontale de travail D jusqu'à atteindre la pièce de tôlerie P pour permettre à l'outil de travail 11 de réaliser l'opération de poinçonnage. [0009] La figure 4 représente le bâti supérieur 2 et le coulisseau de presse 3 ayant été descendus verticalement à leur position basse à laquelle la rampe 5 de la came 4 a déplacé le corps mobile 7, par l'intermédiaire du galet 12, à sa position avancée le long de la direction de travail D inclinée par rapport à l'horizontale suivant l'angle a pour réaliser l'opération de poinçonnage de la pièce de tôlerie P. [0010] Une fois l'opération de poinçonnage réalisée, le corps mobile 7 du coulisseau 6 est rappelé à sa position reculée par un ressort de rappel 13, tel qu'un vérin à gaz. [0011] Dans ce genre d'outillage de presse d'emboutissage, que le corps mobile 7 du coulisseau 6 soit déplaçable suivant la direction de travail D horizontale ou suivant la direction de travail D inclinée par rapport à l'horizontale de l'angle a, l'angle y défini entre la rampe 5 de la came 4 et la direction de travail D est fixé à 50°. [0012] Dans ces conditions, dès que le corps mobile 7 du coulisseau 6 est déplacé par la rampe 5 de la came 4 à partir de sa position reculée, la vitesse de déplacement du corps mobile 7 passe instantanément de 0 à 0,84 fois la vitesse de descente du coulisseau de presse 3 et donc de la came 4 (en considérant la cotangente de l'angle y de 50° = 0,84) et la vitesse du coulisseau de presse 3 au moment du contact de la rampe 5 de la came 4 avec le galet 12 est d'autant plus élevée que la course du coulisseau 6 est grande. [0013] II se produit alors un choc relativement violent sur le corps mobile 7 du coulisseau 6 et ses composants comprenant notamment le galet 12 et le ressort de rappel 13, pouvant conduire à leur endommagement. [0014] La présente invention a pour but de remédier à l'inconvénient ci-dessus des outillages connus de presses d'emboutissage. [0015] Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un outillage de presse d'emboutissage comprenant une partie verticalement mobile portant une came à au moins une rampe inclinée, un coulisseau dont le corps mobile porte un outil de travail pour effectuer des opérations techniques sur une pièce de tôlerie et un galet à l'opposé de l'outil de travail coopérant avec la came de la partie verticalement mobile pour permettre un coulissement guidé du corps mobile vers la pièce de tôlerie sur une partie fixe dans une direction formant un angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale ou dans une direction horizontale, caractérisé en ce que la came de la partie verticalement mobile comprend des première, seconde et troisième rampes inclinées relativement à la direction de coulissement du corps mobile et aptes à venir successivement en appui sur le galet du corps mobile lors de la descente verticale de la partie mobile pour permettre le coulissement du corps mobile vers la pièce de tôlerie, à partir d'une position reculée de ce corps, suivant respectivement une première course de lancement pendant laquelle le corps mobile a une vitesse de déplacement relativement faible par rapport à la vitesse de descente de la partie mobile, une seconde course d'approche pendant laquelle le corps mobile a une vitesse de déplacement sensiblement égale à la vitesse de descente de la partie mobile et une troisième course de travail pendant laquelle le corps mobile a une vitesse de déplacement relativement faible par rapport à celle de la partie mobile. [0016] De préférence, l'angle d'inclinaison de la seconde rampe est de 45°. [0017] De préférence, les angles d'inclinaison des première et troisième rampes sont de 70° par rapport à la direction de coulissement du corps mobile. [0018] La course de lancement du corps mobile représente environ 10% de sa course totale partant de sa position reculée à sa position de travail à laquelle l'outil de travail réalise son opération technique, la course d'approche du corps mobile représente environ 80% de sa course totale et la course de travail du corps mobile représente 10% de sa course totale. [0019] Le corps mobile du coulisseau est rappelé à sa position reculée par un ressort de rappel, tel qu'un vérin à gaz. [0020] Selon une variante de réalisation, les trois rampes sont constituées par des pans raccordés les uns aux autres. [0021] Selon une autre variante de réalisation, les trois rampes présentent un profil courbe. [0022] Avantageusement, la partie supérieure est un coulisseau de presse. [0023] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant deux modes de réalisation de l'invention et dans lesquels : - la figure 1 est une vue en perspective d'un coulisseau pour un outillage de presse d'emboutissage de l'art antérieur ; - les figures 2 et 3 représentent schématiquement un outillage de presse d'emboutissage à came de commande de déplacement du coulisseau de la figure 1 suivant une direction horizontale d'une position reculée à une position de travail de ce coulisseau ; - la figure 4 représente schématiquement un outillage de presse d'emboutissage à came de commande de déplacement du coulisseau de la figure 1 suivant une direction inclinée par rapport à l'horizontale, le coulisseau occupant sa position de travail ; - la figure 5 représente une came à rampes profilées conformément à l'invention pour déplacer un coulisseau d'outil d'un outillage de presse d'emboutissage suivant une direction horizontale ; - la figure 6 représente une came à rampes profilées suivant une variante de réalisation de l'invention pour déplacer un coulisseau d'outil d'un outillage de presse d'emboutissage suivant une direction inclinée par rapport à l'horizontale ; - les figures 7A à 7C représentent schématiquement la came de la figure 5 coopérant avec le coulisseau pour le déplacer horizontalement de sa position de recul à sa position de travail ; - les figures 8A à 8C représentent la came de la figure 6 coopérant avec le coulisseau pour le déplacer suivant une direction inclinée par rapport à l'horizontale d'une position reculée à une position de travail ; - la figure 9 représente une variante de réalisation du profil de la came à rampes de l'invention. [0024] Les différents composants constitutifs d'un outillage de presse d'emboutissage représentés aux figures 5, 6, 7A-7C, 8A-8C et 9 communs à ceux de l'outillage de presse d'emboutissage décrit en référence aux figures 1 à 4 pour accomplir les mêmes fonctions portent les mêmes références et ne seront donc pas à nouveau détaillés. [0025] La figure 5 représente une came 4 de l'invention destinée à être amoviblement fixée au bâti supérieur 2 de la figure 2 et qui comprend, de bas en haut de la came 4, une première rampe inférieure 14, une seconde rampe intermédiaire 15 et une troisième rampe supérieure 16 se succédant en étant raccordées les unes aux autres de manière à constituer trois pans successifs. [0026] Le profil de came à rampes 14, 15, 16 de cette figure est destiné à coopérer avec le coulisseau 6 des figures 7A à 7C de manière à déplacer le corps mobile 7 de ce coulisseau vers la pièce de tôlerie à travailler P suivant une direction de travail D parallèle à l'horizontale, le corps mobile 7 étant guidé en translation relativement à la semelle 8 du bâti inférieur 9 par les deux glissières en vé 10 de la figure 6. [0027] De préférence, les rampes inférieure 14 et supérieure 16 de la came 4 présentent le même angle d'inclinaison 71 et y3 par rapport à la direction horizontale de déplacement D et fixés de préférence à une valeur de 70°, tandb que la rampe intermédiaire 15 présente un angle d'inclinaison relativement à la direction horizontale de déplacement D fixé de préférence à 45°. [0028] Chacune des rampes 14-16 présente une longueur déterminée et peut être considérée comme constituant l'hypoténuse d'un triangle rectangle dont le côté adjacent à cette hypoténuse s'étend suivant une direction horizontale. [0029] Ainsi, le côté adjacent à la rampe inférieure 14 a une longueur a, le côté adjacent à la rampe intermédiaire 15 a une longueur b et le côté adjacent à la rampe supérieure 16 a une longueur c. [0030] Les longueurs a, b et c correspondent respectivement à trois courses du corps mobile 7 du coulisseau 6 suivant la direction de travail D à partir de la position reculée O du corps mobile 7. [0031] La première course a du corps mobile 7 liée à la rampe inférieure 14 est dite de lancement de ce corps vers la pièce à travailler P, la seconde course b liée à la rampe intermédiaire 15 est dite d'approche du corps mobile 7 vers la pièce à travailler P et la troisième course c liée à la rampe supérieure 16 est dite de travail pendant laquelle l'outil de travail 11 réalise l'opération de poinçonnage de la pièce de tôlerie P. [0032] Le déplacement du corps mobile 7 du coulisseau 6 suivant la direction horizontale de travail D va être maintenant expliqué par rapport aux figures 7A à 7C. [0033] Lors de la descente verticale de la came 4 avec le bâti supérieur 2 et le coulisseau de presse 3 et comme représenté en figure 7A, la rampe inférieure 14 contacte le galet 12 du corps mobile 7 occupant sa position reculée par rapport à la pièce de tôlerie P pour provoquer le déplacement de ce corps suivant la course a de lancement du coulisseau 6 et l'angle y1 de 70° de la rampe inférieure 14 déplace le corps mobile 7 du coulisseau 6 pendant la course a à une vitesse faible par rapport à la vitesse de descente verticale du coulisseau de presse. Cette vitesse du corps mobile 7 passe ainsi de 0 à 0,36 fois la vitesse du coulisseau de presse (pour rappel cotangente 70° = 0,36). Ainsi, la phase de lancement ou démarrage du corps mobile 7 du coulisseau est progressive, sans à-coup. [0034] Ensuite, la rampe intermédiaire 15 de la came 4 vient en contact avec le galet 12 du corps mobile 7 comme représenté en figure 7B pour déplacer ce corps suivant la direction horizontale de travail D vers la pièce de tôlerie P sur la course d'approche b et pendant cette course, la vitesse de déplacement du coulisseau 6 est sensiblement identique à celle du coulisseau de presse 3 du fait que la cotangente de l'angle y 2 de 45° est égale à 1. [0035] Enfin, la rampe supérieure 16 de la came 4 vient en contact avec le galet 12 du corps mobile 7 comme représenté en figure 7C pour déplacer ce dernier sur la course c correspondant à la phase de travail (poinçonnage) de la pièce de tôlerie P par l'outil de travail 11. Pendant la course c, la vitesse de déplacement du coulisseau 6 redevient faible par rapport à la vitesse de déplacement du coulisseau de presse 3, c'est-à-dire de 0,36 fois cette dernière vitesse (cotangente y3 = 0,36), ce qui est une situation avantageuse dans cette phase de travail. [0036] De préférence, la course a représente environ 10% de la course totale du corps mobile 7 du coulisseau 6 de sa position reculée à sa position avancée de travail de la pièce de tôlerie P, la course b du corps mobile 7 représente environ 80% de sa course totale et la course c de ce corps représente environ 10% de sa course totale. [0037] La variante de réalisation de la came 4 représentée en figure 6 est destinée à coopérer avec le coulisseau 6 se déplaçant suivant une direction de travail D inclinée d'un angle a par rapport à l'horizontale comme représenté aux figures 8A à 8C. [0038] Selon cette variante de réalisation, on retrouve les trois rampes inférieure 14, intermédiaire 15 et supérieure 16 se succédant de bas en haut de la came 4 de manière adjacente et définissant des pans reliés les uns aux autres. [0039] La rampe inférieure 14 est inclinée d'un angle 71 de préférence de 70° par rapport à la direction inclinée de déplacement D du coulisseau 6, la rampe intermédiaire 15 est inclinée de l'angle y2 de préférence de 45° par rapport à la direction cb déplacement inclinée du coulisseau 6 et la rampe supérieure 16 est inclinée de l'angle y3 de préférence de 70° par rapport à la direction de déplacement irclinée D de ce coulisseau. [0040] Comme pour les rampes de la figure 5, les rampes 14, 15, 16 de la came 4 de la figure 6 ont une longueur définissant des hypoténuses de triangles rectangles et les côtés adjacents à ces hypoténuses définissent respectivement la course a de lancement du coulisseau 6 vers la pièce de tôlerie à travailler P, la course b d'approche de ce coulisseau vers la pièce P et la course c de travail du coulisseau à laquelle l'outil de travail 11 réalise l'opération de poinçonnage de la pièce P. [0041] De préférence, la course a de lancement du coulisseau 6 représente environ 10% de sa course totale de sa position reculée à sa position avancée de travail, la course b d'approche de ce coulisseau représente environ 80% de sa course totale et la course c de travail du coulisseau correspond environ à 10% de sa course totale. [0042] Le déplacement du coulisseau 6 suivant la direction inclinée de travail D par la came de la figure 6 va être décrit en référence aux figures 8A à 8C. [0043] La figure 8A représente la situation selon laquelle la came 4 est verticalement descendue à une position telle que la rampe inférieure 14 contacte le galet 12 du corps mobile 7 du coulisseau 6 pour déplacer ce dernier suivant la direction de travail D vers la pièce de tôlerie P sur la course a. Compte tenu de la valeur de l'angle 71 de la rampe inférieure 14, la vitesse de déplacement du corps mobile 7 du coulisseau 6 est relativement faible par rapport la vitesse de déplacement du coulisseau de presse, c'est- à-dire de 0,36 fois la vitesse de ce dernier (cotangente 71 = 0,36), de sorte que la phase de lancement ou de démarrage du coulisseau 6 est progressive. [0044] Ensuite, comme représenté en figure 8B, lors de la descente verticale de la came 4, la rampe intermédiaire 15 contacte le galet 12 pour déplacer le corps mobile 7 du coulisseau 6 vers la pièce à travailler P suivant la direction de travail D sur la course d'approche b et compte tenu de la valeur d'angle d'inclinaison y2 de la rampe intermédiaire 15, le coulisseau 6 se déplace à une vitesse sensiblement identique à la vitesse de déplacement verticale du coulisseau de presse (cotangente y2 = 1). [0045] La figure 8C représente la situation selon laquelle la rampe supérieure 16 de la came 4 contacte le galet 12 pour déplacer le coulisseau 6 suivant la course de travail c parallèle à la direction de déplacement D pour permettre à l'outil de travail 11 d'effectuer l'opération de poinçonnage de la pièce de tôlerie P. Durant la course c, la vitesse de déplacement du coulisseau 6 redevient relativement faible par rapport à la vitesse de déplacement du coulisseau de presse 3, c'est-à-dire 0,36 fois cette dernière (cotangente y3 = 0,36), permettant ainsi de réaliser l'opération de poinçonnage dans une situation avantageuse. [0046] La figure 9 représente une variante de réalisation du profil des rampes 14-16 aussi bien de la came 4 de la figure 5 que celle de la came 4 de la figure 6. [0047] Selon cette variante de réalisation, le profil des trois rampes est courbe, c'est-à- dire que la liaison les unes aux autres des rampes 14, 15 et 16 s'effectue par des parties courbes. Ce profil courbe des rampes 14-16 permet de déplacer le coulisseau 6, suivant une direction horizontale ou inclinée par rapport à l'horizontale, sur respectivement les trois courses a de lancement ou de démarrage du coulisseau vers la pièce de tôlerie à travailler P, b du coulisseau vers cette pièce et c de travail de cette pièce comme pour les variantes de réalisation des cames 4 des figures 7A-7C et 8A-8C. [0048] Les profils des cames 4 ci-dessus décrites de l'invention sont ainsi optimisés pour réduire considérablement les effets de choc sur les coulisseaux d'outils, ce qui a pour conséquence : - une réduction de l'impact sur les ressorts de rappel des coulisseaux et par conséquent une meilleure fiabilité, - une réduction de choc sur les composants des coulisseaux d'outils comprenant notamment le galet, et donc une meilleure fiabilité de ce coulisseau, - une réduction de l'effort nécessaire à l'amortissement du coulisseau en fin de course, - une réduction des moyens d'amortissement en tailles et en coûts, - une réduction des chocs sur les butées de fin de course, ce qui améliore la fiabilité de l'outillage d'emboutissage, et - une réduction des phénomènes vibratoires améliorant de la sorte la fiabilité de l'outillage d'emboutissage. REVENDICATIONS1. Outillage de presse d'emboutissage comprenant une partie supérieure verticalement mobile (3) portant une came (4) à au moins une rampe inclinée, un coulisseau (6) dont le corps mobile (7) porte un outil de travail (11) pour effectuer des opérations techniques sur une pièce de tôlerie (P) et un galet (12) à l'opposé de l'outil de travail (11) coopérant avec la came (4) de la partie verticalement mobile (3) pour permettre un coulissement guidé du corps mobile (7) vers la pièce de tôlerie (P) sur une partie fixe (9) dans une direction formant un angle d'inclinaison par rapport à l'horizontale ou dans une direction horizontale, caractérisé en ce que la came (4) de la partie verticalement mobile (3) comprend des première, seconde et troisième rampes (14,15,16) inclinées relativement à la direction de coulissement du corps mobile (7) et aptes à venir successivement en appui sur le galet (12) du corps mobile (7) lors de la descente verticale de la partie mobile (3) pour permettre le coulissement du corps mobile (7) vers la pièce de tôlerie (P), à partir d'une position reculée de ce corps, suivant respectivement une première course de lancement (a) pendant laquelle le corps mobile (7) a une vitesse de déplacement relativement faible par rapport à la vitesse de descente de la partie mobile (3), une seconde course d'approche (b) pendant laquelle le corps mobile (7) a une vitesse de déplacement sensiblement égale à la vitesse de descente de la partie mobile (3) et une troisième course de travail (c) pendant laquelle le corps mobile (7) a une vitesse de déplacement relativement faible par rapport à celle de la partie mobile (3). 2. Outillage de presse selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle d'inclinaison de la seconde rampe (14) est de 45°. 3. Outillage de presse selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les angles d'inclinaison des première et seconde rampes (14,16) sont de 70° par rapport à la direction de coulissement du corps mobile (7). 4. Outillage de presse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la course de lancement (a) du corps mobile (7) représente environ 10% de sa course totale partant de sa position reculée à sa position de travail à laquelle l'outil de travail (11) réalise son opération technique, la course d'approche (b)du corps mobile (7) représente environ 80% de sa course totale et la course de travail (c)du corps mobile (7) représente 10% de sa course totale. 5. Outillage de presse selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le corps mobile (7) du coulisseau (6) est rappelé à sa position reculée par un ressort de rappel (13), tel qu'un vérin à gaz. 6. Outillage de presse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les trois rampes (14,15,16) sont constitués par des pans raccordés les uns aux autres. 7. Outillage de presse selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les trois rampes (14,15,16) présentent un profil courbe. 8. Outillage de presse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que la partie supérieure verticalement mobile (3) est un coulisseau de presse.