Brevet FR3009979A1 — publié le 20150306

EMBOUTISSAGE ET POINCONNAGE SIMULTANE D'UNE PIECE AVEC UNE PORTION EN CONTRE-DEPOUILLE L'invention a trait au domaine de l'emboutissage de pièce, notamment de pièce de carrosserie de véhicule. Plus particulièrement, l'invention a trait à l'outillage d'une presse d'emboutissage, à une presse d'emboutissage équipée dudit outillage et d'un procédé d'emboutissage. Le document de brevet publié US 5,746,082 divulgue un outillage de presse d'emboutissage, configuré pour former des portions de pièces en contre-dépouille en une seule passe. L'outillage comprend un bâti supérieur avec un coulisseau supportant une surface correspondant à une forme de la portion de pièce en contre- dépouille à emboutir, et un bâti inférieur avec une cavité de section circulaire logeant un élément rotatif avec une surface correspondant à une contre-forme de la portion de pièce en contre-dépouille. La pièce peut ainsi être mise en place sur le bâti inférieur, le bâti supérieur peut ensuite être rapproché du bâti inférieur de manière à provoquer le déplacement du coulisseau de manière à ce que sa surface de forme contacte la pièce et la déforme vers la contre-forme. Une fois cette opération réalisée, le coulisseau suit un mouvement inverse et l'élément rotatif peut ensuite pivoter de manière à libérer la contre-dépouille de la contre-forme et à permettre l'enlèvement de la pièce. Certaines pièces d'emboutissage, telles que des pièces de carrosserie, plus particulièrement encore tel qu'un volet de coffre à bagages de véhicule, peuvent présenter des orifices sur une portion en contre-dépouille. Les figures 1 et 2 illustrent un exemple d'une telle pièce de carrosserie. On peut en effet y observer que le volet 2 comprend, outre un orifice principal destiné à recevoir une vitre arrière, une portion 4 en contre-dépouille correspondant à un bord inférieur du volet. Cette portion 4 comprend une série d'orifices 6 de forme généralement rectangulaire et destinés à recevoir des interfaces d'éclairage de plaque d'immatriculation du véhicule. Ces orifices ne sont pas réalisables avec un outillage d'emboutissage conventionnel. Ils doivent alors être réalisés séparément, par exemple lors du ferrage de la carrosserie du véhicule. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un des problèmes de l'art antérieur. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une solution simple et économique pour réaliser des orifices dans une portion de pièce en contre-dépouille. L'invention a pour objet un outillage d'emboutissage d'une pièce avec une portion en contre-dépouille, notamment de carrosserie de véhicule automobile, l'outillage comprenant: une forme et une contre-forme, destinées à coopérer en pressant la pièce entre ladite forme et ladite contre-forme en vue de l'emboutir; un premier élément rotatif au niveau de la contre-forme, apte, par sa rotation, à venir se loger à l'intérieur de la portion en contre-dépouille; remarquable en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième élément rotatif coopérant avec le premier élément et configuré pour presser la portion en contre-dépouille entre les premier et deuxième éléments. La forme et la contre-forme s'étendent préférentiellement sur la majorité de l'étendue de la pièce, plus préférentiellement de manière continue. Le deuxième élément rotatif est également situé au niveau de la contre-forme, à proximité directe du premier élément rotatif. Selon un mode avantageux de l'invention, le deuxième élément comprend au moins un doigt de commande en rotation, configuré pour entrer en contact avec un ou plusieurs poussoirs mobiles par rapport à la contre-forme lors du pressage de la pièce entre la forme et la contre-forme, la forme et/ou la contre-forme comprenant préférentiellement au moins une ouverture ménageant un passage pour le ou les poussoirs. Selon un mode avantageux de l'invention, les premier et deuxième éléments rotatifs s'étendent axialement suivant leur(s) axe(s) de rotation, le deuxième élément comprenant plusieurs doigts de commande en rotation répartis le long de son axe de rotation. Le ou les doigts de commande en rotation du deuxième élément rotatif peuvent être imbriqués dans des rainures ménagées dans le premier élément rotatif. Selon un mode avantageux de l'invention, les premier et deuxième éléments rotatifs sont configurés pour poinçonner la portion en contre-dépouille lors du pressage de ladite portion entre lesdits éléments. Selon un mode avantageux de l'invention, le premier élément comprend au moins un poinçon et le deuxième élément rotatif comprend au moins une matrice coopérant avec ledit poinçon, le deuxième élément rotatif comprenant une surface de pression de la portion de tôle en contre-dépouille, autour de ladite matrice, ladite surface étant préférentiellement montée mobile sur le deuxième élément rotatif par des moyens élastiques. Selon un mode avantageux de l'invention, le deuxième élément rotatif comprend un canal d'évacuation de la zone poinçonnée, au travers de la matrice. Selon un mode avantageux de l'invention, les premier et deuxième éléments rotatifs sont rotatifs autour du même axe, la surface de pression du deuxième élément étant préférentiellement montée pivotante par rapport audit axe. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage comprend un premier bâti, préférentiellement supérieur, supportant de manière élastique un élément mobile constituant la forme; et un deuxième bâti, préférentiellement inférieur, supportant une coiffe formant la contre-forme, le deuxième bâti comprenant une cavité circulaire recevant le deuxième élément rotatif de l'outillage, ledit élément présentant un profil inférieur correspondant. Selon un mode avantageux de l'invention, le premier bâti comprend au moins un poussoir dirigé vers le deuxième bâti et configuré pour entrer en contact avec le ou un des doigts de commande en rotation du deuxième élément rotatif. Le ou les poussoirs sont préférentiellement rigidement liés au bâti. L'invention peut également avoir pour objet une presse d'emboutissage comprenant un outillage selon l'invention. L'invention a également pour objet un procédé d'emboutissage d'une pièce avec une portion en contre-dépouille, notamment une pièce de carrosserie de véhicule automobile, au moyen d'un outillage selon l'invention, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) chargement de la pièce sur la contre-forme ; (b) rotation du premier élément rotatif contre la portion en contre-dépouille ; (c) rapprochement de la contre-forme et de la forme ; (d) mise en pression de la pièce entre la forme et la contre-forme et simultanément emboutissage et poinçonnage de la portion en contre-dépouille. L'étape (a) peut être précédée d'une étape de rotation du premier élément rotatif dans un sens de rétraction par rapport à une position de contact avec la portion en contre-dépouille. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de réaliser deux opérations en une seule passe. Plus précisément, l'invention permet de réaliser un emboutissage d'une pièce avec une portion en contre-dépouille et, dans la même passe, un poinçonnage de la portion en question. Ces mesures permettent de réaliser des gains de temps et de productivité. Dans le cas précis de carrosserie de véhicules automobiles, le fait de pouvoir réaliser le poinçonnage des ajours au stade de l'emboutissage procure un gain substantiel lors du ferrage des différents éléments de la carrosserie du véhicule. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'une pièce en tôle correspondant à un volet de coffre à bagages d'un véhicule automobile, la pièce comprenant une portion en contre-dépouille ; - La figure 2 est une vue de détail de la portion en contre-dépouille de la pièce de la figure 1, illustrant la présence d'orifices ou ajours ; - La figure 3 est une illustration d'un outillage d'emboutissage conforme à l'invention ; - La figure 4 est une vue en perspective selon une première direction des éléments rotatifs de l'outillage de la figure 3 ; - La figure 5 est une vue en perspective selon une autre direction des éléments rotatifs de la figure 4 ; - La figure 6 est une illustration de l'outillage de la figure 3, à une étape de chargement de la tôle ; - La figure 7 est une illustration de l'outillage de la figure 6 à une étape où la tôle est chargée entre la forme et la contre-forme de l'outillage ; - La figure 8 est une illustration de l'outillage des figures 6 et 7 où la tôle est pressée entre la forme et la contre-forme de l'outillage et où la portion en contre-dépouille est poinçonnée. Les figures 1 et 2 illustrent un exemple d'une pièce de carrosserie présentant des ajours sur une portion en contre-dépouille. En l'occurrence, il s'agit de la pièce de carrosserie extérieure 2 d'un volet de coffre à bagages de véhicule, comprenant à son bord inférieur une portion en contre-dépouille 4 et présentant des ajours 6 destinés à recevoir des interfaces d'éclairage de la plaque d'immatriculation. La notion de contre-dépouille s'entend par rapport à une direction de chargement et de déchargement sur un outillage d'emboutissage, plus particulièrement suivant une direction généralement perpendiculaire à un plan moyen de la pièce. Cet aspect va être mis en évidence dans la description qui va suivre. La figure 3 illustre un outillage d'emboutissage conforme à l'invention. L'outillage 8 comprend, essentiellement, un bâti supérieur 10 supportant un presseur 12 avec une surface constituant une forme d'emboutissage. Le bâti supérieur 10 est destiné à être fixé à une partie mobile d'une presse. L'outillage 8 comprend également un bâti inférieur 14 supportant une coiffe 16 avec une surface formant une contre-forme destinée à coopérer avec la forme 12 en vue d'y presser et déformer la tôle. Le bâti inférieur 14 est destiné à être fixé à une partie fixe de la presse. Il comprend également une cavité 18 de section circulaire, logeant un premier et un deuxième élément rotatif 20 et 22. Ces deux éléments sont imbriqués l'un dans l'autre comme cela va être décrit plus loin en relation avec les figures 4 et 5. Le premier élément rotatif 20 est commandé en rotation par le vérin 24 à commande pneumatique, hydraulique ou encore électrique. Il présente une forme complétant la contre-forme de la coiffe 16 et destinée à venir se loger dans le creux de la portion en contre- dépouille 4 de la tôle 2. Le deuxième élément rotatif 22 peut être lui commandé mécaniquement par le bâti supérieur lors de son mouvement de descente vers le bâti inférieur, comme cela va être détaillé en relation avec la figure 6 à 8. Le bâti inférieur 14 supporte également un dispositif de maintien 26 des éléments rotatifs 20 et 22 dans la cavité 18, coopérant avec la coiffe 16 à cet effet. Les figures 4 et 5 sont des illustrations, selon différents angles de vue, des premier et deuxième éléments rotatifs 20 et 22. Comme on peut le constater sur ces figures, ces deux éléments sont imbriqués l'un dans l'autre. La figure 4 illustre bien la liaison mécanique entre le vérin de commande 24 et le premier élément 20. Elle illustre également la présence d'un cadre presseur 28 disposé dans le secteur libre ménagé entre les deux éléments rotatifs. Ce cadre est monté pivotant par rapport à l'axe de rotation commun des éléments rotatifs 20 et 22. Le premier élément rotatif 20 comprend sur sa surface de contact avec la portion de tôle en contre-dépouille des poinçons destinés à coopérer avec une matrice correspondante sur le deuxième élément rotatif 22. Le cadre presseur 28 est destiné, lors de l'opération de poinçonnage, à presser contre la surface de contact du premier élément les bords de la portion de tôle en contre-dépouille. Le deuxième élément rotatif 22 comprend des doigts 30 de commande en rotation, faisant office de leviers. Comme cela est visible à la figure 5, ces doigts peuvent être imbriqués dans le corps du premier élément, au travers de rainures ménagées à cet effet. Les premier et deuxième éléments rotatifs sont préférentiellement en matériau métallique massif. Les figures 6 à 8 illustrent les étapes principales des opérations d'emboutissage et de poinçonnage réalisables avec l'outillage de la figure 3. La figure 6 correspond à une étape de chargement de la pièce dans l'outillage. Ce dernier est à l'état ouvert et seulement une portion de la pièce en phase de chargement est illustrée. Durant cette étape de chargement, le premier élément rotatif 20 est dans une position où sa surface de contact avec la portion en contre-dépouille est à distance de sa position de contact. En d'autres termes, le premier élément est dans une position angulaire telle qu'elle permet le chargement de la tôle 2 et plus particulièrement de sa portion en contre-dépouille 4. Cette portion forme en effet un angle négatif par rapport à la direction de chargement qui en l'occurrence correspond essentiellement à une direction verticale. Le premier élément rotatif 20 est par conséquent dans une position qui permet au bord libre de la portion en contre-dépouille 4 de passer librement devant la surface de contact dudit élément lors du chargement de la pièce sur le bâti inférieur 14. Le deuxième élément rotatif 22 est lui également dans une position angulaire autorisant le chargement de la pièce 2, plus particulièrement de la portion en contre-dépouille 4 de la pièce 2. Cela signifie qu'il est dans une position angulaire où sa surface de contact de la portion en contre-dépouille 4 est à distance de sa position de contact avec ladite portion. En d'autres termes, les surfaces de contact respectives des premier et deuxième éléments rotatifs forment une cavité en forme générale de secteur dont l'ouverture est suffisamment grande pour recevoir la portion en contre-dépouille lors du chargement de la pièce sans collision ou contact avec une de ces surfaces. Il est intéressant de noter que le cadre presseur 28 est lié au deuxième élément rotatif 22 et se trouve par conséquent dans une position distante du premier élément rotatif 20. Une fois la pièce chargée sur la contre-forme 16 du bâti inférieur 14, le premier élément rotatif 20 est alors commandé en rotation, en l'occurrence dans un sens anti horloger par rapport aux illustrations des figures, en vue de rapprocher sa surface de contact de la face intérieure de la portion en contre-dépouille de la pièce, comme cela est visible à la figure 7. La figure 7 illustre l'outillage 8 à une étape ultérieure où la pièce est non seulement chargée mais également où les bâtis supérieur 10 et inférieur 14 sont rapprochés au point que les forme et contre-forme qu'ils supportent, respectivement, sont en contact avec la pièce. On peut y observer que le presseur 12 est relié au bâti supérieur par des moyens élastiques 40, en l'occurrence des ressorts à gaz. On peut également observer que ces ressorts ne sont pas à l'état complètement chargé, à savoir qu'ils peuvent se comprimer davantage. Il est également intéressant d'observer que le premier élément rotatif 20, plus particulièrement sa surface supérieure peut compléter la contre-forme 16, c'est-à-dire être en contact avec la face inférieure du la pièce, au même titre que la contre-forme 16. On peut également observer à la figure 7 que le bâti supérieur 10 comprend des poussoirs 34 s'étendant essentiellement verticalement vers le bâti inférieur. Ils traversent la forme 12 et la contre-forme 16 au travers d'orifices 42 et 44 respectifs, de manière à pouvoir entrer en contact de pression avec les doigts de commande en rotation 30 du deuxième élément rotatif 22. Lors du mouvement de rapprochement des deux bâtis, en l'occurrence du mouvement de descente du bâti supérieur 10 vers le bâti inférieur 14, non seulement la pièce est emprisonnée entre la forme 12 et la contre-forme 16, avec le premier élément 20 complétant la contre-forme au niveau de la portion en contre-dépouille, mais également le mouvement de rapprochement des bâtis a pour effet de faire pivoter le deuxième élément rotatif 22 vers le premier élément 20 en vue d'opérer le poinçonnage de la portion en contre-dépouille. Les éléments rotatifs 20 et 22 sont illustrés en coupe à la figure 7, illustrant certains aspects de leur construction. Le deuxième élément 22 comprend à sa surface de contact avec la portion en contre-dépouille une matrice 38 destinée à coopérer avec le ou les poinçons 32 du premier élément rotatif 20. Le deuxième élément rotatif 22 comprend, en outre, un canal 36 d'évacuation des chutes de l'opération de poinçonnage, ce canal 36 étant disposé dans l'alignement de la matrice. La figure 8 illustre l'outillage 8 à une étape succédant directement à celle de la figure 7, où la pièce est emboutie et les ajours de la portion en contre-dépouille sont poinçonnés. En comparaison avec la figure 7, on peut observer à la figure 8 que le bâti supérieur 10 s'est rapproché du bâti inférieur 14, que les moyens élastiques 40 se sont davantage comprimés, et que les poussoirs 34 ont agi sur les doigts de commande 30 au point de faire interagir la matrice 38 avec le ou les poinçons 32. Plus précisément, la rotation du deuxième élément 22 provoquée par la fin de course de rapprochement des deux bâtis 10 et 14 a eu pour effet, dans un premier temps, d'amener le cadre presseur 28 en contact avec la portion en contre-dépouille, et, dans un deuxième temps, de mettre la matrice 38 en pression contre la portion en contre-dépouille au point de la poinçonner via les poinçons 32. Le cadre presseur 28 est lié en rotation avec le deuxième élément rotatif 22 via des moyens élastiques 46, par exemple sous forme de bloc en matériau élastomère. Ces moyens élastiques sont destinés à maintenir une pression autour de la matrice, via le cadre presseur 28, durant la phase finale d'engagement entre la matrice 38 et le ou les poinçons 32. Le ou les chutes de matières résultantes de l'opération de poinçonnage qui vient d'être décrite peuvent alors être immédiatement évacuées par gravité via le canal d'évacuation 36 formé dans le deuxième élément rotatif 22. Les bâtis 10 et 14 peuvent ensuite être éloignés l'un de l'autre, les premier et deuxième éléments rotatifs peuvent reprendre des positions similaires à celles de la figure 6, permettant alors le déchargement de la pièce transformée. Une nouvelle pièce peut ensuite être chargée et transformée de manière similaire à ce qui vient d'être décrit. REVENDICATIONS1. Outillage d'emboutissage (8) d'une pièce (2) avec une portion en contre-dépouille (4), notamment de carrosserie de véhicule automobile, l'outillage comprenant : - une forme (12) et une contre-forme (16), destinées à coopérer en pressant la pièce (2) entre ladite forme et ladite contre-forme en vue de l'emboutir ; - un premier élément rotatif (20) au niveau de la contre-forme (16), apte, par sa rotation, à venir se loger à l'intérieur de la portion en contre-dépouille (4) ; caractérisé en ce qu'il comprend, en outre : - un deuxième élément rotatif (22) coopérant avec le premier élément (20) et configuré pour presser la portion en contre-dépouille (4) entre les premier et deuxième éléments (20, 22). 2. Outillage d'emboutissage (8) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième élément rotatif (22) comprend au moins un doigt de commande en rotation (30), configuré pour entrer en contact avec un ou plusieurs poussoirs (34) mobiles par rapport à la contre-forme (16) lors du pressage de la pièce (2) entre la forme (12) et la contre-forme (16), la forme (12) et/ou la contre-forme (16) comprenant préférentiellement au moins une ouverture (42, 44) ménageant un passage pour le ou les poussoirs (34). 3. Outillage d'emboutissage (8) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments rotatifs (20, 22) s'étendent axialement suivant leur(s) axe(s) de rotation, le deuxième élément (22) comprenant plusieurs doigts de commande en rotation (30) répartis le long son axe de rotation. 4. Outillage d'emboutissage (8) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments rotatifs (20, 22) sont configurés pour poinçonner la portion en contre-dépouille (4) lors du pressage de ladite portion (4) entre lesdits éléments (20, 22). 5. Outillage d'emboutissage (8) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le premier élément rotatif (20) comprend au moins un poinçon (32) et ledeuxième élément rotatif (22) comprend au moins une matrice (38) coopérant avec ledit ou lesdits poinçons (32), le deuxième élément rotatif (22) comprenant une surface de pression (28) de la portion en contre-dépouille (4), autour de ladite matrice (38), ladite surface (28) étant préférentiellement montée mobile sur le deuxième élément rotatif (22) par des moyens élastiques (46). 6. Outillage d'emboutissage (8) selon la revendication 5, caractérisé en ce que le deuxième élément rotatif (22) comprend un canal d'évacuation (36) de la zone poinçonnée, au travers de la matrice (38). 7. Outillage d'emboutissage (8) selon l'une des revendications 5 à 6, caractérisé en ce que les premier et deuxième éléments rotatifs (20, 22) sont rotatifs autour du même axe, la surface de pression (28) du deuxième élément (22) étant préférentiellement montée pivotante par rapport audit axe. 8. Outillage d'emboutissage (8) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il comprend un premier bâti (10), préférentiellement supérieur, supportant de manière élastique un élément mobile constituant la forme (12) ; et un deuxième bâti (14), préférentiellement inférieur, supportant une coiffe formant la contre-forme (16), le deuxième bâti (14) comprenant une cavité circulaire (18) recevant le deuxième élément rotatif (22) de l'outillage, ledit élément (22) présentant un profil inférieur correspondant. 9. Outillage d'emboutissage (8) selon la revendication 8, caractérisé en ce que le premier bâti (10) comprend au moins un poussoir (34) dirigé vers le deuxième bâti (14) et configuré pour entrer en contact avec le ou un des doigts de commande en rotation (30) du deuxième élément rotatif (22). 10. Procédé d'emboutissage d'une pièce (2) avec une portion en contre-dépouille (4), notamment une pièce de carrosserie de véhicule automobile, au moyen d'un outillage selon l'une des revendications 1 à 9, le procédé comprenant les étapes suivantes : (a) chargement de la pièce (2) sur la contre-forme (16) ; (b) rotation du premier élément rotatif (20) contre la portion en contre- dépouille (4) ;(c) rapprochement de la contre-forme (16) et de la forme (12) ; (d) mise en pression de la pièce (2) entre la forme (12) et la contre-forme (16) et simultanément emboutissage et poinçonnage de la portion en contre-dépouille (4).5