Brevet FR3008008A1 — publié le 20150109

PIECE DE CONTACT A RUPTURE AVEC DEPLACEMENT CONTRÔLÉ POUR MATRICE D'EMBOUTISSAGE L'invention a trait au domaine de l'emboutissage, plus particulièrement de l'emboutissage de tôle métallique, plus particulièrement encore de l'emboutissage d'éléments de carrosserie de véhicule automobile. Le document de brevet publié FR 2 963 258 Al divulgue un outillage d'emboutissage, plus particulièrement un agencement de matrice où l'empreinte est formée par plusieurs éléments appelés « lames ». Ces lames sont mises en contact les unes avec les autres dans un porte-matrice constitué de plusieurs éléments appelés « porte-lames ». Ces porte-lames sont reçus et maintenus en place dans un bâti. Pour ce faire les porte-lames comprennent des extensions ou portions en saillie venant en contact avec le bâti via des pièces de contact à rupture. En cas de chargement de plusieurs tôles dans la matrice, typiquement lorsque qu'une tôle emboutie ne sort pas de la matrice après emboutissage et que la tôle suivante est emboutie dans la première, les contraintes transversales résultant de l'effort d'emboutissage du poinçon dans la matrice dépassent une limite prédéterminée et provoquent la rupture d'une ou plusieurs de ces pièces de rupture. Les porte-lames et les lames peuvent ainsi se déplacer légèrement et limiter les efforts au niveau des tôles embouties et de l'outillage en général. Cet agencement de matrice est intéressant en ce qu'il permet de préserver l'outillage en cas de double chargement de tôle dans la matrice. Il présente toutefois l'inconvénient que les portions des pièces de rupture qui se détachent desdites pièces peuvent endommager l'outillage. De plus, en cas d'éjection desdites portions, il peut être difficile pour les opérateurs de constater visuellement la rupture. L'invention a pour objectif de proposer une solution palliant au moins un des inconvénients sus mentionnés. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer une pièce de rupture qui préserve l'outillage. L'invention a pour objet une pièce de contact entre un bâti et un porte-matrice d'un outillage d'emboutissage de tôle, la pièce comprenant: une portion de base avec des moyens de fixation au bâti; et une portion de rupture avec une surface de contact avec le porte-matrice et configurée pour rompre lorsque l'effort appliqué sur ladite portion dépasse une valeur prédéterminée; remarquable en ce qu'elle comprend, en outre, des moyens de liaison de la portion de rupture à la portion de base, aptes à retenir la portion de rupture après sa rupture de la portion de base. La pièce de contact selon l'invention est dite pièce à rupture ou encore pièce fusible, c'est-à-dire apte à se rompre mécaniquement de manière contrôlée lorsque l'effort qui lui est appliqué dépasse une valeur limite. La rupture est préférentiellement par cisaillement dans un plan généralement perpendiculaire à la surface de contact et/ou généralement perpendiculaire à la direction d'emboutissage. La pièce de contact selon l'invention peut présenter une ou plusieurs amorces de rupture. La pièce de contact selon l'invention est préférentiellement massive, en matériau métallique. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de liaison sont des moyens souples et/ou pivotants. Il peut notamment s'agir de moyens à câble(s). Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de liaison comprennent au moins une, préférentiellement deux biellettes disposée(s) latéralement à la pièce par rapport à la direction de rupture, la ou les biellettes reliant de manière pivotante la portion de rupture à la portion de base, la ou chacune des biellettes comprenant préférentiellement une liaison avec la portion de base ou la portion de rupture qui autorise un mouvement de coulissement. Chacune des biellettes peut, en effet, présenter à une extrémité un trou oblong dans lequel est inséré un moyen de fixation tel qu'une vis entourée d'une entretoise, la nature oblongue du trou permettant un mouvement de coulissement sur une course donnée. Selon un mode avantageux de l'invention, les portions de base et de rupture sont d'un seul tenant, la pièce présentant un profil en L avec les moyens de fixation au niveau d'une des branches du L et avec la surface de contact au niveau de l'autre des branches du L. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion de rupture comprend une surface opposée à la surface de contact, ladite surface opposée et une surface de la portion de base, adjacente à la dite surface opposée, étant recouvertes d'une coloration, motif ou marquage visuel les distinguant du reste de la pièce, de manière à rendre visible à un opérateur la rupture de la portion de rupture. L'invention a également pour objet un outillage d'emboutissage de tôle, notamment de pièce de carrosserie de véhicule automobile, comprenant: une matrice avec une empreinte destinée à recevoir un poinçon suivant une direction d'emboutissage, l'empreinte étant formée par plusieurs éléments de matrice; un porte-matrice constitué de plusieurs éléments configurés pour porter les éléments de matrice; un bâti destiné à recevoir et à maintenir en place les éléments de porte-matrice et de matrice; au moins une pièce de contact entre le bâti et le porte-matrice, ladite pièce étant apte à rompre lorsque l'effort appliqué sur ladite pièce par le porte-matrice dépasse une valeur prédéterminée; remarquable en ce que la ou les pièces de contact est/sont conforme(s) à l'invention. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage est configuré pour que l'ouverture de l'empreinte soit dirigée vers le bas et que la ou les pièces de contact soient disposées sur une portion inférieure du porte-matrice. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage comprend un serre-flan, la ou les portions de rupture de la ou des pièces de contact, respectivement, après rupture, étant retenue(s) à distance du serre-flan. Le serre-flan peut être mobile par rapport au poinçon de l'outillage, par exemple en étant monté sur un coussin hydraulique. Selon un mode avantageux de l'invention, l'outillage est configuré pour présenter un 20 dégagement permettant à la ou aux portions de rupture de la ou des pièces de contact, respectivement, après rupture, de décrire librement une trajectoire jusqu'à une position basse. L'invention a également pour objet une presse d'emboutissage comprenant un outillage d'emboutissage, remarquable en ce que ledit outillage est conforme à 25 l'invention. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent de réaliser des opérations d'emboutissage du type simple-effet tout en, d'une part, évitant d'endommager l'outillage et, d'autre part, permettant de visualiser facilement la rupture d'une pièce de contact à rupture. 30 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 représentation d'une matrice selon l'art antérieur, ladite matrice étant dans une configuration de travail d'emboutissage à simple-effet ; - La figure 2 illustre la matrice de la figure 1, dans une situation où deux tôles sont chargées dans l'empreinte ; - La figure 3 est une illustration d'une portion de bâti de matrice pourvue d'une pièce de contact à rupture conforme à l'invention ; - La figure 4 est une vue en élévation de la pièce de contact de la figure 3 ; - La figure 5 est une vue en coupe V-V de la pièce de la figure 4 ; - La figure 6 est une vue en coupe VI-VI de la pièce de la figure 4 ; - La figure 7 illustre la portion de bâti de matrice de la figure 3, où la pièce de contact a rompu. La figure 1 illustre un dispositif de matrice connu en soi de l'art antérieur mentionné précédemment dans la partie relative à l'art antérieur. Il est toutefois disposé dans une configuration de travail d'emboutissage à simple-effet, c'est-à-dire où une seule partie de l'outillage d'emboutissage est mise en mouvement directement par la presse. Ce mode de travail pour une presse d'emboutissage est bien connu en soi de l'homme de métier. Dans ce cas ci, seule la matrice est animée d'un mouvement par la presse, le poinçon (non représenté) restant immobile. Le dispositif 2 comprend une matrice 4 en tant que telle, constituée de plusieurs éléments 18 disposés les uns contre les autres. La matrice 4 forme une empreinte dont la section longitudinale (par rapport à la direction d'emboutissage) est en forme de U. L'empreinte est formée par chacun des éléments 18 constituant la matrice 4. En l'occurrence, la matrice 4 peut être formée de quatre éléments dont chacun correspond à une portion de l'étendue de la matrice dans un plan transversal (correspondant à un plan horizontal à la figure 1). Les éléments 18 constitutifs de la matrice 4 sont supportés par des porte-matrices 12, ces derniers étant logés et maintenus en place dans une cavité 10 du bâti 8. En l'occurrence, il peut s'agir de deux porte-matrices 12 tels qu'illustrés à la figure 1. Chacun des porte-matrices 12 comprend une portion en saillie en contact avec une pièce de contact 14 fixée à une portion inférieure 22 du bâti 8. Les pièces de contact 14 peuvent être disposées en butée contre un épaulement 16 du bâti 8, comme illustré à la figure 1. Les pièces de contact 14 comprennent une portion de contact avec les porte-matrices respectifs, apte à se rompre du reste de la pièce en cas d'effort transversal dépassant une valeur limite. La figure 2 illustre une telle situation lorsque deux tôles 20 sont chargées dans l'empreinte de la matrice 4, c'est-à-dire lorsque une première tôle formée n'est pas sortie de l'empreinte et qu'une deuxième y est formée en superposition avec la première. Dans une telle situation, les efforts transversaux résultant de l'insertion du poinçon dans l'empreinte peuvent devenir très élevés et provoquer des dommages à l'outillage. Pour éviter de tels dommages, les pièces de contact 14 peuvent se rompre afin de libérer la retenue des porte-matrices 12 et ainsi permettre aux éléments 18 constitutifs de la matrice 4 de se déplacer les uns par rapport aux autres dans le sens d'un éloignement. La figure 2 comprend en partie inférieure une vue agrandie de la portion en saillie 26 du porte-matrice 12 de droite, ainsi que de la partie inférieure 22 correspondante du bâti 8, la pièce de contact 14 en butée sur l'épaulement 16 et la portion de rupture 24 de la pièce 14. On peut observer que dans le cas d'une configuration d'emboutissage à simple effet où la matrice est mobile et disposée avec l'ouverture de son empreinte dirigée vers le bas, la rupture de la pièce de contact 14 provoque la chute de sa portion de rupture 24 vers la partie inférieure de l'outillage (non représenté). Compte tenu que le dispositif de matrice 2 est mobile par rapport au poinçon avec d'éventuels serre-flan montés sur coussin hydraulique autour du poinçon, la présence de la portion de rupture 24 est susceptible d'entrer en contact et d'interférer avec ces éléments au point de perturber leurs mouvements relatifs. La portion de rupture 24 peut rester dans la partie inférieure de l'outil et provoquer des dégâts dans l'outil au moment de fabriquer la pièce suivante. Les figures 3 à 7 illustrent une pièce de contact à rupture conforme à l'invention et palliant les problèmes identifiés ci-avant. Les numéros de référence des figures 1 et 2 sont utilisés pour désigner les mêmes éléments ou éléments correspondant des figures 3 à 7, ces numéros étant toutefois majorés de 100 afin de bien distinguer les deux configurations. Des numéros de référence spécifiques compris entre 100 et 200 sont utilisés pour les éléments spécifiques à ces figures. Aux figures 3 à 7, seules sont représentées les parties spécifiques au mode de réalisation de l'invention, le reste du dispositif de matrice correspondant à la configuration des figures 1 et 2. La figure 3 représente la portion inférieure de gauche 122 du bâti. Similairement à la représentation de la portion inférieure de droite illustrée à la figure 2, elle comprend un épaulement 116 contre lequel est fixée une pièce de contact 114. Cette pièce de contact est similaire à celle des figures 1 et 2. Elle comprend toutefois deux biellettes 132 de liaison de la portion de rupture 124 à la portion 128 formant la base de la pièce. En d'autres termes, la pièce de contact 114 comprend des biellettes de liaisons entre une première portion 128 de la pièce restant attachée au bâti après rupture et une deuxième portion 124 se rompant et se détachant de la première. La portion en saillie 126 du porte-matrice est en contact de butée avec une surface de contact 134 de la portion de rupture 124. La pièce de contact 114 peut être une pièce métallique massive de section en forme de L, une des branches du L étant formée par la portion de rupture 124. Le bord supérieur de la portion en saillie 126 du porte-matrice peut être essentiellement aligné avec la base de la portion de rupture 124 de manière à favoriser une rupture en cisaillement. Les figures 4 à 6 illustrent en détail la construction de la pièce de contact 114. La figure 4 correspond à une vue en élévation et les figures 5 et 6 sont des vues en coupe V-V et VI-VI respectivement. On peut observer que la pièce de contact 114 comprend deux orifices 140 servant de moyen de fixation de la portion de base au bâti. Chacune des faces latérales comprend une biellette 132 reliée à une extrémité à la portion de rupture et à l'autre extrémité à la portion de base. Chacune de ces portions comprend un trou fileté recevant une vis 138 servant de pivot au moyen d'une entretoise 136. Les entretoises 136 sont configurées pour permettre un serrage des vis tout en laissant un jeu mécanique entre la surface de guidage extérieure de l'entretoise et les surfaces des biellettes en contact avec cette surface. Les biellettes 132 peuvent ainsi pivoter librement autour de leurs axes de pivotement. Comme cela est visible à la figure 5, l'orifice à une des extrémités des biellettes 132 peut présenter une forme oblongue, notamment de manière à ne pas perturber la rupture de la pièce et également à faciliter l'assemblage des biellettes sur le corps de la pièce. En effet, ces orifices oblongs autorisent à la portion de rupture 124 de se déplacer librement sur une course donnée dans le plan de cisaillement, cette course étant supérieure au déplacement nécessaire pour que ladite portion rompe de la portion de base 128. De plus, ces trous oblongs autorisent une certaine tolérance de positionnement des trous filetés pour les vis 138 ainsi que de l'entre-axe entre les trous des biellettes. De la sorte, les biellettes 132 peuvent être montées sans contrainte de traction ou de compression. Comme cela est visible à la figure 6, la face du corps de la pièce de contact qui est opposée à la face de contact 134 de la portion de rupture 124 peut être recouverte d'un revêtement coloré et/ou avec un motif 142. Plus particulièrement, ce revêtement peut couvrir au moins la face de la portion de rupture 124 qui est opposée à sa face de contact 134 ainsi que la face adjacente de la portion de base 128, de manière à ce qu'après rupture, l'opérateur puisse facilement identifier cette rupture par une discontinuité de la couleur ou du motif. Il est particulièrement utile que la face de la portion de rupture 124 qui est opposée à la portion de base 128 soit également recouverte de ce revêtement, de manière à ce qu'après rupture, cette face soit bien visible par l'opérateur. La figure 7 illustre la portion de bâti de matrice de la figure 3, après rupture de la pièce de contact. On peut observer la portion de rupture 124 en position basse, retenue par les biellettes 132 à la portion de base 128 restée en contact avec la portion basse 122 du bâti. La trajectoire de la portion de rupture 124 est généralement circulaire sur un quart de tour, depuis une position généralement horizontale vers une position généralement verticale, à l'aplomb des moyens de liaison pivotante des biellettes 132 sur la portion de base 128. La figure 7 illustre également un serre-flan 144 qui peut être monté sur un coussin hydraulique de manière à progressivement descendre après être entré en contact avec les flans de tôle sur le bord de la matrice. Le serre-flan et la pièce de contact à rupture 114 sont dimensionnés pour éviter toute interférence entre la portion de rupture 124 et le serre-flan 144 lors de l'opération d'emboutissage. La figure 7 montre qu'un jeu mécanique de plusieurs millimètres est prévu entre l'extrémité inférieure de la portion de rupture 124 en position basse et la surface supérieure du serre-flan 144 qui est à l'aplomb de ladite portion, lorsque la matrice est en contact avec le serre-flan via un flan de tôle (non visible). REVENDICATIONS1. Pièce de contact (114) entre un bâti (122) et un porte-matrice (126) d'un outillage d'emboutissage de tôle, la pièce comprenant : - une portion de base (128) avec des moyens de fixation (140) au bâti (122); et - une portion de rupture (124) avec une surface de contact (134) avec le porte-matrice (126), et configurée pour rompre lorsque l'effort appliqué sur ladite portion (124) dépasse une valeur prédéterminée ; caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre : des moyens de liaison (132) de la portion de rupture (124) à la portion de base (128), aptes à retenir la portion de rupture (124) après sa rupture de la portion de base (128). 2. Pièce de contact (114) selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de liaison (132) sont des moyens souples et/ou pivotants. 3. Pièce de contact (114) selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison comprennent au moins une, préférentiellement deux biellettes (132) disposée(s) latéralement à la pièce (114) par rapport à la direction de rupture, la ou les biellettes reliant de manière pivotante la portion de rupture (124) à la portion de base (128), la ou chacune des biellettes (132) comprenant préférentiellement une liaison avec la portion de base ou la portion de rupture qui autorise un mouvement de coulissement. 4. Pièce de contact (114) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les portions de base (128) et de rupture (124) sont d'un seul tenant, la pièce (114) présentant un profil en L avec les moyens de fixation (140) au niveau d'une des branches du L et avec la surface de contact (134) au niveau de l'autre des branches du L. 5. Pièce de contact (114) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la portion de rupture (124) comprend une surface opposée à la surface de contact (134), ladite surface opposée et une surface de la portion de base (128), adjacente à la dite surface opposée, étant recouvertes d'une coloration(142) les distinguant du reste de la pièce, de manière à rendre visible à un opérateur la rupture de la portion de rupture (124). 6. Outillage d'emboutissage de tôle, notamment de pièce de carrosserie de véhicule automobile, comprenant : - une matrice avec une empreinte destinée à recevoir un poinçon suivant une direction d'emboutissage, l'empreinte étant formée par plusieurs éléments de matrice ; - un porte-matrice (126) constitué de plusieurs éléments configurés pour porter les éléments de matrice ; - un bâti (122) destiné à recevoir et à maintenir en place les éléments de porte-matrice et de matrice ; - au moins une pièce de contact (114) entre le bâti et le porte-matrice, ladite pièce étant apte à rompre lorsque l'effort appliqué sur ladite pièce par le porte-matrice dépasse une valeur prédéterminée ; caractérisé en ce que la ou les pièces de contact (114) est/sont conforme(s) à l'une des revendications 1 à 5. 7. Outillage d'emboutissage selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est configuré pour que l'ouverture de l'empreinte soit dirigée vers le bas et que la ou les pièces de contact (114) soient disposées sur une portion inférieure du porte-matrice (126). 8. Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'il comprend un serre-flan (144), la ou les portions de rupture (124) de la ou des pièces de contact (114), respectivement, après rupture, étant retenue(s) à distance du serre-flan (144). 9. Outillage d'emboutissage selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce qu'il est configuré pour présenter un dégagement permettant à la ou aux portions de rupture (124) de la ou des pièces de contact (114), respectivement, après rupture, de décrire librement une trajectoire jusqu'à une position basse. 10. Presse d'emboutissage comprenant un outillage d'emboutissage, caractérisé en ce que ledit outillage est conforme à l'une des revendications 6 à 9.