Brevet FR3010921A1 — publié le 20150327

"OUTIL D'EMBOUTISSAGE POUR REPRENDRE UNE PIECE EMBOUTIE AYANT UN BORD TOMBE" [0001] La présente invention concerne un outil d'emboutissage pour reprendre une pièce emboutie ayant un bord tombé ainsi qu'une telle pièce emboutie. [0002] La réalisation de pièces en tôle par emboutissage demande parfois d'y procéder en deux étapes. Lors d'une première étape, le flan à partir duquel la pièce doit être obtenue, est préformé, notamment en ce qui concerne des rayons de bord, et lors de l'étape suivante, la pièce reçoit sa forme définitive. [0003] Or, le procédé d'emboutissage faisant subir à la pièce préformée des efforts assez importants de traction, il arrive fréquemment que la pièce finie présente des défauts géométriques ou des défauts d'aspect. Alors que les défauts de géométrie peuvent s'avérer nuisibles à l'assemblage de cette pièce avec une autre, les défauts d'aspects entraînent, sinon la mise au rebut de la pièce, du temps et des coûts de réparation de la surface de la pièce. [0004] Le but de l'invention est de remédier à ces inconvénients. [0005] Le but de l'invention est atteint avec un outil d'emboutissage pour reprendre une pièce emboutie obtenue à partir d'un flan de tôle et ayant un bord tombé suivi d'un bord technique enfermant un angle avec le bord tombé, l'outil comprenant une matrice avec un fond de matrice et un poinçon avec une face de travail, la matrice et le poinçon comportant chacun un premier bord pour former ensemble, sur la pièce, le bord tombé et un second bord pour former ensemble, sur la pièce, le bord technique, la matrice et le poinçon ayant chacun en outre un rayon de structure constituant respectivement une transition entre le fond de matrice et le premier bord de la matrice et une transition entre la face de travail et le premier bord du poinçon. [0006] Selon la présente invention, les premiers bords de la matrice et du poinçon pour reprendre le bord tombé comportent chacun deux rayons de tombage dont l'un définit une transition entre le premier bord et le second bord et dont l'autre s'étend sur le premier bord à une distance constante, et le long, du rayon de structure et divise le premier bord ainsi en une marche à hauteur constante et une partie adjacente au second bord et décalée transversalement par rapport à la marche. [0007] Selon le mode de réalisation choisi, l'outil d'emboutissage peut également avoir l'une au moins des caractéristiques supplémentaires suivantes : - le décalage entre la marche et la partie adjacente au second bord est de l'ordre de 2 mm ; - la matrice comprend un presseur et une lame de formage, les dimensions et la forme du presseur étant adaptées aux dimensions et à la forme de la face de travail du poinçon et la lame de formage étant pourvue des deux rayons de tombage et de la marche à hauteur constante ; - la lame de formage est un élément interchangeable de la matrice. [0008] Le but de l'invention est également atteint avec une pièce emboutie obtenue à partir d'un flan de tôle et ayant une face de style et un bord tombé suivi d'un bord technique enfermant un angle avec le bord tombé, le bord tombé comprenant une marche adjacente à la face de style et une partie adjacente au bord technique, la partie adjacente au bord technique étant séparée de la marche par un rayon de tombage et ainsi décalée transversalement par rapport à la marche, la hauteur de la marche étant constante. [0009] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation d'un outil selon l'invention et d'une pièce emboutie reprise avec un tel outil. [0010] La description est faite en référence aux dessins dont : - la figure 1 est une vue en coupe d'un outil d'emboutissage selon l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe d'une partie de l'outil de la figure 1, représentant l'outil en l'état ouvert et la pièce à reprendre en position, - la figure 3 représente les mêmes détails que la figure 2 mais avec l'outil en position de serrage de la pièce sur le poinçon, - la figure 4 représente l'étape suivante par rapport à celle représentée sur la figure 3, l'outil attaquant le bord tombé, - la figure 5 représente l'outil au moment où la marche commence à être formée, - la figure 6 représente l'outil en état entièrement fermé, - la figure 7 est une vue en perspective d'une pièce pré-emboutie et à reprendre, - la figure 8 représente la pièce de la figure 7 après sa reprise, et - la figure 9 représente la pièce emboutie en une vue latérale respectivement avant et après la reprise de cette pièce. [0011] Les pièces dit d'aspect, qui ont une face de présentation et sur lesquelles on doit former au moins un bord tombé lors d'un premier emboutissage, la face d'aspect et ses contours, notamment la transition entre la face d'aspect et le bord tombé, ne doivent pas être détériorés lors d'un second emboutissage par lequel la pièce est reprise. Pour garantir néanmoins que lors d'une opération de reprise de la pièce d'aspect, les efforts de l'outil d'emboutissage agissent de manière homogène sur la pièce d'aspect et notamment sur le bord tombé, l'outil d'emboutissage de l'invention, dont la conception est représentée sur la figure 1, comporte sur les bords correspondant de la matrice et du poinçon une marche comme cela est expliqué ci-après. [0012] La figure 1 représente un outil d'emboutissage selon la présente invention, en état fermé, et avec une pièce 30 à l'intérieur de l'outil. La pièce 30, lorsqu'elle a été emboutie une première fois, - également appelée par la suite la pièce pré-emboutie - comprend une face d'aspect 31, un bord tombé 32 et un bord technique 33 moyennant lequel la pièce 30 sera fixée sur un autre élément. La transition entre la face d'aspect 31 et le bord tombé 32 est formé par un rayon de style 34 et la transition entre le bord tombé 32 et le bord technique 33 est constitué par un premier rayon de tombage 35 (voir figure 2). [0013] L'outil d'emboutissage de l'invention comprend une matrice 1 montée sur un bâti supérieur 10 et un poinçon 2 monté sur un bâti inférieur 20. La matrice 1 comporte une lame de formage 11 et un presseur 12 montés mobiles l'un par rapport à l'autre, ainsi qu'un fond de matrice 13 constitué par la face de travail du presseur 12 et un ressort à gaz 19 par lequel le presseur 12 est monté sur le bâti supérieur 10. Le poinçon 2 est pourvu d'une face de travail 21 disposée en regard du fond de matrice 13. [0014] Indépendamment du mode de réalisation représenté dans les dessins de la présente demande de brevet, aussi bien la matrice 1 que le poinçon 2 peuvent être des pièces monobloc ou être constitués de deux ou davantage d'éléments. [0015] La figure 2 représente une vue plus détaillée sur les parties de la matrice 1 et du poinçon 2 qui sont importantes pour la présente invention. [0016] La lame de formage 11 présente un premier bord qui se présente en deux parties 14, 15 et un second bord 16 qui enferme un angle avec le premier bord 14, 15. De manière analogue, le poinçon 2 comprend, outre la face de travail 21, un premier bord en deux parties 22, 23 suivi d'un second bord 24 enfermant un angle avec le premier bord 22, 23. Les premiers bords de la matrice 1 et du poinçon 2, d'une part, et les seconds bords de la matrice 1 et du poinçon 2, d'autre part, ont des formes complémentaires afin de pouvoir coopérer les uns avec les autres lors d'une opération d'emboutissage. En effet, les premiers bords de la matrice 1 et du poinçon 2 coopèrent pour reprendre et former le bord tombé de la pièce 30 et les seconds bords de la matrice 1 et du poinçon 2 coopèrent pour reprendre le bord technique de la pièce 30. [0017] Sur la matrice 1, la transition du second bord 16 à la partie inférieure 15 du premier bord est constituée par un rayon de tombage 17 et la transition entre la partie inférieure 15 et la partie supérieure 14 du premier bord est constituée par un rayon de tombage 18. De manière analogue sur le poinçon 2, la transition du second bord 24 à la partie inférieure 23 du premier bord est constituée par un rayon de tombage 26 et la transition entre la partie inférieure 23 et la partie supérieure 22 du premier bord est constituée par un rayon de tombage 27. Le poinçon 2 présente en outre un rayon de structure 28 constituant la transition entre la face de travail 21 et la partie supérieure 22 du premier bord. [0018] Lorsqu'une pièce pré-emboutie 30 est introduite dans l'outil d'emboutissage, elle est placée de façon que la face d'aspect 31 soit alignée avec le fond de matrice 13 de la matrice 1 et avec la face de travail 21 du poinçon 2. Le bord tombé 32 sera alors situé en dépassement de la face de travail 21 du poinçon 2 de façon à venir en appui sur la partie supérieure 22 du premier bord lorsque le presseur 12 immobilise la pièce 30 sur le poinçon 2. [0019] Les figures 3 à 6 représentent l'outil dans les différentes étapes de la reprise de la pièce pré-emboutie 30. [0020] Ainsi, la figure 3 représente l'outil d'emboutissage à un moment où la pièce 30 est en position dans l'outil et immobilisée sur le poinçon 2 par le pressoir 12. On voit que le rayon de transition entre la face d'aspect 31 et le bord tombé 32 est bien situé sur le rayon de structure 28 du poinçon 2 et que le bord tombé 32 est en attente d'être pressé par la lame de formage 11 contre la partie supérieure 22 du premier bord du poinçon 2. Lors de la descente de la lame de formage 11, le point où la lame de formage 11 attaque la pièce 30 est légèrement décalé sans que cela ne crée des contraintes pour le bord tombé 32. [0021] La figure 4 représente l'outil dans la position où la lame de formage 11 attaque le premier rayon de tombage 35 de la pièce 30, c'est-à-dire la transition entre le bord tombé 32 et le bord technique 33. [0022] La figure 5 représente l'outil de l'invention à un moment où la lame de formage 11 est descendue suffisamment loin pour que le bord tombé 32 de la pièce 30 soit attaqué par le second rayon de tombage 18 de la lame de formage 11 et qu'une marche 36 soit créée. Pendant la phase de travail, la tôle du bord tombé 32 continue à se déplacer entre les premiers bords de la matrice 1 et du poinçon 2 et une partie inférieure 37 du bord tombé de la pièce 30 se forme progressivement protégeant ainsi le rayon de style 34 de la pièce 30 et garantissant la géométrie du bord tombé de la pièce 30. [0023] La figure 6 représente l'outil de l'invention en position entièrement fermée, le bord tombé étant en sa forme finale. En fin de course, la lame de formage 11 a réalisé le bord tombé 32 en deux parties, c'est-à-dire avec la marche 36 et la partie inférieure 37. [0024] Afin que l'on puisse voir les effets de l'invention sur la longueur complète du bord tombé, les figures 7 et 8 représentent la pièce 30 en des vues en perspective respectivement avant et après le second emboutissage. On remarque donc sur la figure 7 plus particulièrement que la face d'aspect 31 est bombée d'où il ressort que le rayon de style 34 est constitué par un rayon de style en courbe. De plus, le bord tombé 32 ne s'étend pas perpendiculairement par rapport à la face de style 31 d'où il résulte que le rayon inférieur 35 constituant la transition entre le bord tombé 32 et le bord technique 33 ne s'étend pas parallèlement au bord de style. La position angulaire du bord tombé 32 et du bord technique 33 par rapport à la face de style 31 est par ailleurs visible sur la figure 9 où est représentée la section AA indiquée sur la figure 7. [0025] On comprend ainsi que la lame de formage d'un outil ne bénéficiant pas des dispositions de la présente invention applique ses efforts sur la transition entre le rebord 32 et le bord technique 33 d'une manière inhomogène et que, en conséquence, les efforts subits notamment par le rayon de style impliquent pour le moins un étirage in homogène de la tôle le long du bord tombé, voir le risque de déchirure aux extrémités opposées du bord tombé 32. [0026] La figure 8 montre que grâce à la mise en place d'une marche 36 ayant une hauteur constante h sur toute la longueur du bord tombé, les efforts agissant sur le bord technique 33 et ainsi l'étirage in homogène que la lame de formage 11 fait subir à la tôle ne se limite qu'a la partie inférieure 37 du bord tombé. Ainsi, on obtient que le rayon de style 34 de la pièce 30 soit impeccable et que la géométrie de la pièce 30 soit conforme à ce qui est demandé. La position angulaire des parties supérieure 36 et inférieure 37 du bord tombé et du bord technique 33 par rapport à la face de style 31 est par ailleurs visible sur la figure 9 où est représentée la section BB indiquée sur la figure 8. [0027] La figure 9 représente les sections AA et BB de la pièce 30 respectivement avant et après le second emboutissage. Cette figure permet de comparer les résultats du premier et du second emboutissages et montre plus particulièrement que, grâce à un décalage de l'ordre de 2 mm entre le rayon de tombage 38 en bas de la marche 36 et le rayon de tombage 35 constituant la transition entre la partie inférieure 37 du bord tombé et le bord technique 33, et une hauteur constante h sur la longueur du bord tombé, on obtient un rayon de style 34 plus petit, ce qui permet de réaliser des contours plus précis de la face de style d'une pièce de style 30. REVENDICATIONS1. Outil d'emboutissage pour reprendre une pièce emboutie (30) obtenue à partir d'un flan de tôle et ayant un bord tombé (32) suivi d'un bord technique (33) enfermant un angle avec le bord tombé (32), l'outil comprenant une matrice (1) avec un fond de matrice (13) et un poinçon (2) avec une face de travail (21), la matrice (1) et le poinçon (2) comportant chacun un premier bord (14 ; 22) pour former ensemble, sur la pièce, le bord tombé (32) et un second bord (16 ; 24) pour former ensemble, sur la pièce, le bord technique (33), la matrice (1) et le poinçon (2) ayant chacun en outre un rayon de structure constituant respectivement une transition entre le fond de matrice (13) et le premier bord (14) de la matrice (1) et une transition entre la face de travail (21) et le premier bord (22) du poinçon (2), caractérisé en ce que les premiers bords (14 ; 22) de la matrice (1) et du poinçon (2) pour reprendre sur la pièce emboutie (30) le bord tombé (32) comportent chacun deux rayons de tombage (17, 18 ; 26, 27) dont l'un (17 ; 26) définit une transition entre le premier bord (14; 22) et le second bord (16; 24) et dont l'autre (18; 27) s'étend sur le premier bord (14 ; 22) à une distance constante (h), et le long, du rayon de structure et divise le premier bord ainsi en une marche (14 ; 22) à hauteur constante (h) et une partie (15 ; 23) adjacente au second bord (16; 24) et décalée transversalement par rapport à la marche (14 ; 22). 2. Outil d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le décalage entre la marche (14 ; 22) et la partie (15 ; 23) adjacente au second bord (16 ; 24) est de l'ordre de 2 mm. 3. Outil d'emboutissage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la matrice (1) comprend un presseur (12) et une lame de formage (11), les dimensions et la forme du presseur (12) étant adaptées aux dimensions et à la forme de la face de travail (21) du poinçon (2) et la lame de formage (11) étant pourvue des deux rayons de tombage (17, 18) et de la marche (14) à hauteur constante. 4. Outil d'emboutissage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la lame de formage (11) est un élément interchangeable de la matrice (1). 5. Pièce emboutie obtenue à partir d'un flan de tôle et ayant une face de style (31) et un bord tombé (32) suivi d'un bord technique (33) enfermant un angle avec le bord tombé (32), caractérisé en ce que le bord tombé (32) comprend une marche (36) adjacente à la face de style (31) et une partie (37) adjacente au bord technique (33), la partie (37) adjacente au bord technique (33) étant séparée de la marche (36) par un rayon de tombage (38) et ainsi décalée transversalement par rapport à la marche (36), la hauteur (h) de la marche (36) étant constante.