Brevet FR3018709A1 — publié le 20150925

"OUTILLAGE D'EMBOUTISSAGE POUR LA CONFORMATION D'UNE PIECE EMBOUTIE" [0001] La présente invention est relative à un outillage d'emboutissage pour la conformation d'une pièce emboutie. [0002] Plus particulièrement, l'invention concerne un outillage d'emboutissage d'un flan pour la conformation d'une pièce emboutie, telle qu'une pièce d'un véhicule automobile, comprenant une matrice, un poinçon et un serre-flan permettant de coincer le flan pendant le déplacement relatif du poinçon et de la matrice pour emboutir le flan. [0003] Un exemple de ce genre d'outillage est connu du document EP0808224. Lors du démontage il est important de ne pas dégrader les divers composants de l'outillage d'emboutissage. En particulier, il est important que le démontage du serre-flan n'entraîne pas de dégradation de la matrice ou du poinçon. En effet, lors d'un tel démontage, si des parties du serre-flan heurtent la matrice ou le poinçon, ces composants dont la géométrie est essentielle pour la qualité de la pièce à fabriquer peuvent être détériorés et leur remise en état est problématique. [0004] La présente invention a notamment pour but d'améliorer les solutions connues et/ou de proposer une solution alternative. [0005] A cet effet, l'invention a pour objet un outillage d'emboutissage d'un flan pour la conformation d'une pièce emboutie, telle qu'une pièce d'un véhicule automobile. L'outillage comprend une matrice, un poinçon et un serre-flan permettant de coincer le flan pendant le déplacement relatif du poinçon et de la matrice pour emboutir le flan. Le poinçon et la matrice déterminent des composants de conformation dont l'un est fixe relativement à un bâti et l'autre est mobile relativement à ce bâti. Le serre-flan est monté de manière démontable relativement au bâti en coopérant par coulissement relativement au bâti via un dispositif de liaison qui est pourvu d'un agencement de protection transversalement audit déplacement relatif des composants de conformation pour que le serre-flan en cours de démontage avec mouvement sensiblement dans la direction dudit déplacement puisse avoir, en cas de contact avec l'un des composants de conformation, son dispositif de liaison qui touche avec amortissement de choc celui des composants qui subit ledit contact. [0006] Dans divers modes de réalisation de l'outillage selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : le dispositif de liaison comprend des colonnettes qui sont mobiles relativement au bâti en étant reliées de manière démontable à des vérins solidaires du bâti et qui ont chacune une extrémité liée de manière démontable aux vérins et pourvue d'une protection appartenant à l'agencement de protection transversale pour que le serre-flan en cours de démontage puisse avoir, si intervient le contact avec celui des composants de conformation situé à proximité des vérins, ses extrémités de colonnettes qui touchent avec amortissement de choc ce composant qui subit ledit contact ; - d'une part le serre-flan délimite au moins une ouverture centrale en correspondance du pourtour d'une partie active du poinçon et d'une zone active de la matrice qui permettent de conformer le flan et d'autre part les colonnettes sont, en projection dans la direction de déplacement des composants de conformation, adjacentes au bord de l'ouverture centrale du serre-flan ; - chaque protection est à base de matériau élastique et est emmanchée sur l'extrémité correspondante de colonnette ; chaque protection est à base d'élastomère ; chaque protection est à base de caoutchouc ; les colonnettes sont cylindriques et les protections sont annulaires en entourant radialement les extrémités correspondantes des colonnettes. [0007] D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante d'un de ses modes de réalisation, donné à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins joints dans lesquels : - la figure 1 est une vue schématique de type en section, représentant un outillage 25 d'emboutissage selon l'invention à un état ouvert avant conformation d'un flan de tôle à conformer ; - la figure 2 est une vue schématique de type en section, représentant l'outillage selon l'invention à un état fermé pendant conformation du flan de tôle ; - la figure 3 est une vue schématique de type en section, représentant partiellement l'outillage selon l'invention à un état ouvert de démontage ; - la figure 4 une vue de détail de la figure 3, montrant une extrémité de colonnette de serre-flan selon l'invention ; - la figure 5 est une vue schématique de type de dessous, représentant le serre-flan selon l'invention. [0008] De nombreuses fabrications font appel à des flans métalliques, c'est-à-dire des morceaux de feuilles métalliques en tôle découpés dans une bande de tôle continue et ces flans sont empilés pour former une pile en réserve d'alimentation d'un outillage de transformation. Tel est par exemple le cas pour la fabrication de pièces de véhicules automobiles à partir de flans qui sont prélevés unitairement par dépilage à partir de la pile pour alimenter unitairement une presse d'emboutissage de ces pièces. L'outillage d'emboutissage selon l'invention constitue une telle presse d'emboutissage. [0009] En se reportant aux figures, la référence 10 désigne l'outillage selon l'invention. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. Dans la description qui va suivre, la direction désignée comme verticale correspond à l'axe de débattement de la presse entre son état ouvert et son état fermé. [0010] La figure 1 et la figure 2 représentent schématiquement la presse 10 d'emboutissage comprenant une matrice 12, un poinçon 14 monté fixe sur un plateau de presse 16 et un serre-flan 20 permettant de coincer le pourtour d'un flan 22 à conformer. Le serre-flan 20 délimite au moins une ouverture centrale 20T dans laquelle une partie active 14T du poinçon 14 est reçue quand l'outillage constituant la presse 10 est un état fermé pour conformer le flan de tôle. La partie active 14T du poinçon conforme la pièce à partir du flan 22, en correspondance avec une zone active 12T de la matrice. De manière générale, le poinçon 14 et la matrice 12 sont des composants de conformation dans l'outillage d'emboutissage. Le plateau 16 de la presse ne nécessite pas d'être décrit et il peut être constitué par tout bâti ou châssis fixe équivalent. [0011] Le serre-flan 20 comporte, en bordure de son ouverture centrale 20T, au moins une surface serrage 20A qui coince le pourtour du flan 22 sur une partie de surface d'appui 12A de la matrice 12 pendant le déplacement de la matrice 12 relativement au poinçon 14 pour emboutir le flan 22 en tôle à conformer. Dans l'exemple représenté, c'est le poinçon 14 qui est fixe et la matrice 12 qui est mobile et qui pousse le serre-flan 20 lors des opérations d'emboutissages. Le serre-flan 20 est adjacent au poinçon fixe 14 et il est enfoncé à la descente de la matrice 12 lorsque la presse d'emboutissage passe de son état ouvert à son état fermé. En variante équivalente non représentée, les composants de conformation dans la presse d'emboutissage peuvent être inversés, le poinçon étant alors mobile et la matrice étant alors fixe avec le serre-flan adjacent à la matrice fixe et enfoncé à emboîtement latéral avec la matrice quand le poinçon descend. [0012] Le serre-flan 20 est monté sur des colonnettes 200 qui sont mobiles relativement au plateau fixe 16 en étant reliées de manière démontable à des vérins 26 solidaires dudit plateau. Les colonnettes 200 déterminent un dispositif de liaison participant au guidage à coulissement du serre-flan 20 relativement au plateau 16 via des socles latéraux 14S appartenant au poinçon 14 et fixés sur le plateau. Les moyens de guidage tout comme les moyens de fixation des colonnettes ne nécessitent pas d'être décrits, tout moyen connu pour assurer ces fonctions pouvant être utilisé. Le dispositif à colonnettes est plus généralement un dispositif de liaison avec coopération par coulissement du serre-flan 20 relativement au bâti déterminé par le plateau 16 et autres aménagements de montage de manière amovible de serre-flan dans l'outillage. [0013] Les colonnettes 200 sont verticalement adjacentes au bord de l'ouverture centrale 201 du serre-flan. Chaque colonnette 200 présente une extrémité inférieure de fixation 20X qui est démontable du vérin 26 correspondant. Chaque extrémité de fixation démontable est pourvue d'une protection latérale 20P. [0014] Dans l'exemple de réalisation considéré en relation avec la figure 5, les colonnettes 200 sont en deux rangées dont une rangée est verticalement adjacente au bord de l'ouverture centrale 201 et une autre rangée est en transversalement plus retrait par rapport à la projection verticale de ce bord d'ouverture. Tout autre agencement voisin peut être considéré, avec des colonnettes relativement proches de la projection verticale de l'ouverture centrale 201 de serre-flan. [0015] Plus généralement, le serre-flan 20 détermine des bords de serrage du flan 22 à affleurement avec le pourtour 14P de la partie active 141 du poinçon. Ces bords de serrage incluent le raccordement de la surface de serrage 20A avec le bord de l'ouverture centrale 201. Les protections 20P sont sensiblement dans l'alignement des bords de serrage, cet alignement étant considéré par projection dans le sens des déplacements des composants de conformation lors des opérations d'emboutissage. Les contours des bords de serrages peuvent avoir une forme régulière, comme dans l'exemple représenté en particulier à la figure 5, ou tout autre configuration par exemple à formes irrégulières. Pour généraliser, d'une part l'ouverture centrale 201 est en correspondance du pourtour de la partie active 141 du poinçon 14 et de la zone active 121 de la matrice qui permettent de conformer le flan et d'autre part les colonnettes 200 sont, en projection dans la direction de déplacement des composants de conformation, adjacentes au bord de l'ouverture centrale 201 du serre-flan. [0016] Cette protection latérale 20P est destinée à oeuvrer lors d'opérations de démontage du serre-flan 20 afin d'éviter que chaque colonnette 200 correspondante ne touche la partie active 141 du poinçon 14 avec un choc trop important, et en particulier un pourtour 14P de ladite partie active qui est destinée à traverser l'ouverture centrale 201 du serre-flan lors des opérations d'emboutissage. Par choc trop important, il s'agit d'un choc qui serait susceptible d'altérer l'état de surface ou la géométrie du poinçon à sa partie active de conformation de la pièce à partir du flan. Pour généraliser, la protection latérale 20P permet avantageusement que le serre-flan 20 en cours de démontage puisse avoir, en cas de contact avec le composant de conformation constitué par le poinçon 14 qui est situé à proximité des vérins, ses extrémités de colonnettes qui touchent avec amortissement de choc ledit composant de conformation subissant ledit contact. [0017] Dans l'exemple de réalisation considéré, les colonnettes 200 sont cylindriques et les protections latérales 20P sont annulaires en entourant radialement les extrémités correspondantes des colonnettes. Ces protections 20P agissent transversalement à l'axe des colonnettes qui correspond à l'axe d'action lors de l'emboutissage. Afin de loger les protections latérales, les extrémités de fixation 20X des colonnettes comportent un évidement annulaire délimité par un épaulement de changement de diamètre. Chaque évidemment correspond à un tronçon de diamètre réduit de l'extrémité de fixation correspondante. [0018] Les colonnettes peuvent avoir une forme différente que celle cylindrique à base circulaire prise en exemple. Elles peuvent avoir toute section transversale leur permettant de jouer le rôle de tige de guidage du serre-flan dans la presse, les protections pouvant être rattachées en considérant de multiples formes de colonnette ou tige équivalente. [0019] Dans l'exemple de réalisation considéré, les protections latérales 20P sont à base de matériau élastique et sont emmanchées sur les extrémités correspondantes des colonnettes. Les protections latérales sont par exemple en matériau à base d'élastomère et/ou à base de caoutchouc. [0020] Le fonctionnement de l'outillage d'emboutissage ressort déjà en partie de la description qui précède et va maintenant être détaillé. Lors d'une opération de démontage du serre-flan 20, ce dernier est manipulé par un pont ou un robot dont les mouvements peuvent provoquer un balancement du serre-flan. Ce balancement ou mouvement de balancier entraîne un risque de contact avec une inertie non négligeable du serre-flan contre le poinçon adjacent. Quand l'extrémité de fixation 20X du poinçon 14 des colonnettes approche le pourtour 14P de la partie active 141 du poinçon et commencent à passer au-dessus, le balancement peut devenir plus important et il peut y avoir frottement sur ladite partie active. Le coin inférieur de chaque colonnette 200 étant recouvert de matière protectrice qui empêche le contact avec choc, en l'amortissant le choc, l'intégrité du poinçon est assurée. [0021] Avantageusement, les protections 20P aux extrémités de fixation des colonnettes 200 est une solution efficace pour éviter la dégradation du composant de conformation dans l'outillage d'emboutissage. Cette solution est peu onéreuse et ne nécessite pas de lourd aménagement dans l'outillage. Les protections peuvent oeuvrer au démontage et aussi le cas échéant au montage de serre-flan dans l'outillage d'emboutissage. REVENDICATIONS1. Outillage d'emboutissage d'un flan (22) pour la conformation d'une pièce emboutie, telle qu'une pièce d'un véhicule automobile, comprenant une matrice (12), un poinçon (14) et un serre-flan (20) permettant de coincer le flan (22) pendant le déplacement relatif du poinçon (14) et de la matrice (12) pour emboutir le flan (22), caractérisé en ce que, le poinçon (14) et la matrice (12) déterminant des composants de conformation dont l'un est fixe relativement à un bâti (16) et l'autre est mobile relativement à ce bâti, le serre-flan (20) est monté de manière démontable relativement au bâti (16) en coopérant par coulissement relativement au bâti via un dispositif de liaison (200) qui est pourvu d'un agencement de protection (20P) transversalement audit déplacement relatif des composants de conformation pour que le serre-flan (20) en cours de démontage avec mouvement sensiblement dans la direction dudit déplacement puisse avoir, en cas de contact avec l'un des composants de conformation, son dispositif de liaison (200) qui touche avec amortissement de choc celui des composants qui subit ledit contact. 2. Outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le dispositif de liaison comprend des colonnettes (200) qui sont mobiles relativement au bâti (16) en étant reliées de manière démontable à des vérins (26) solidaires du bâti et qui ont chacune une extrémité (20X) liée de manière démontable aux vérins et pourvue d'une protection appartenant à l'agencement de protection (20P) pour que le serre-flan (20) en cours de démontage puisse avoir, si intervient le contact avec celui des composants de conformation situé à proximité des vérins, ses extrémités (20X) de colonnettes (200) qui touchent avec amortissement de choc ce composant qui subit ledit contact. 3. Outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que d'une part le serre-flan (20) délimite au moins une ouverture centrale (201) en correspondance du pourtour d'une partie active (141) du poinçon (14) et d'une zone active (121) de la matrice (12) qui permettent de conformer le flan (22) et d'autre part les colonnettes (200) sont, en projection dans la direction de déplacement des composants de conformation, adjacentes au bord de l'ouverture centrale (201) du serre-flan. 4. Outillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que chaque protection (20P) est à base de matériau élastique et est emmanchée sur l'extrémité (20X) correspondante de colonnette. 5. Outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque protection (20P) est à base d'élastomère. 6. Outillage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que chaque protection (20P) est à base de caoutchouc. 7. Outillage selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que les colonnettes (200) sont cylindriques et les protections (20P) sont annulaires en entourant radialement les extrémités (20X) correspondantes des colonnettes.