Brevet FR3017552A1 — publié le 20150821

PRESSE POUR EMBOUTIR UNE PIÈCE EN TÔLE D'ACIER À TRÈS HAUTE LIMITE ÉLASTIQUE, TELLE QU'UN BRANCARD DE VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne une presse pour emboutir une pièce en tôle en particulier en acier du type THLE (très haute limite élastique). L'invention concerne plus particulièrement l'application de cette presse à l'emboutissage des brancards ou longerons avant en tôle THLE pour véhicules automobiles. Ces tôles THLE sont de plus en plus utilisées lors de la fabrication de pièces en tôles pour véhicules automobiles pour améliorer leur prestation en cas de chocs et réduire leur masse. Les pièces en question sont en particulier les brancards. Les presses actuelles ne sont pas adaptées pour travailler les tôles THLE précitées. En effet, le travail de cette nuance de tôle engendre les trois problèmes suivants : - l'effort important mis en oeuvre par la presse pour travailler une telle tôle, - l'obligation de sécuriser les organes sensibles de la presse pour éviter la casse de ceux-ci, et, - de maîtriser le retour élastique de la tôle. La figure 1 est une vue en coupe verticale montrant une presse d'emboutissage classique. Cette presse comprend un bâti supérieur 1 mobile verticalement, un serre-flan 2, un poinçon 3 et un bâti inférieur 4. La pièce en tôle 5 est emboutie entre une surface du bâti supérieur 1 et une surface du poinçon 3. Cette presse classique présente l'avantage de présenter deux mouvements, à savoir un mouvement vers le bas (voir flèche F) et un mouvement vers le haut (voir flèche F1). Cependant, cette presse présente l'inconvénient de ne pas pouvoir résoudre les trois problèmes évoqués plus haut. De plus, la zone entourée A sur la figure 1 montre que l'emboutissage de la pièce 5 entraîne des chutes qui augmente le coût des pièces. Pour fabriquer un brancard, il est nécessaire de réaliser deux tombages sur la pièce en tôle pour obtenir une pièce de section transversale en U. A cet effet, les presses connues comportent un presseur sollicité par des ressorts pouvant s'appuyer sur la pièce à travailler, en position sur un poinçon fixe et deux lames portées chacune par un porte-lame pour réaliser les deux tombages. Cependant, les presses de ce type ne permettent pas actuellement de résoudre les problèmes énoncés plus haut. Le but de la présente invention est précisément d'apporter des solutions à 10 ces problèmes. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à une presse pour emboutir une pièce en tôle comprenant un bâti supérieur mobile verticalement vers un bâti inférieur, un presseur sollicité par des ressorts pouvant s'appuyer sur la pièce à travailler, en position sur un poinçon fixe, au moins une lame de tombage 15 permettant de réaliser sur la pièce au moins un bord tombé, caractérisée en ce que le presseur est monté dans un évidement du bâti supérieur qui débouche sur le dessus de ce bâti, le nombre de ressorts étant suffisant pour solliciter le presseur vers la pièce à travailler avec une force supérieure à la limite élastique de l'acier de la pièce en tôle, lorsque celle-ci est du type THLE (tôle à très haute 20 limite élastique). Le montage du presseur sur le dessus du bâti supérieur de la presse permet de placer dans ce presseur un grand nombre de ressorts pour pouvoir solliciter le presseur vers la pièce à travailler avec la force requise par celle-ci du fait que l'acier de cette pièce est du type THLE. 25 A titre indicatif, l'emboutissage d'un brancard en tôle du type THLE requiert une force de l'ordre de 150 tonnes. Dans un mode de réalisation de l'invention, le bâti supérieur comporte une plaque supérieure qui est fixée sur le pourtour de l'évidement qui débouche sur le dessus du bâti supérieur et ferme cet évidement. 30 De préférence, les ressorts sont en appui contre ladite plaque supérieure et une paroi parallèle à cette plaque qui constitue le fond du presseur. Ainsi, lors de la descente du bâti supérieur, le presseur s'appuie sur la pièce en tôle avec une force correspondant à la force nécessaire pour comprimer les ressorts. De préférence également, lesdits ressorts sont des ressorts à gaz comprenant chacun un piston mobile dans un cylindre dont l'axe est vertical. Selon une particularité également avantageuse de l'invention, le presseur comprend des chandelles parallèles, verticales et fixées à ladite plaque supérieure, ces chandelles étant agencées pour renvoyer vers cette plaque et le bâti supérieur les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle. Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention : - lesdites chandelles sont engagées respectivement dans des ouvertures réalisées dans ladite paroi qui constitue le fond du presseur et, - lesdites chandelles sont disposées entre lesdits ressorts. On obtient ainsi une répartition homogène de ressorts et de chandelles, qui est capable de transmettre et de renvoyer des efforts très importants dans un volume relativement restreint. Dans le cas où la presse selon l'invention est destinée à l'emboutissage d'une pièce en tôle de section transversale en U, cette presse comprend deux lames de tombage agencées respectivement pour tomber les deux ailes du U de la pièce et portées chacune par un porte-lame, les deux porte-lames étant reliés l'un à l'autre par un tirant fusible lorsque les deux lames sont sollicitées par une force supérieure à la limite élastique dudit tirant. Ce tirant fusible permet ainsi de protéger la presse à l'égard des risques de casse de parties difficiles et onéreuses à réparer, lorsqu'en cas de dysfonctionnement deux pièces à travailler sont présentes entre le presseur et le poinçon. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, chacun des deux porte-lames comprend un épaulement pour recevoir l'une des lames, chacun de ces deux porte-lames étant traversé par l'une des deux extrémités du tirant, chacune de ces extrémités étant fixée de façon démontable à l'un des deux porte-lames. Ce tirant est ainsi facile à démonter en cas de rupture due au dysfonctionnement évoqué plus haut. 301 75 52 4 Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'application de la presse selon l'invention à l'emboutissage des brancards en tôle THLE pour véhicules automobiles. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au 5 long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 concernant une presse comportant un presseur entre le bâti supérieur et le poinçon portant la tôle à travailler, 10 - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une presse selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie de la presse, représentée sur la figure 3, montrant la répartition des efforts engendrés lors du travail de la presse, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 mais dépourvue des lames 15 de tombage, - la figure 6 est une vue de dessus du presseur, après enlèvement de la plaque supérieure, - la figure 7 est une vue du dessous de la presse selon l'invention, - la figure 8 est une autre vue du dessous de la presse. 20 La figure 2 représente une presse pour emboutir une pièce en tôle 6, comprenant un bâti supérieur 7 mobile verticalement vers un bâti inférieur 8. Sous le bâti supérieur 7 est monté un presseur 9 sollicité par des ressorts, tels que le ressort 10, qui permettent à ce presseur 9 de s'appuyer sur la pièce 6 à travailler, qui est en position sur un poinçon 11. 25 Le bâti supérieur 7 porte en outre à sa partie inférieure une lame de tombage 12 permettant de réaliser sur la pièce en tôle 6 au moins un bord tombé 6a. Cependant, cette presse n'est pas conçue pour travailler une tôle du type THLE pour réaliser une pièce de section en U, telle qu'un longeron avant ou un brancard de véhicule automobile. 30 Un tel objectif est atteint par la presse représentée sur les figures 3 à 8. Cette presse comprend un bâti supérieur 13 mobile vers un bâti inférieur 14 portant un poinçon 15. Le bâti supérieur 13 porte un presseur 16 qui est sollicité par des ressorts 17 qui permettent aux deux lames 18 de s'appuyer sur la pièce en tôle 19 portée par le poinçon 15 et réaliser sur celle-ci deux bords tombés pour former une section en U. Ces deux lames 18 sont portées chacune par un porte-lame 20 qui est fixé de façon amovible à la partie inférieure 13a du bâti supérieur 13. Conformément à l'invention, le presseur 16 est monté dans un évidement 21 du bâti supérieur 13 qui débouche sur la face de dessus 13b de ce bâti 13. Comme montré sur les figures 3 à 6, le presseur 16 comporte un grand 10 nombre de ressorts 17 dans un volume relativement compact. Ce nombre de ressorts est suffisant pour solliciter, c'est-à-dire pousser la partie inférieure du presseur 16 vers la pièce 19 à travailler, avec une force supérieure à la limite élastique de l'acier du type THLE pour pouvoir plier cette pièce en U. 15 Les figures 3 à 5 montrent que le bâti supérieur 13 comporte une plaque supérieure 22 qui est fixée sur le pourtour de l'évidement 21 qui débouche sur le dessus 13b du bâti supérieur 13 de façon à fermer cet évidement 21. Les ressorts 17 sont en appui contre la plaque supérieure 22 et contre une paroi 23 parallèle à la plaque 22 qui constitue le fond du presseur 16. 20 Dans l'exemple montré sur les figures 3 à 5, les ressorts 17 sont des ressorts à gaz et comprennent chacun un piston mobile dans un cylindre dont l'axe est vertical, pour pouvoir comprimer le gaz compris dans ce cylindre. A volume égal, ces ressorts à gaz peuvent présenter une force de tarage supérieure à celle des ressorts hélicoïdaux classiques. 25 Par ailleurs, le presseur 16 comporte des chandelles 24 verticales et parallèles dont l'extrémité supérieure est fixée à la plaque supérieure 22. Ces chandelles 24 sont agencées pour renvoyer vers cette plaque 22 et le bâti supérieur 13 les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle 19. A cet effet, les chandelles 24 sont engagées chacune dans une ouverture 25 30 réalisée dans la paroi 23 qui constitue le fond du presseur 16. On voit sur les figures 3 à 5 que les chandelles 24 sont disposées entre les ressorts 17 de façon à obtenir une répartition régulière et homogène de ces chandelles et ressorts à l'intérieur du presseur 16. Les figures 3 et 4 montrent que la presse comprend deux lames de tombage 18 disposées l'une en face de l'autre et agencées pour réaliser par tombage les deux ailes du U de la pièce en tôle 19. Ces deux lames 18 sont portées chacune par un porte-lame 20. Les deux porte-lames 20 sont reliés l'un à l'autre par un tirant en acier 26 (voir figures 4 et 5). Ce tirant 26 est fusible lorsque les deux lames de tombage 18 sont sollicitées par une force qui est supérieure à la limite élastique du tirant 26. Par ailleurs, chacun des deux porte-lames 20 comprend un épaulement 27 pour recevoir l'une des deux lames 18. De plus, chacun des deux porte-lames 20 est traversé par l'une des deux extrémités 26a, 26b du tirant 26. L'une de ces deux extrémités 26a, 26b du tirant 26 peut être filetée et porter un écrou serré contre une face du porte-lame 20 opposée à l'épaulement 27 et l'autre extrémité du tirant 26 peut comporter une tête élargie en appui contre l'autre porte-lame 20. La figure 6 montre le dessus du presseur 16 après enlèvement de la plaque supérieure 22. On voit ainsi l'extrémité supérieure des ressorts à gaz 17 et des chandelles 24. Cette figure 6 montre en particulier que le nombre de ressorts à gaz 17 est relativement élevé pour que le presseur puisse exercer une force de travail suffisamment élevée pour compenser les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle 19. Les figures 7 et 8 sont des vues montrant le dessous du presseur 16 de la presse selon l'invention. Sur ces figures, la référence 18 désigne chacun des deux porte-lames 20. La référence 26 désigne l'un des tirants fusible. La référence 30 désigne une clé de verrouillage. La référence 13 désigne le bâti supérieur de la presse. Le centrage du presseur, lors de la mise au point, est assuré par des clavettes 31. Celles-ci sont démontées lors de l'exploitation de la presse où le centrage est assuré par des goupilles 32. On va maintenant expliquer le fonctionnement de la presse selon l'invention. Le bâti supérieur 13 est mobile entre une position haute dans laquelle les deux lames 18 sont espacées du poinçon 15 sur lequel est posé un flan en tôle, et une position basse, telle que représentée sur la figure 3, dans laquelle la descente des deux lames 18 a déformé vers le bas les deux ailes de la pièce en tôle 19 pour obtenir une section en U. La flèche F1, représentée sur la figure 4, montre l'effort de serrage appliqué par le presseur 16 sur la pièce 19. Cet effort est exercé par les ressorts à gaz 17. La flèche F2 montre l'effort de travail des lames 18 qui est encaissé par les chandelles 24 de renvoi d'efforts. Lorsqu'en cas de dysfonctionnement, deux flans ou deux pièces en tôle sont présents sur le poinçon 19, lors de la descente des lames 18, celles-ci sont déplacées latéralement, comme montré par la flèche F3 sur la figure 4. En se déplaçant, les lames 18 poussent chacun le porte-lame 20 correspondant dans le sens de la flèche F3, ce qui provoque un allongement du tirant 26 dans une direction parallèle à la flèche F3, jusqu'à la rupture de ce tirant 20 26. Ainsi, la rupture du tirant 26 évite la rupture d'une partie de la fonderie de la presse, ce qui entraînerait des coûts de réparation beaucoup plus élevés que ceux résultants d'une simple réparation d'un ou plusieurs tirants. L'invention permet ainsi de remédier d'une manière efficace aux trois 25 problèmes énoncés dans l'introduction du présent mémoire. REVENDICATIONS1. Presse pour emboutir une pièce en tôle (19) comprenant un bâti supérieur (13) mobile verticalement vers un bâti inférieur (14), un presseur (16) sollicité par des ressorts (17) pouvant s'appuyer sur la pièce (19) à travailler, en position sur un poinçon fixe (15), au moins une lame de tombage (18) permettant de réaliser sur la pièce (19) au moins un bord tombé, caractérisée en ce que le presseur (16) est monté dans un évidement (21) du bâti supérieur (13) qui débouche sur le dessus de ce bâti, le nombre de ressorts (17) étant suffisant pour solliciter le presseur (16) vers la pièce à travailler (19) avec une force supérieure à la limite élastique de l'acier de la pièce en tôle (19), lorsque celle-ci est du type THLE (tôle à très haute limite élastique). 2. Presse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le bâti supérieur (13) comporte une plaque supérieure (22) qui est fixée sur le pourtour de l'évidement (21) qui débouche sur le dessus (13b) du bâti supérieur (13) et ferme cet évidement (21). 3. Presse selon la revendication 2, caractérisée en ce que les ressorts (17) sont en appui contre ladite plaque supérieure (22) et une paroi (23) parallèle à cette plaque (22) qui constitue le fond du presseur (16). 4. Presse selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que lesdits ressorts (17) sont des ressorts à gaz comprenant chacun un piston mobile dans un cylindre dont l'axe est vertical. 5. Presse selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisée en ce que le presseur (16) comprend des chandelles (24) parallèles, verticales et fixées à ladite plaque supérieure (22), ces chandelles (24) étant agencées pour renvoyer vers cette plaque (22) et le bâti supérieur (13) les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle (19). 6. Presse selon la revendication 5 et la revendication 3, caractérisée en ce que lesdites chandelles (24) sont engagées respectivement dans des ouvertures (25) réalisées dans ladite paroi (23) qui constitue le fond du presseur (16). 7. Presse selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que lesdites chandelles (24) sont disposées entre lesdits ressorts (17). 8. Presse selon l'une des revendications 1 à 7, destinée à l'emboutissage d'une pièce en tôle (19) de section transversale en U, caractérisée en ce qu'elle comprend deux lames de tombage (18) agencées respectivement pour tomber les deux ailes du U de la pièce (19) et portées chacune par un porte-lame (20), les deux porte-lames (20) étant reliés l'un à l'autre par un tirant (26) fusible lorsque les deux lames (18) sont sollicitées par une force supérieure à la limite élastique dudit tirant (26). 9. Presse selon la revendication 8, caractérisée en ce que chacun des deux porte-lames (20) comprend un épaulement (27) pour recevoir l'une des lames (18), chacun de ces deux porte-lames (20) étant traversé par l'une des deux extrémités du tirant (26), chacune de ces extrémités étant fixée de façon démontable à l'un des deux porte-lames (20). 10. Application de la presse selon l'une des revendications 1 à 9, à l'emboutissage des brancards en tôle THLE, pour véhicules automobiles.