Brevet FR3036047A1 — publié le 20161118

TUYAU HELICOIDAL POUR OUTIL D'EMBOUTISSAGE DE TOLE SUR PRESSE L'invention a trait à un tuyau hélicoïdal, notamment un raccord flexible. Plus précisément, l'invention concerne un tuyau hélicoïdal d'alimentation pneumatique d'un outil d'emboutissage. L'invention concerne également un outil d'emboutissage. Un outil d'emboutissage présente généralement un bâti inférieur fixe et un bâti supérieur mobile. Ils reçoivent un ensemble d'outils de travail permettant de réaliser un emboutissage pour conformer une tôle, un tombage de bords pour rabattre des côtés d'un flan de tôle. L'outillage peut également présenter des parties permettant de réaliser des poinçonnages pour percer la tôle, ce qui nécessite l'intégration d'outils commandés indépendamment des mouvements de bâtis. Afin de réaliser plusieurs types de pièces à l'aide d'un même outil d'emboutissage, il est intéressant de commander les poinçons de manière dédiée. Ainsi il devient possible de réaliser un type de tôles avec des orifices à un endroit, et un autre type de tôles avec des orifices à un autre endroit. Cela permet de réaliser une économie substantielle sur les outils, ainsi que sur le temps de changement d'outil. Pour atteindre cette modularité, l'outillage comporte des tuyaux pneumatiques permettant d'actionner sélectivement les poinçons. En particulier, un poinçon est associé à deux tuyaux, dont un permettant l'opération de poinçonnage, et un autre permettant de rétracter le poinçon. En raison de la présence de la source d'alimentation en air comprimé sur le bâti inférieur, et de l'implantation des poinçons sur le bâti supérieur, les tuyaux doivent s'étendre d'un bâti à l'autre. Ils doivent également pouvoir suivre les mouvements de va et vient du bâti supérieur, fonction qu'ils remplissent grâce à leur enroulement hélicoïdal augmentant la souplesse axiale du tuyau. En raison de cadences de travail élevées, par exemple de trente coups à la minute dans le secteur automobile, les tuyaux hélicoïdaux ont tendance à se désaxer et à se placer entre les parties mobiles où ils sont exposés à des écrasements destructifs. Ce type de dégradation oblige d'arrêter la machine et 3036047 2 d'effectuer une réparation. Un tel incident implique des pertes financières allant bien au-delà du simple coût d'un tuyau. L'invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes soulevés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de limiter le 5 risque d'écrasement d'un tuyau hélicoïdal employé dans un outil d'emboutissage. L'invention a pour objet un ensemble de raccord pneumatique d'un outil d'emboutissage de tôle, l'ensemble comprenant un tuyau pneumatique formant un enroulement hélicoïdal de plusieurs spires suivant un axe général 10 d'enroulement hélicoïdal, l'ensemble étant apte à s'étirer selon l'axe d'enroulement de manière à pouvoir suivre les mouvements relatifs entre des bâtis de l'outil d'emboutissage, remarquable en ce qu'il comprend en outre un guide élastique longeant l'enroulement hélicoïdal suivant l'axe d'enroulement de sorte à pouvoir recentrer les spires du tuyau en cas d'excentrage de spires 15 par rapport à l'axe d'enroulement. Selon des modes particuliers de réalisation, l'ensemble peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - Les extrémités du guide élastique sont fixées aux extrémités du tuyau, 20 préférentiellement le guide élastique longe le tuyau sur essentiellement toute sa longueur axiale. - L'enroulement hélicoïdal du tuyau entoure un espace cylindrique interne, le guide élastique étant inscrit à l'intérieur dudit espace interne, préférentiellement l'ensemble présente un jeu annulaire séparant le 25 guide élastique du tuyau, ledit jeu s'étendant éventuellement sur toute la longueur axiale du guide élastique. - Le guide élastique comprend au moins un ressort généralement tubulaire, notamment un ressort à ondes et/ou un ressort hélicoïdal de sorte à pouvoir longer les spires de manière hélicoïdale. 30 - Le ressort et le tuyau présentent des hélicoïdes avec des pas orientés dans le même sens de rotation. 3036047 3 - Le ressort comprend au moins deux fois plus, préférentiellement au moins trois fois plus, plus préférentiellement au moins quatre fois plus de spires que le tuyau. - Le diamètre moyen du guide élastique est supérieur ou égal à la moitié 5 du diamètre de spirale du tuyau. - L'ensemble comprend des raccords de branchement pneumatiques aux extrémités du tuyau, le guide élastique étant accroché audits raccords de branchement, éventuellement au moins un ou chaque raccord de branchement forme un bloc de matière auquel est accroché le guide 10 élastique. - Au moins un ou chaque raccord de branchement comprend une portée de branchement pneumatique avec un axe de branchement et une portion de fixation du tuyau, éventuellement la ou chaque portion de fixation forme une patte s'étendant perpendiculairement à l'axe de 15 branchement associé. - Le guide élastique a une raideur supérieure à la raideur du tuyau, préférentiellement au moins trois fois supérieure, plus préférentiellement au moins dix fois supérieure. La raideur peut être une raideur axiale en compression et/ou en traction. 20 - Le tuyau et le guide sont concentriques, et/ou parallèles, et/ou coaxiaux, et/ou emmanchés. - Le tuyau enveloppe le guide élastique. - Le tuyau délimite un espace cylindrique, le guide élastique étant inscrit dans ledit espace, axialement et/ou radialement, et/ou totalement. La 25 direction axiale est entendue selon l'empilement des spires, la direction radiale est perpendiculaire à la direction axiale. - Le tuyau comprend au moins trois spires, préférentiellement au moins huit spires, plus préférentiellement au moins vingt spires. Chaque spire parcourt un angle de 360° autour de l'axe d'enroulement. 30 - Le tuyau comprend deux extrémités opposées, le guide s'étendant d'une extrémité à l'autre. Les extrémités opposées sont les ouvertures du tuyau. 3036047 4 - Le ressort présente une portion avec un diamètre extérieur constant ; préférentiellement la portion s'étend sur la majorité de la longueur axiale du ressort lorsque celui-ci est au repos. - Le ressort est configuré de sorte que son hélicoïde présente un axe 5 général d'enroulement droit lorsque le tuyau est suspendu par une extrémité, ou lorsqu'il est posé à plat, et/ou lorsqu'il est au repos. - Le guide élastique est en regard des spires du tuyau et/ou longe les spires du tuyau, éventuellement chaque spire. - Le guide élastique comprend une forme profilée ronde. 10 - Le tuyau forme un passage hélicoïdal. - Le tuyau est réalisé en un matériau polymère et/ou le guide élastique est métallique. - L'ensemble, notamment le tuyau est apte à se déformer de manière élastique et/ou réversible pendant les mouvements des bâtis l'un par 15 rapport à l'autre. Les mouvements peuvent être des mouvements d'emboutissage du bâti supérieur par rapport au bâti inférieur. L'invention a également trait à un outil d'emboutissage de tôle destiné à être monté sur une presse, notamment pour la réalisation de pièces automobiles, l'outil comprenant au moins un ensemble de raccord pneumatique, 20 remarquable en ce que le ou chaque ensemble de raccord pneumatique est conforme à l'invention ; préférentiellement l'outillage comprend un bâti inférieur avec une ouverture inférieure et un bâti supérieur avec une ouverture supérieure, le tuyau et le guide élastique traversant l'ouverture inférieure et l'ouverture supérieur. 25 Selon des modes particuliers de réalisation, l'outil d'emboutissage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - L'axe d'enroulement est généralement perpendiculaire à la direction d'emboutissage. 30 - Chaque outillage comprend une plaque traversée par le tuyau et le guide élastique. 3036047 5 - Chaque outillage comprend des moyens de branchement en communication avec le tuyau. - Les moyens de branchements sont déportés par rapport à l'interface entre les bâtis. 5 - Dans l'état monté dans l'outil, et dans la configuration fermée de l'outil, le guide élastique est au repos ou sensiblement précontraint en traction axiale. Les différents objets de l'invention peuvent être combinés. Les modes particuliers de réalisation d'un objet de l'invention peuvent être appliqués à 10 l'autre objet de l'invention. L'invention permet de mieux maîtriser la cinématique d'un tuyau hélicoïdal effectuant des mouvements de compression détente dans un outil d'emboutissage. Le guide élastique offre des surfaces contre lesquelles le tuyau glisse tout en suivant les oscillations. Il permet de recentrer le tuyau en 15 coopérant avec chaque spire, et à les rabattre vers le milieu, vers le centre en cas d'écart. Par ailleurs, l'invention propose une solution économique qui permet d'encadrer le comportement aléatoire du tuyau malgré les variations de pression pneumatique qu'il subit. En effet, ces variations de pression combinées à la 20 forme hélicoïdale du tuyau amplifient les écarts radiaux. Le guide élastique apporte une raideur relative qui autorise à diminuer celle du tuyau, par exemple en l'amincissant. Ceci en réduit le coût, en limite l'inertie mais ne provoque pas de risques liés aux vibrations grâce à la présence du guide. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux 25 compris à l'aide de la description donnée à titre d'exemple et en référence aux dessins parmi lesquels : La figure 1 représente un outil d'emboutissage en position ouverte selon un premier mode de réalisation de l'invention. La figure 2 représente une portion de l'outil d'emboutissage en configuration 30 fermée selon le premier mode de réalisation de l'invention. 3036047 6 La figure 3 illustre l'ensemble suivant le premier mode de réalisation de l'invention. La figure 4 illustre l'ensemble suivant un deuxième mode de réalisation de l'invention. 5 La figure 1 représente un outil d'emboutissage 2 destiné à être employé sur une presse (non représentée). L'emboutissage peut permettre de conformer une tôle ou un flan, éventuellement plan, et de lui donner une forme non développable. L'outil d'emboutissage 2 peut permettre d'emboutir des tôles, par exemple de les perforer à l'aide d'un poinçon. La tôle ou le flan peut être 10 allongé et/ou galbé localement. L'outil d'emboutissage 2 présente un bâti inférieur fixe 4, un bâti supérieur 6 mobile en translation selon des mouvements d'emboutissage suivant une direction perpendiculaire à l'interface entre les bâtis. Une tôle peut être disposée entre les bâtis (4 ; 6) qui la plaquent. Le bâti supérieur 6 comporte des dispositifs de perforation avec des poinçons 15 actionnés sur commande. Ces poinçons sont actionnés par air pressurisé provenant du bâti inférieur 4. La distribution de cet air pressurisé est assurée par au moins un ensemble de raccord pneumatique 8, par exemple au moins un ensemble 8, préférentiellement plusieurs paires d'ensembles 8 permettant de commander un poinçonnage puis de rétracter chaque poinçon dans le bâti 20 supérieur 6. Chaque ensemble 8 peut permettre une communication, une jonction pneumatique d'un bâti (4 ; 6) à l'autre. Chaque bâti (4 ; 6) comprend une plaque avec une ouverture 10 recevant une portion ou une moitié d'élément de raccord 8 lorsque le bâti supérieur 6 est descendu, c'est-à-dire que l'outil 2 est fermé. Suivant une alternative les 25 moitiés de l'élément de raccord pneumatique sont disposées dans des cavités ou des poches formées dans le bâti. Les ouvertures et les cavités sont disposées en face l'une de l'autre. Le bâti supérieur 6 et le bâti inférieur 4 comprennent chacun des moyens de branchement pneumatique 12 pour y brancher les tuyaux pneumatiques 14 des ensembles de raccord pneumatique 30 8. 3036047 7 La figure 2 représente une portion de l'outil d'emboutissage 2 en configuration ouverte. L'ensemble 8, en particulier son tuyau 14, est représenté étiré axialement. Il est étiré parallèlement à la direction de travail 16 de l'outil 2, soit parallèlement à la direction d'ouverture et de fermeture de l'outil. 5 Le tuyau pneumatique 14 forme un raccord souple, il est apte à s'étirer de manière élastique sur la course d'ouverture de l'outil 2. Afin de bénéficier d'une longueur favorable à son allongement, il présente des spires formant un enroulement hélicoïdal. Il peut former un enroulement avec une courbure constante dans l'espace. Par exemple avec un pas et/ou un rayon constant(s). 10 Les spires sont accumulées selon un axe général d'enroulement 18. Dans le sens normal de montage, les spires sont empilées verticalement. L'axe général 18 peut être une droite. L'ensemble 8 est généralement souple, il peut se plier se sorte à arquer l'axe général 18. Pendant le travail de l'outil d'emboutissage 2, le tuyau 14 de l'ensemble 15 pneumatique a tendance à se décaler par rapport à l'axe d'enroulement 18 si bien que les spires se décalent de cet axe 18. Afin d'optimiser les surfaces utiles des bâtis (4 ; 6), les tailles des ouvertures 10 sont réduites au risque de pincer le tuyau 14 dans l'outil 2 en position fermée. Pour maîtriser ce risque, l'ensemble 8 est doté d'un guide élastique 20. Le 20 guide 20 jouxte l'enroulement hélicoïdal et offre des surfaces de glissement et donc de guidage aux spires en cas de désaxage. Le guide élastique 20 permet de maintenir les spires à distance des bords des ouvertures 10 pour se prémunir des risques de pincement. La figure 3 illustre l'ensemble de raccord 8 vu de face selon un premier mode 25 de réalisation. L'ensemble 8 est représenté au repos, les bâtis n'étant pas représentés. Le tuyau 14 est représenté avec son enroulement hélicoïdal suivant un axe d'enroulement 18 droit. Par exemple, le tuyau 14 comporte au moins cinq, éventuellement vingt, spires successives. Les spires entourent un espace 30 interne dans lequel est disposé le guide élastique 20 pour offrir un recentrage depuis l'intérieur, ce qui permet de loger l'ensemble 8 dans un espace réduit. 3036047 8 Toutefois, le guide élastique 20 peut rester à distance des spires afin d'éviter les frottements. Un espace annulaire est ménagé entre eux, et les sépare tout le long axialement du guide élastique 20. Le guide élastique 20 peut être un ressort 20. Il peut présenter une enveloppe 5 générale cylindrique, ou une forme de tube. Il peut présenter avec une surface externe de guidage cylindrique. Le guide élastique 20 peut comprendre un ressort hélicoïdal, ou un ressort à onde, ou encore une combinaison de ces ressorts, par exemple disposés de manière coaxiale. Le ressort 20 peut présenter des spires avec un même sens d'enroulement que 10 le tuyau 14. Son pas peut être inférieur à celui du tuyau 14, préférentiellement trois fois inférieur, pour augmenter la surface de guidage. La section du fil du ressort 20 est ronde pour rendre lisse sa surface de guidage. En parallèle, le guide élastique 20 peut longer hélicoïdalement les spires du tuyau 14 pour un meilleur guidage. Le guide élastique 20 peut s'étendre au moins axialement sur 15 la majorité de l'enroulement hélicoïdal, préférentiellement sur tout l'enroulement hélicoïdal. Chaque extrémité du guide élastique 20 est solidaire d'une des extrémités opposées du tuyau 14. L'ensemble peut comprendre des raccords de branchement pneumatique 22 aux extrémités du tuyau 14. Ces raccords 22 20 sont destinés à être raccordés au bâti inférieur et au bâti supérieur de l'outil d'emboutissage. Les raccords de branchement 22 peuvent former des blocs de matière. Ils peuvent chacun présenter des moyens d'accrochage, tel un orifice, pour y accrocher ou un y suspendre le guide élastique 20 qui s'étend d'un raccord de branchement 22 à l'autre. 25 Les raccords 22 comprennent chacun une portée de branchement pneumatique 24 destinée à être en communication pneumatique d'un bâti. Chaque portée 24 présente un axe de branchement 26, le guide élastique 20 étant accroché dans le prolongement de l'axe de branchement 26 correspondant. Les axes de branchement 26 peuvent être dans le 30 prolongement axial de l'axe d'enroulement 18 du tuyau 14. Chaque raccord 22 comprend optionnellement une portion de fixation 28 d'une spire du tuyau 14. 3036047 9 Eventuellement, chaque portion de fixation 28 forme une patte perpendiculaire à l'axe de branchement 26 associé. Bien que le guide élastique 20 soit ici présenté à l'intérieur de l'hélicoïde, il est également possible qu'il soit à l'extérieur, par exemple à la manière d'un 5 soufflet enveloppant l'hélicoïde. La figure 4 représente l'ensemble de raccord pneumatique 108 selon un deuxième mode de réalisation. Cette figure 4 reprend la numérotation des figures précédentes pour les éléments identiques ou similaires, la numération étant toutefois incrémentée de 100. Des numéros spécifiques sont utilisés pour 10 les éléments spécifiques à ce mode de réalisation. L'ensemble de raccord 108 est représenté en coupe perpendiculairement à l'axe d'enroulement 118 du tuyau 114, si bien que son passage 130 est visible. Cet ensemble peut être intégré dans l'outil d'emboutissage présenté aux figures 1 et 2. Le guide élastique 120 comprend au moins un élément élastique 132, 15 préférentiellement plusieurs éléments élastiques 132 qui peuvent être répartis autour de l'axe d'enroulement 118. En l'occurrence, quatre éléments élastiques 132 disposés à 90° sont ici représentés. Les élémerts élastiques 132 peuvent être placés à l'extérieur de l'hélicoïde du tuyau 114. Ils peuvent être des barres élastomères 132, par exemple en caoutchouc ou en silicone. Ils peuvent être 20 parallèles à l'axe d'enroulement 118. Les modes de réalisation de l'invention peuvent être combinés. Un élément de raccord peut comprendre un ressort interne à l'intérieur de l'espace de l'hélicoïde et plusieurs éléments élastiques externe répartis autour de l'hélicoïde. Inversement, il est envisageable de disposer un ou plusieurs 25 éléments élastiques à l'intérieur de l'espace, et de placer un ressort tubulaire à l'extérieur. Un ou plusieurs guides élastiques peuvent comprendre différents ressorts de différentes natures disposés axialement bout à bout. REVENDICATIONS1- Ensemble de raccord pneumatique (8 ; 108) d'un outil d'emboutissage (2) de tôle, l'ensemble (8 ; 108) comprenant un tuyau pneumatique (14 ; 114) formant un enroulement hélicoïdal de plusieurs spires suivant un axe général d'enroulement hélicoïdal (18 ; 118), l'ensemble (8) étant apte à s'étirer selon l'axe d'enroulement (18 ; 118) de manière à pouvoir suivre les mouvements relatifs entre des bâtis (4 ; 6) de l'outil d'emboutissage (2), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un guide élastique (20 ; 120) longeant l'enroulement hélicoïdal suivant l'axe d'enroulement (18 ; 118) de sorte à pouvoir recentrer les spires du tuyau (14 ; 114) en cas d'ex-centrage de spires par rapport à l'axe d'enroulement (18 ; 118). 2- Ensemble (8 ; 108) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités du guide élastique (20 ; 120) sont fixées aux extrémités du tuyau (14 ; 114), préférentiellement le guide élastique (20 ; 120) longe le tuyau (14 ; 114) sur essentiellement toute sa longueur axiale. 3- Ensemble (8 ; 108) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'enroulement hélicoïdal du tuyau (14 ; 114) entoure un espace cylindrique interne, le guide élastique (20 ; 120) étant inscrit à l'intérieur dudit espace interne, préférentiellement l'ensemble présente un jeu annulaire séparant le guide élastique (20 ; 120) du tuyau (14 ; 114), ledit jeu s'étendant éventuellement sur toute la longueur axiale du guide élastique (20 ; 120). 4- Ensemble (8 ; 108) selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le guide élastique (20 ; 120) comprend au moins un ressort (20) généralement tubulaire, notamment un ressort à ondes et/ou un ressort hélicoïdal (20) de sorte à pouvoir longer les spires de manière hélicoïdale. 5- Ensemble (8) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le ressort (20) et le tuyau (14) présentent des hélicoïdes avec des pas orientés dans le même sens de rotation. 3036047 11 6- Ensemble (8) selon l'une des revendications 4 à 5, caractérisé en ce que le ressort (20) comprend au moins deux fois plus, préférentiellement au moins trois fois plus, plus préférentiellement au moins quatre fois plus de spires que le tuyau (14). 5 7- Ensemble (8) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le diamètre moyen du guide élastique (20) est supérieur ou égal à la moitié du diamètre de spirale du tuyau (14). 8- Ensemble (8) selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des raccords de branchement pneumatiques (22) aux 10 extrémités du tuyau (14), le guide élastique (20) étant accroché audits raccords de branchement (22), éventuellement au moins un ou chaque raccord de branchement (22) forme un bloc de matière auquel est accroché le guide élastique (20). 9- Ensemble (8) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'au moins un 15 ou chaque raccord de branchement (22) comprend une portée de branchement pneumatique (24) avec un axe de branchement (26) et une portion de fixation (28) du tuyau (14), éventuellement la ou chaque portion de fixation (28) forme une patte s'étendant perpendiculairement à l'axe de branchement (26) associé. 20 10-Outil d'emboutissage (2) de tôle destiné à être monté sur une presse, notamment pour la réalisation de pièces automobiles, l'outil (2) comprenant au moins un ensemble de raccord pneumatique (8 ; 108), caractérisé en ce que le ou chaque ensemble de raccord pneumatique (8 ; 108) est conforme à l'une des revendications 1 à 9 ; 25 préférentiellement l'outillage (2) comprend un bâti inférieur (4) avec une ouverture inférieure (10) et un bâti supérieur (6) avec une ouverture supérieure (10), le tuyau (14 ; 114) et le guide élastique (20 ; 120) traversant l'ouverture inférieure (10) et l'ouverture supérieur (10).