Brevet FR3046733A1 — publié le 20170721

OUTILLAGE D'EMBOUTISSAGE BI-DIRECTIONNEL POUR STRUCTURE D'AUTOMOBILE L'invention a trait à un outillage d'emboutissage pour presse d'emboutissage. Plus précisément, l'invention se rapporte à un outillage d'emboutissage de reprise pour des doublures de peau de carrosserie automobile. La structure et les ouvrants d'un véhicule automobile comportent une pluralité de tôles mises en forme par emboutissage. Ce procédé permet de galber des tôles et de les perforer. En fonction de leur complexité, ces tôles sont embouties en plusieurs temps. Un premier temps met en forme un flan de tôle plan. Puisque l'étape précédente laisse des débords pour les serre-flans, une étape ultérieure de détourage est nécessaire. Ensuite, des poinçonnages sont effectués pour y fixer des équipements. Dans l'optique d'optimiser l'emboutissage, certains outillages permettent de réaliser plusieurs opérations simultanément ; également selon des directions d'emboutissage sécantes. Un outillage peut réaliser à la fois une perforation verticalement, et une perforation sur une facette inclinée par rapport à l'horizontale. Cette dernière perforation peut être réalisée à l'aide d'un poinçon monté sur une came dont la course est de biais par rapport à la verticale. Le document FR2990895 B1 divulgue un outil d'emboutissage sur presse. L'outil comprend un bâti supérieur mobile par rapport à un bâti inférieur. Celui- ci présente une surface de réception contre laquelle une tôle est accueillie, puis maintenue au moyen d'un presseur. Une lame coupe un bord de la tôle tandis que des poinçons percent la tôle au travers du presseur. Les poinçons sont inclinés par rapport à la direction de descente de la lame et sont solidaires d'une même rampe. Ils sont actionnés à l'aide d'un coulisseau coopérant avec une surface inclinée du bâti supérieur. Toutefois, la robustesse de la rampe est limitée, ce qui réduit la précision de guidage et la longévité de l'outil. De plus, un tel outil ne réalise que des orifices parallèles. Or certaines tôles, notamment les doublures de carrosserie, présentent des orifices réalisés sur des faces inclinées les unes par rapport aux autres. Leur réalisation nécessite donc plusieurs d'outillages d'emboutissage, ce qui multiplie les dépenses. 3046733 2 L'invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif d'améliorer la rigidité d'un coulisseau portant des poinçons perçant de biais. L'invention a également pour objectif de réduire les coûts d'emboutissage et de préserver la précision 5 des emboutissages. L'invention a pour objet un outillage d'emboutissage pour presse d'emboutissage, notamment un outillage de reprise de tôle pré emboutie, l'outillage comprenant : un bâti inférieur avec une matrice ; un bâti supérieur destiné à translater selon une direction principale P par rapport au 10 bâti inférieur afin d'emboutir une tôle contre la matrice ; un coulisseau monté mobile en translation selon une direction transversale T à la direction principale P; un premier poinçon solidaire du coulisseau et apte à perforer la tôle contre la matrice ; une lame apte à emboutir la tôle le long du contour de la matrice ; remarquable en ce que le coulisseau comprend un bloc porte-lame auquel la 15 lame est fixée. Selon des modes particuliers de réalisation, l'outillage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : L'outillage d'emboutissage comprend en outre un deuxième poinçon 20 solidaire du bâti supérieur et apte à perforer la tôle contre la matrice. Le deuxième poinçon est disposé entre le premier poinçon et la lame. Le bâti supérieur comprend une jonction sur laquelle le deuxième poinçon est fixé, ladite jonction traversant le coulisseau. 25 La matrice comprend une surface de réception pour la tôle avec au moins deux ou au moins trois zones d'emboutissage de la tôle, lesdites zones étant inclinées les unes par rapport aux autres. L'outillage d'emboutissage comprend plusieurs premiers poinçons solidaires du coulisseau et aptes à perforer la tôle contre la matrice ; 30 le coulisseau comprenant une première zone où sont réunis les premiers poinçons, la lame étant plus longue que ladite première zone. 3046733 3 - Le coulisseau comprend une première came au niveau du premier poinçon ; et une deuxième came qui est au niveau du porte-lame et qui est à distance de la première came, lesdites cames coopérant avec le bâti supérieur. 5 - L'outillage d'emboutissage comprend un support mobile en translation selon la direction principale P, le support comprenant une glissière permettant d'articuler le coulisseau par rapport au bâti supérieur selon la direction transversale T. - Le bâti supérieur comprend une surface d'actionnement apte à 10 entraîner le coulisseau selon la direction transversale T lors de la fermeture de l'outillage. - Au niveau de la lame, la perpendiculaire à la surface supérieure de la matrice est inclinée d'au moins 15°, éventuellerrent au moins 30°, par rapport à la direction principale P. 15 - Le coulisseau comprend une fenêtre dont le pourtour englobe le deuxième poinçon, et/ou qui le traverse de part en part, notamment selon la direction principale P. - L'ensemble formé par la jonction et le deuxième poinçon traverse la fenêtre. 20 - L'outillage est configuré de sorte que lors du mouvement d'emboutissage, la lame se rapproche de l'axe du deuxième poinçon, et/ou du centre du bâti supérieur. - L'axe du premier poinçon ou de chaque premier poinçon est incliné par rapport à la perpendiculaire à la direction principale P. 25 - Le coulisseau comprend une première portion recevant chaque premier poinçon, ladite portion étant à distance du bloc porte-lame. - La première portion s'étend sur la majorité de la lame. - La longueur et/ou la largeur du coulisseau est supérieure à sa hauteur. La hauteur est mesurée selon la direction principale. 30 - La lame comporte une arrête coupante formant une boucle ouverte et/ou majoritairement droite. - La lame est une lame à détourer et/ou à distance de chaque premier poinçon. 3046733 4 La présence d'une lame n'est pas un aspect indispensable de l'invention. L'invention a également pour objet un outillage d'emboutissage pour presse d'emboutissage, l'outillage comprenant : un bâti inférieur avec une matrice ; un bâti supérieur destiné à translater selon une direction principale par rapport au 5 bâti inférieur afin d'emboutir une tôle; un coulisseau monté mobile en translation selon une direction transversale T à la direction principale; un premier poinçon et un troisième outil solidaires du coulisseau qui sont aptes à emboutir la tôle contre la matrice ; remarquable en ce que l'outillage comprend en outre un deuxième poinçon solidaire du bâti supérieur et disposé entre le 10 premier poinçon et le troisème outil. Le troisième outil est optionnellement un lame. De manière générale, les modes particuliers de chaque objet de l'invention sont également applicables aux autres objets de l'invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l'invention est combinable aux autres objets. 15 L'invention tend à allonger le coulisseau en y ajoutant un bloc porte-lame et à profiter de la rigidité de ce dernier. Ainsi, le coulisseau devient un bloc plus rigide. Grâce à son étendue, il offre une surface d'actionnement plus vaste, ce qui répartit les efforts. L'étendue permet également d'améliorer la précision de déplacement, et donc la précision des formes réalisées. 20 L'invention offre une économie substantielle puisqu'avec un seul outillage, elle permet à la fois de réaliser des perçages et des découpes selon une première direction, et d'autres perçages ou découpes selon une seconde direction. Dès lors, au moins trois opérations peuvent être réalisées de concert ; malgré des variations d'orientation de la tôle pré emboutie. L'invention permet de travailler 25 sur une tôle pré emboutie avec une géométrie complexe. Par ailleurs, l'invention respecte les contraintes environnementales dans la mesure où elle maîtrise la réalisation de paillettes lors de la découpe. Ce résultat s'obtient également tout en réalisant des perforations d'inclinaisons différentes. 30 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description donnée à titre d'exemple et en référence aux 3046733 5 dessins parmi lesquels : La figure 1 présente l'outillage d'emboutissage en position ouverte selon l'invention. La figure 2 illustre un premier état intermédiaire d'emboutissage de l'outillage 5 selon l'invention. La figure 3 illustre un deuxième état intermédiaire d'emboutissage de l'outillage selon l'invention. La figure 4 montre l'outil d'emboutissage dans un état où la tôle est emboutie selon l'invention. 10 La figure 5 esquisse une vue en plan du coulisseau selon l'invention. Dans la description qui va suivre, la direction principale d'emboutissage P de l'outillage est sa direction de fermeture, mouvement dans lequel les bâtis sont rapprochés en vue de mettre en forme la tôle disposée entre eux. Cette direction P peut être perpendiculaire au plan général des bâtis et/ou verticale. 15 Ou la direction P est perpendiculaire au plan général de l'interface entre les bâtis. Par emboutissage, on entend une déformation plastique d'une tôle, notamment en allongeant ou en raccourcissant sa fibre neutre. La figure 1 représente un outillage d'emboutissage en position ouverte ; position dans laquelle le bâti supérieur 2 est écarté du bâti inférieur 4 de sorte à 20 pouvoir y placer une tôle 6 métallique. L'outillage peut être monté dans une presse d'emboutissage (non représentée), dont les vérins permettent d'actioner l'outillage d'emboutissage afin d'exercer les efforts d'emboutissage necessaires à la mise en forme de la tôle 6. La tôle 6 peut être une tôle pré emboutie, l'outillage étant alors un outillage de 25 reprise. La tôle pré emboutie peut présenter des allongements et/ou des rétreints localisés. Elle peut être enfoncée localement de sorte à présenter une surface non développable. La tôle 6 peut être en acier ou en aluminium. Elle peut correspondre à une peau de carrosserie automobile, ou à une doublure de peau. Elle peut être intégrée dans un ouvrant, par exemple dans un capot 30 moteur à l'avant d'un véhicule automobile. 3046 733 6 Le bâti inférieur 4 peut comprendre une matrice 8 dont la surface supérieure 9 reçoit la tôle 6. Elle peut être fixe. Elle peut comprendre des arrêtes coupantes permettant de couper la tôle 6 lors de la fermeture de l'outillage, soit lors de la descente du bâti supérieur 2. Ce dernier peut avantageusement comporter un 5 poinçon 10, dit deuxième poinçon 10. Ce deuxième poinçon 10 est rigidement lié au bâti supérieur 2, par exemple à l'aide d'une jonction 12, également appelée chandelle 12. La jonction forme une colonne qui s'étend verticalement ; soit selon la direction principale P. L'outillage d'emboutissage peut comprendre un coulisseau 14, et un support 10 mobile 16 avec une glissière par rapport à laquelle le coulisseau 14 est articulé. Ainsi, le support 16 peut entrainer le coulisseau 14, tout en autorisant un mouvement relatif de translation. Le support 16 peut être relié au bâti supérieur 2 de manière coulissante selon la direction verticale. Ils peuvent également être reliés, si bien qu'en position ouverte le support 16 est relevé par rapport au bâti 15 inférieur 4 afin de permettre l'introduction de la tôle 6. Le support 16 et le coulisseau peuvent comprendre des surfaces de guidage 18 coopérant ensemble afin de permettre leur translation respective. Ces surfaces de guidage 18 peuvent être formées sur des cames de guidage 20 glissant l'une contre l'autre. 20 Le coulisseau 14 porte plusieurs premiers poinçons 22 qui y sont rigidement liés au niveau d'une première portion 24. Le coulisseau 14 porte également une lame 26 au niveau d'un bloc porte-lame 28. Un adaptateur peut être prévu entre la lame et le bloc porte-lame 28. La lame 26 peut être une lame de découpe. Son arrête permet de détourer la tôle contre la matrice 8. 25 Perpendiculairement à la direction principale P, le coulisseau 14 s'étend de la lame 26 aux premiers poinçons 22, et les recouvre. L'outillage peut également comprendre un ou plusieurs presseurs non représentés par soucis de clarté. Les presseurs peuvent plaquer la tôle 6 avant d'elle ne soit traversée par les poinçons (10 ; 22). 30 Le coulisseau 14 peut comprendre un corps monobloc, éventuellement venu de matière, qui regroupe le bloc porte-lame 28 et la première portion 24. Ce corps est essentiellement rigide, il contribue à la précision d'emboutissage. Suivant 3046733 7 une alternative de l'invention, la lame peut être une lame de tombage d'un bord de la tôle, la matrice comprenant alors un bord de tombage associé. Le coulisseau 14 montre sur sa face supérieure des surfaces d'actionnement 30 coopérant avec des surfaces d'actionnement 30 du bâti supérieur 2. Ces 5 surfaces 30 d'actionnement peuvent être planes et perpendiculaires à la direction principale. Elles peuvent être réalisées sur des cames d'actionnement 32. En position ouverte, les cames d'actionnement 32 sont à distance l'une de l'autre. Selon une alternative, elles restent en contact dans la positon ouverte. Il est remarquable que les surfaces de guidage 18 à l'interface des cames de 10 guidage 20 soient inclinées selon une direction transversale T par rapport à la direction principale P. Ainsi, la translation relative entre le support 16 et le coulisseau 14 s'accompagne d'un décalage latéral L vers le milieu de la matrice 8. Suivant une alternative de l'invention, le support est solidaire du bâti inférieur. 15 L'outillage vient d'être décrit en position ouverte. À présent, son mode d'emboutissage va être décrit pas-à-pas. La figure 2 représente l'outillage d'emboutissage dans une première position intermédiaire d'emboutissage de la tôle 6. Le bâti supérieur 2 a été descendu vers le bâti inférieur 4, selon la direction 20 principale P. Le support 16 vient au contact du bâti inférieur 4. Le coulisseau 14 peut venir au contact du bâti supérieur 2 tout en restant immobile par rapport au support 16. Leurs surfaces d'actionnement 30 peuvent se toucher à ce moment. Dans cet état, les poinçons (10 ; 22) et la lame 26 restent à distance de la tôle 6. Le ou les presseurs peuvent venir maintenir la tôle 6 contre la 25 matrice 8. Optionnellement ou alternativement, le contact entre le support et le bâti inférieur, et le contact entre les surfaces d'actionnement peuvent s'effectuer l'un après l'autre. La figure 3 représente l'outillage d'emboutissage dans une deuxième position 30 intermédiaire d'emboutissage de la tôle 6. 3046 733 8 Le bâti supérieur 2 a été descendu davantage vers le bâti inférieur 4 selon la direction principale P. Puisque les surfaces d'actionnement 30 sont en contact, la nouvelle descente du bâti supérieur 2 a entrainé une translation du coulisseau 14 selon la direction transversale T. Cette translation s'est effectuée 5 le long des surfaces de guidage 18. La translation s'est effectuée jusqu'à ce que les poinçons (10 ; 22) et la lame 26 affleurent la tôle 6. Alternativement, seule la lame ou l'un des poinçons touche la tôle à cette étape intermédiaire. La lame et les poinçons peuvent emboutir la tôle tour à tour, si bien que d'autres étapes intermédiaires d'emboutissage suivent. 10 La figure 4 présente l'outillage d'emboutissage une fois que la tôle 6 a été emboutie ; éventuellement à nouveau. L'outillage est fermé, le bâti supérieur 2 est en fin de course vers le bâti inférieur 4. A nouveau, le bâti supérieur 2 a été rapproché du bâti inférieur 4 suivant la direction principale P. S'en sont suivis des glissements au niveau des surfaces 15 de guidage 18 et des surfaces d'actionnement 30. La lame 26 et les premiers poinçons 22 ont été entrainés selon la direction transversale T afin d'emboutir la tôle 6 en combinaison de la matrice 8. Le deuxième poinçon 10 perfore la tôle 6 suivant la direction principale P. La tôle 6 a été détourée et perforée, des chutes 34 sont produites. Elle est travaillée 20 selon des directions inclinées l'une par rapport à l'autre. Par exemple, l'angle a entre la direction principale P et la direction transversale T est compris entre 10° et 45° ; éventuellement entre 15° et 30°. En alséquence, la surface de réception 9 de la matrice montre différentes zones où la tôle 6 est emboutie. Ces zones sont inclinées les unes par rapport aux autres suivant les plages 25 angulaires fournies en relation avec l'angle a. La figure 5 présente le coulisseau 14 vu à plat depuis le dessous, ou sa face inférieure. Les premiers poinçons 22 et lame 26 sont représentés. L'emplacement du deuxième poinçon 10 est tracé en pointillés. Les premiers poinçons 22 sont répartis sur la première portion 24 du coulisseau 30 14. Ils sont inclinés par rapport au plan général du coulisseau 14, et éventuellement différents les uns des autres. Le deuxième poinçon 10 est 3046 733 9 disposé entre la lame 26 et les premiers poinçons 22. Ceci tend à allonger le coulisseau 14. Ce dernier montre une fenêtre 36 par laquelle le deuxième poinçon 10 atteint la tôle depuis le bâti supérieur. L'arrête saillante 38 de la lame 26 est tournée vers le deuxième poinçon 10. 5 L'implantation des cames d'actionnement 32 et des cames de guidage 20 est tracée. Elles sont disposées deux à deux au niveau de la première portion 24 et du bloc porte-lame 28. Ce dernier est à distance de la première portion 24, la fenêtre 36 les séparant. 10 REVENDICATIONS1- Outillage d'emboutissage pour presse d'emboutissage, notamment un outillage de reprise de tôle (6) pré emboutie, l'outillage comprenant : - un bâti inférieur (4) avec une matrice (8) ; - un bâti supérieur (2) destiné à translater selon une direction principale P par rapport au bâti inférieur (4) afin d'emboutir une tôle (6) contre la matrice (8) ; - un coulisseau (14) monté mobile en translation selon une direction transversale T à la direction principale P; - un premier poinçon (22) solidaire du coulisseau (14) et apte à perforer la tôle (6) contre la matrice (8) ; - une lame (26) apte à emboutir la tôle (6) le long du contour de la matrice (8) ; caractérisé en ce que le coulisseau (14) comprend un bloc porte-lame (28) auquel la lame (26) est fixée. 2- Outillage d'emboutissage selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un deuxième poinçon (10) solidaire du bâti supérieur (2) et apte à perforer la tôle (6) contre la matrice (8). 3- Outillage d'emboutissage selon la revendication 2, caractérisé en ce que le deuxième poinçon (10) est disposé entre le premier poinçon (22) et la lame (26). 4- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 2 à 3, caractérisé en ce que le bâti supérieur (2) comprend une jonction (12) sur laquelle le deuxième poinçon (10) est fixé, ladite jonction (12) traversant le coulisseau (14). 5- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la matrice (8) comprend une surface de réception (9) pour la tôle (6) avec au moins deux ou au moins trois zones d'emboutissage de la tôle (6), lesdites zones étant inclinées les unes par rapport aux autres. 3046733 11 6- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs premiers poinçons (22) solidaires du coulisseau (14) et aptes à perforer la tôle (6) contre la matrice (8) ; le coulisseau (14) comprenant une première zone où sont 5 réunis les premiers poinçons (22), la lame (26) étant plus longue que ladite première zone. 7- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le coulisseau (14) comprend une première came (32) au niveau du premier poinçon (22) ; et une deuxième came (32) qui 10 est au niveau du porte-lame (28) et qui est à distance de la première came (32), lesdites cames coopérant avec le bâti supérieur (2). 8- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un support (16) mobile en translation selon la direction principale P, le support (16) comprenant une glissière 15 permettant d'articuler le coulisseau (14) par rapport au bâti supérieur (2) selon la direction transversale T. 9- Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le bâti supérieur (2) comprend une surface d'actionnement (30) apte à entraîner le coulisseau (14) selon la direction 20 transversale T lors de la fermeture de l'outillage. 10-Outillage d'emboutissage selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'au niveau de la lame (26), la perpendiculaire à la surface supérieure (9) de la matrice (8) est inclinée d'au moins 15°, éventuellement au moins 30°, par rapport à la direction principale P. 25