Brevet FR3043926A1 — publié le 20170526

OUTIL D'EMBOUTISSAGE DE CARROSSERIE DE VEHICULE AUTOMOBILE L'invention se rapporte au domaine des outils d'emboutissage de tôle. Plus précisément, l'invention concerne un outil d'emboutissage perforant vers le haut. L'invention traite également un outil d'emboutissage perforant vers le haut d'une tôle emboutie en contre dépouille. Les tôles d'un véhicule automobile présentent couramment plusieurs orifices qui permettent d'y fixer des équipements ou d'y passer des câbles. Ces orifices peuvent être réalisés à l'aide d'un poinçon d'un outil d'emboutissage monté sur une presse. Selon certaines configurations, il est nécessaire de réaliser le poinçonnage depuis le dessous de la tôle; en remontant le poinçon par rapport à sa matrice associée. Cela permet de s'adapter à certaines configurations d'outils d'emboutissage, et à des formes particulières de la tôle. Le document CN 102284592 A divulgue un outil d'emboutissage d'une tôle avec un poinçon perforant la tôle depuis le dessous. A chaque perçage, une chute est détachée vers le dessus de la tôle. Elle est chassée de la zone de découpe grâce à un dispositif soufflant, ce qui évite que la chute ne perturbe l'arrête coupante. Cependant, la direction d'évacuation exacte de la chute n'est pas maîtrisée. De plus, ce dispositif soufflant est complexe et onéreux. Il requiert en outre une zone de dégagement spacieuse. L'invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l'art antérieur. Plus précisément, l'invention a pour objectif de simplifier l'évacuation d'une chute coupée par un poinçon perforant vers le haut. L'invention vise également à maîtriser les déplacements d'une chute évacuée. L'invention a également pour objectif de proposer une solution robuste, compacte, économique, fiable, et améliorant le rendement. L'invention a pour objet un outil d'emboutillage d'une tôle, l'outil d'emboutissage comprenant : un bâti supérieur ; un bâti inférieur avec une matrice ; un poinçon perforant disposé sous la matrice, la matrice et le poinçon étant configurés pour perforer la tôle disposée entre eux en y coupant une chute ; remarquable en ce qu'en face de la matrice le poinçon comprend un passage d'évacuation de 3043926 2 chute, et en ce que la matrice comprend un poussoir configuré pour pousser la chute dans le passage lors de la perforation de la tôle. Selon des modes particuliers de réalisation, l'outil d'emboutissage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément 5 ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : Le passage comprend un rétrécissement, le poussoir étant configuré pour pousser la chute au travers dudit rétrécissement. Le bâti inférieur comprend un levier pivotant configuré pour actionner le poinçon de manière à perforer la tôle, préférentiellement le bâti supérieur 10 est configuré pour actionner le levier de manière à perforer la tôle. Le levier pivotant comporte une découpe en communication avec le passage du poinçon de sorte à permettre une évacuation de la chute au travers du levier pivotant ; l'outil d'emboutissage comprenant en outre une goulotte d'évacuation de chute apte à recevoir la chute sous la 15 découpe du levier. L'outil d'emboutissage comprend un dévêtisseur configuré pour serrer la tôle contre la matrice pendant sa perforation, le dévêtisseur étant traversé par le poinçon. Le bâti inférieur comprend une coiffe apte à recevoir la tôle, le bâti 20 supérieur comprenant un presseur destiné à serrer la tôle contre ladite coiffe ; la matrice étant montée mobile entre une position sous la coiffe et une position décalée de la coiffe, adaptée pour la perforation de la tôle. Le bâti inférieur comprend une contre-forme apte à coopérer avec 25 l'intérieur d'une portion en contre-dépouille de la tôle ; la contre-forme étant montée mobile en translation sur le bâti inférieur entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme bloque et/ou verrouille la portion en contre-dépouille, et une position rétractée dans laquelle la contre-forme permet le retrait de la tôle. 30 La matrice est disposée dans la contre-forme, la contre-forme présentant en outre un logement recevant le poussoir. 3043926 3 La contre-forme comprend au moins un coulisseau, préférentiellement au moins deux coulisseaux la traversant et qui actionnent le poinçon de sorte à perforer la tôle. Le bâti supérieur comprend une came apte à entraîner la contre-forme 5 en translation. Le rétrécissement forme un lamage ou un épaulement interne. Le passage est configuré pour permettre une évacuation de la chute par gravitation. La matrice comprend une cavité délimitée par une arrête coupante. 10 Le poinçon est configuré pour perforer la tôle en montant dans la matrice. Le poussoir est configuré pour emboutir la chute de manière à réduire son emprise. Le mouvement de translation de la contre-forme est perpendiculaire à la 15 direction de perforation du poinçon. La hauteur H de la portion emboutie en contre-dépouille de la tôle est inférieure ou égale à 10 cm, préférentiellement inférieure ou égale à 5 cm, plus préférentiellement inférieure ou égale à 35 mm. Le centre de la perforation est à un écart E du bord externe de la tôle 20 inférieur ou égal à 5 cm, préférentiellement inférieur ou égal à 3 cm. La largeur de la perforation est supérieure ou égal à l'écart entre ladite perforation et le bord externe de la tôle. La largeur étant mesurée perpendiculairement au bord externe. Au moins un ou chaque coulisseau est actionné par le bâti supérieur 25 et/ou par le levier pivotant. Au moins un coulisseau comprend un conduit en communication avec le passage du poinçon, notamment à l'aplomb dudit passage. La came du bâti supérieur est configurée de manière à coopérer avec le levier pivotant et/ou avec un coulisseau de manière à ce que le poinçon 30 perfore la tôle. L'outil d'emboutissage est configuré pour une tôle d'épaisseur comprise entre 0,10 mm et 6,00 mm, préférentiellement comprise entre 0,30 mm et 2,00 mm. 3043926 4 La portion en contre-dépouille présente une bande supérieure et une bande inférieure ; vues de profil, lesdites bandes sont inclinées l'une par rapport à l'autre d'un angle 13 inférieur à 90°, préférentiellement inférieur ou égal à 70°, plus préférentiellement inférieur ou égal à 45°. Ladite 5 portion présente un allongement principal, le profil étant perpendiculaire à l'allongement. L'invention a également pour objet un outil d'emboutissage comprenant un bâti support ; un bâti mobile ; remarquable en ce que le bâti support comprend une contre-forme avec une matrice et un poinçon perforant ; la matrice et le poinçon 10 étant configurés pour perforer une tôle disposée entre eux ; la contre-forme étant montée mobile en translation sur le bâti inférieur entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme coopère avec la tôle, et une position rétractée dans laquelle la contre-forme permet le retrait de la tôle. Le bâti mobile peut correspondre au bâti supérieur, et la bâti support peut 15 correspondre au bâti inférieur. 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. L'invention permet de gérer la chute en évitant qu'elle ne se déplace de 20 manière non contrôlée dans l'outil. Dès qu'elle est coupée, elle rentre en contact du poussoir qui la dirige dans le passage du poinçon. Grâce au rétrécissement, elle ne peut ressortir du passage, et ne peut donc plus retourner vers la matrice. En parallèle, le rétrécissement permet de réduire la taille de la chute, ce qui facilite son évacuation par gravitation au travers du 25 poinçon. L'invention offre en outre une solution peu encombrante, qui peut notamment être implémentée dans une zone mince et étroite d'une contre-forme. Ceci est particulièrement bénéfique dans le contexte d'une peau emboutie en contre-dépouille. En effet, la hauteur d'une telle zone est réduite, et n'offre pas 30 intrinsèquement de dégagement au travers duquel la chute peut être évacuée. L'invention permet donc de réaliser des perforations en adaptant légèrement un 3043926 5 outil d'emboutissage qui réalise déjà d'autres opérations. En corollaire, ces perforations complexes ne nécessitent pas d'être réalisées au ferrage. 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 5 dessins parmi lesquels : La figure 1 présente en coupe un outil d'emboutissage en position ouverte dans lequel une tôle est installée. La figure 2 illustre en coupe l'outil d'emboutissage de la figure 1 où le bâti supérieur a déplacé la contre-forme. 10 La figure 3 montre en coupe l'outil d'emboutissage de la figure 1 en position fermée et réalisant une perforation d'une tôle. La figure 4 représente en coupe une portion de l'outil d'emboutissage de la figure 1 où la tôle est maintenue. La figure 5 esquisse en coupe la portion de l'outil d'emboutissage de la figure 4 15 où la tôle est perforée. La figure 6 esquisse en coupe la portion de l'outil d'emboutissage de la figure 4 où la chute est évacuée via le passage du poinçon. Dans la description qui va suivre, la direction de perforation et/ou la direction de fermeture de l'outil correspondent à la direction selon laquelle le poinçon 20 perfore la tôle. Ces directions peuvent être verticales. La direction transversale peut être perpendiculaire à la direction de perforation. La figure 1 représente l'outil d'emboutissage 2 dans une position ouverte où il accueille une tôle 4 qui est également vue en coupe. La tôle 4 est tracée à l'aide d'un trait pointillé. 25 La tôle 4 présente une portion en contre-dépouille 6. Cette portion 6 peut être une portion préalablement emboutie. Elle présente un aspect en contre-dépouille dans la mesure où elle présente un retour depuis le bord externe 8 de la tôle 4 qui est transversal à la direction de perforation. La portion en contre-dépouille 6 présente une bande inférieure 10 rabattue et en regard de la bande 3043926 6 supérieure 12, lesdites bandes (10 ; 12) étant jointes au niveau du bord externe 8. Elles forment localement un empilement vertical en délimitant une gorge. La tôle 4 peut être une tôle 5 de véhicule automobile, par exemple un élément de carrosserie telle une peau. De manière non limitative, il est ici représenté une 5 partie supérieure de peau de coffre recevant l'éclairage de plaque de police. La tôle 4 peut être en acier, et son épaisseur de l'ordre de 0,65 mm. Une application à de l'aluminium et/ou à d'autres épaisseurs sont envisageables. L'outil d'emboutissage 2 comprend un bâti inférieur support 14 et un bâti supérieur mobile 16 verticalement par rapport au bâti inférieur 14, soit selon la 10 direction de perforation. Le bâti inférieur 14 est équipé d'une coiffe 18 recevant la tôle 4, et d'une goulotte 20 de récupération et d'évacuation de chutes produites par la perforation de la tôle 4. En complément une contre-forme 22 est montée de manière mobile sur le bâti inférieur 14 grâce à une glissière. Cette contre-forme 22 présente une partie complémentaire 24 dont la surface 15 externe est la complémentaire de la surface interne de la gorge de la contre-dépouille 6 de la tôle 4. Dans l'état représenté, la contre-forme 22 est à distance de la portion en contre-dépouille 6, ce qui permet de placer librement la tôle 4 sur la coiffe 18. La figure 2 montre l'outil d'emboutissage 2 dans une position où le bâti 20 supérieur 16 est descendu vers le bâti inférieur 14. Il se rapproche de la tôle 4. Le bâti supérieur 16 comporte une came 26, qui est éventuellement biseautée, et qui coopère avec la contre-forme 22 de sorte à la déplacer en translation. Cette dernière peut également présenter une came complémentaire 28, ou suiveur, optionnellement avec un biseau. Lorsque les biseaux parallèles 25 glissent l'un contre l'autre suite à la descente du bâti supérieur 16, la contre- forme 22 se déplace de sorte à ce que sa partie complémentaire vienne épouser l'intérieur de la portion en contre-dépouille 6 de la tôle 4. Elle se déplace vers le bord externe 8 de la tôle 4, soit vers la gauche de la figure, jusqu'à s'arrêter contre une butée latérale 30 du bâti inférieur 14. La partie 30 complémentaire 24 offre une surface d'appui au-dessus et au-dessous pour la tôle 4. La figure 3 présente l'outil d'emboutissage 2 en position fermée pour 3043926 7 l'emboutissage. Le poinçon perforant 32 perfore la tôle 4, au niveau de la portion en contre-dépouille 6. Plus précisément, le poinçon 32 perfore la bande inférieure de la portion en contre-dépouille 6. Ce faisant, le poinçon 32 pénètre la gorge en montant, et se 5 rapproche de la bande supérieure. Préalablement à la perforation, le presseur 34 est appliqué contre la surface supérieure de la tôle 4, et presse cette dernière contre la coiffe 18 et contre la contre-forme 22. L'opération de perforation est commandée par la descente du bâti supérieur 16. Celui-ci actionne la montée perforante du poinçon 32, éventuellement de 10 manière indirecte. Le bâti inférieur 14 peut comprendre un mécanisme de levier. Un levier 36 peut être monté pivotant sur la contre-forme 22. Le levier pivotant 36 est disposé sous la contre-forme 22 par soucis de compacité, mais il pourrait être placé au-dessus pour simplifier le mécanisme. La contre-forme 22 présente deux coulisseaux (38 ; 40) la traversant verticalement, et 15 coopérant avec le levier pivotant 36 de manière à le faire basculer. Lors de sa descente, le bâti supérieur 16 entraîne le coulisseau plein 38, éventuellement via sa came 26. Ceci provoque la rotation du levier pivotant 36, qui à son tour soulève le coulisseau évidé 40 auquel est lié le poinçon perforant 32. Par cet enchainement simultané, la tôle 4 est perforée. Une chute est 20 découpée et est évacuée via un conduit du coulisseau évidé 40, via une découpe 42 entaillant le levier 32, puis via la goulotte 20. La découpe 42 du levier 36 peut y former une fourche. La présence d'une découpe 42 simplifie le mécanisme, permet de gagner en compacité, et simplifie le circuit que suit la chute. Alternativement elle pourrait être un orifice traversant. La traversée du 25 poinçon 32 par la chute sera détaillée ci-après. En complément, l'outil d'emboutissage 2 peut réaliser d'autres fonctions. Cela se traduit par le fait qu'en même temps que la tôle est perforée par le présent poinçon 32, elle peut être perforée à d'autres endroits par d'autres poinçons, certains de ses bords peuvent être tombés, et ses surfaces peuvent être 30 davantage incurvées. Une économie est ainsi permise. La figure 4 est une vue de détail de l'outil d'emboutissage 2 au niveau de 3043926 8 l'extrémité supérieure du poinçon 32. Ici, l'outil 2 est représenté dans un état où le dévêtisseur 44 vient d'entrer en contact de la tôle 4, plus précisément de la bande inférieure 10. Le poinçon 4 affleure la tôle 4, et le presseur plaque la tôle 4. 5 Le dévêtisseur 44 permet de maintenir la tôle 4 pendant qu'elle est perforée, mais également lors de la sortie du poinçon 32. Il peut être un serre-flan. Il est réalisé en un matériau polymère, par exemple en polyuréthane, notamment pour offrir une certaine élasticité. Le bâti inférieur comprend une matrice 46 qui est montée sur la contre-forme 10 22. La matrice 46 présente une cavité dont le pourtour est marqué par une arrête coupante. Le contour de cette arrête peut être le complémentaire de l'arrête coupante qui entoure le poinçon 32 associé. Un jeu périmétrique peut les séparer. Le poinçon 32 ici représenté est ici circulaire. Il peut convenir pour réaliser des orifices de diamètre compris entre 10 mm et 10 cm, éventuellement 15 égal à 12 mm. Le poinçon et la matrice selon l'invention peuvent également permettre de réaliser des fenêtres rectangulaires, ou de toute autre forme. La portion en contre-dépouille 6 présente une hauteur H et ou une longueur L comprises entre 2 cm et 6 cm ; éventuellement égales 30 mm ou à 35 mm. Le centre de la perforation est à un écart E du bord externe 8 de la tôle ; ledit écart 20 E étant compris entre 15 mm et 40 cm ; éventuellement égal à 20 mm. L'angle 8 d'inclinaison entre la bande inférieure 10 et la bande supérieure 12 est inférieur à 90° ; il peut être inférieur ou égal à 45°. La figure 5 détaille la perforation de la tôle 4. Le poinçon perforant 32 est déplacé vers le haut grâce à l'action du bâti supérieur. 25 Le poinçon 32 comprend un passage 48 qui le traverse verticalement. A son entrée supérieure, cela forme un creux. La montée du poinçon 32 coupe et détache une chute 50 de la tôle 4. Cette chute 50 est soulevée et introduite dans la cavité de la matrice 46. Le bâti inférieur présente un poussoir 52 qui équipe la matrice 46. Le poussoir 30 52 forme un doigt s'étendant vers le bas, en direction du passage 48 du poinçon 32. En continuant de monter, ce dernier pousse et déforme la chute 50 3043926 9 contre le poussoir 52. A l'origine en forme de disque plat, la chute 50 devient progressivement concave (tel que représenté en pointillés), tel un bol. Elle est emboutie entre le poussoir 52 et le poinçon 32. La figure 6 représente l'évacuation de la chute 50. Le poinçon 32 continue de 5 monter et le poussoir 52 force l'introduction de la chute 50 à l'intérieur du passage 48 poinçon 32. Le passage 48 présente un rétrécissement 54 à son entrée supérieure. Le poussoir 52 et le rétrécissement 54 sont configurés afin de réduire l'étendue de la chute 50 pour mieux glisser dans le passage 48. Lorsque le poussoir 52 10 pousse la chute 50 au travers du rétrécissement 54, elle se déforme plastiquement. Elle se creuse davantage et son périmètre diminue, ce qui facilité son évacuation gravitationnelle. Toutefois, la déformation et le rétrécissement de la chute ne sont pas indispensables à l'invention. En effet, dans le cas d'une chute rectangulaire et d'un passage rectangulaire, le 15 poussoir aide la chute à tomber dans le passage sans nécessairement la déformer. Lors de l'emboutissage de la chute 50, celle-ci peut adhérer au poussoir 52 et ressortir du passage 48 vers la matrice 46. Ce phénomène est contré grâce au rétrécissement 54. En effet, suite à son emboutissage la chute 50 présente un 20 retour élastique qui augmente son diamètre supérieur. Celui-ci butera contre la surface inférieure du rétrécissement 54. Avantageusement, le rétrécissement présente un crochet annulaire inférieur 56, tel un épaulement, qui bloque la remontée de la chute 50. Après évacuation de la chute, le poinçon 32 redescend, l'outil 2 est ouvert en 25 remontant le bâti inférieur ; ce qui permet le retour en position de repos de la contre-forme 22. Une nouvelle tôle à perforer peut remplacer la précédente 4. Les différents éléments regagnent leur position de repos grâce à des moyens élastiques (non représentés). REVENDICATIONS1- Outil d'emboutissage (2) d'une tôle (4), l'outil d'emboutissage (2) comprenant : o un bâti supérieur (16) ; o un bâti inférieur (14) avec une matrice (46) ; o un poinçon perforant (32) disposé sous la matrice (46), la matrice (46) et le poinçon (32) étant configurés pour perforer la tôle (4) disposée entre eux en y coupant une chute (50) ; caractérisé en ce qu'en face de la matrice (46) le poinçon (32) comprend un passage d'évacuation (48) de chute (50), et en ce que la matrice (46) comprend un poussoir (52) configuré pour pousser la chute (50) dans le passage (48) lors de la perforation de la tôle (4). 2- Outil d'emboutissage (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le passage (48) comprend un rétrécissement (54), le poussoir (52) étant configuré pour pousser la chute (50) au travers dudit rétrécissement (54). 3- Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que le bâti inférieur (14) comprend un levier pivotant (36) configuré pour actionner le poinçon (32) de manière à perforer la tôle (4), préférentiellement le bâti supérieur (16) est configuré pour actionner le levier (36) de manière à perforer la tôle (4). 4- Outil d'emboutissage (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le levier pivotant (36) comporte une découpe (42) en communication avec le passage (48) du poinçon (32) de sorte à permettre une évacuation de la chute (50) au travers du levier pivotant (36) ; l'outil d'emboutissage (2) comprenant en outre une goulotte d'évacuation (20) de chute (50) apte à recevoir la chute (50) sous la découpe (42) du levier (36). 5- Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend un dévétisseur (44) configuré pour 3043926 11 serrer la tôle (4) contre la matrice (46) pendant sa perforation, le dévêtisseur (44) étant traversé par le poinçon (32). 6- Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bâti inférieur (14) comprend une coiffe (18) apte 5 à recevoir la tôle (4), le bâti supérieur (16) comprenant un presseur (34) destiné à serrer la tôle (4) contre ladite coiffe (18) ; la matrice (46) étant montée mobile entre une position sous la coiffe (18) et une position décalée de la coiffe (18), adaptée pour la perforation de la tôle (4). 7- Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 1 à 6, 10 caractérisé en ce que le bâti inférieur (14) comprend une contre-forme (22) apte à coopérer avec l'intérieur d'une portion en contre-dépouille de la tôle (4) ; la contre-forme (22) étant montée mobile en translation sur le bâti inférieur (14) entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme (22) bloque la portion en contre-dépouille, et une position 15 rétractée dans laquelle la contre-forme (22) permet le retrait de la tôle (4). 8- Outil d'emboutissage (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que la matrice est disposée dans la contre-forme (22), la contre-forme (22) présentant en outre un logement recevant le poussoir (52). 20 9- Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 7 à 8, caractérisé en ce que la contre-forme (22) comprend au moins un coulisseau (38 ; 40), préférentiellement au moins deux coulisseaux (38 ; 40) la traversant et qui actionnent le poinçon (32) de sorte à perforer la tôle (4). 25 10-Outil d'emboutissage (2) selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que le bâti supérieur (16) comprend une came (26) apte à entraîner la contre-forme (22) en translation.