Brevet FR3052374A1 — publié le 20171215

PIECE DE TOLE SEMI-FINIE COMPRENANT UNE PATTE DE LIAISON ENTRE DEUX BORDS D'UN AJOURAGE DESITINE A ETRE DEBOUCHANT ET SON PROCEDE DE FABRICATION L'invention se situe dans le secteur de l'emboutissage et concerne plus particulièrement les outillages et procédés de découpe des pièces en tôle. Elle s'applique en particulier, mais de manière non limitative, à la découpe de pièces de carrosserie de véhicules automobiles. Le processus de fabrication d'une pièce en tôle et plus particulièrement d'une pièce de carrosserie de véhicule automobile comprend classiquement au moins une étape d'emboutissage et une étape d'ajourage. Les outillages connus permettant l'ajourage des pièces comprennent un bâti supérieur et un bâti inférieur. Habituellement, le bâti supérieur comprend au moins une lame de découpe et est mobile verticalement vers le bâti inférieur comportant une surface de réception de la pièce en tôle à découper. Lorsque la lame de l'outillage découpe la pièce en tôle, il apparait une zone dite « de feu » correspondante aux bords découpés de la pièce. Pour des questions de style, certaines pièces présentent au final un ajourage débouchant sur un des côtés de ladite pièce. Lorsque cet ajourage est de grande taille, son découpage entraine une détente du matériau de la pièce sur toute la zone de feu, de telle sorte que l'espacement entre les bords de l'ajourage débouchant est supérieur à ce qu'il devrait être. Dès lors, lorsque la pièce est utilisée dans une étape postérieure, notamment lors du ferrage ou de l'assemblage avec les pièces environnantes, il apparait des décalages. La correction de ces décalages nécessite plusieurs itérations de mise au point avec immobilisation de la chaine de production. En effet, pour des raisons de qualité, il est nécessaire d'obtenir un assemblage correct entre les différentes pièces composant le véhicule. De plus, les pièces de tôle présentant de grandes zones ajourées débouchant sur un des côtés peuvent être sujettes à des problèmes de déformation lors des opérations de manutention ou de stockage au niveau dudit ajourage débouchant. Il est connu du document FR2431209 un couvre-joint dont une portion de paroi verticale est deformable après cisaillement d'une portion de paroi horizontale, et dont la rigidité est assurée par l'utilisation d'une bretelle ou d'une soudure maintenant les lèvres de la région cisaillée. Ce couvre-joint est avantageusement utilisé pour masquer les extrémités de plinthes électriques et peut s'adapter à une disposition particulière de celles-ci. Malheureusement, cette solution consistant à ajouter une bretelle de maintien n'est pas 3052374 2 applicable aux pièces de tôles car elle nécessiterait d'une part une correction de la géométrie de la pièce lors de la pose de la bretelle de maintien et ensuite le retrait de ladite bretelle. Ce qui ajoute des étapes supplémentaires à la situation actuelle. 5 Une solution reste donc à trouver pour éviter les déformations dues à la détente du matériau lors de l'opération d'ajourage formant un ajourage débuchant sur une pièce de tôle. L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des problèmes rencontrés dans l'art antérieur en proposant une solution de découpage de pièce de tôle permettant la mise en 10 place d'un moyen de liaison venu de matière entre deux bords de l'ajourage de la pièce et destiné à être retiré après l'assemblage ou le ferrage de ladite pièce. A cet effet, l'invention a pour objet une pièce semi-finie en tôle emboutie destinée à présenter, lorsqu'elle est finie, un ajourage débouchant sur au moins un de ses bords, la 15 pièce étant remarquable en ce qu'elle comprend au moins une patte de liaison reliant deux bords de l'ajourage destiné à être débouchant de sorte à fermer ledit ajourage, de préférence au niveau de son embouchure. Selon des modes particuliers de réalisation, la pièce selon l'invention peut comprendre l'une ou l'autre des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons 20 possibles : La pièce semi-finie est destinée à présenter lorsqu'elle est finie un rebord le long de la ligne de l'ajourage débouchant, la pièce étant remarquable en ce qu'elle présente un rebord s'étendant le long de la ligne de découpe de l'ajourage et de la ligne de jonction avec la ou les pattes de liaison, en ce que la ou les pattes de liaison sont 25 reliées à la bordure dudit rebord. Au moins une patte de liaison est placée de sorte à relier les extrémités de l'embouchure dudit ajourage, de préférence en continuité avec les bords extérieurs de la pièce. Au moins une patte de liaison a une largeur d'au moins 20 mm. 30 La ou les pattes de liaison sont venues de matière avec le corps de ladite pièce. La pièce est une pièce de carrosserie automobile. L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une pièce semi-finie en tôle emboutie telle que définie plus haut, ledit procédé comprenant 35 - une étape d'emboutissage d'un flan de tôle de sorte à former un embouti ; 3052374 3 une étape de découpage de l'embouti comprenant la découpe d'au moins un ajourage de sorte à former une pièce en tôle emboutie, et de préférence une étape de pliage en tombé des bords de la pièce, remarquable en ce que l'étape de découpage de l'embouti comprend la formation d'au moins 5 une patte de liaison dans la tôle, la ou lesdites pates de liaison reliant deux bords dudit ajourage, de sorte à ce que l'ajourage soit fermé par la ou les pattes de liaison. Selon un mode de réalisation de l'invention, le procédé de l'invention comprend une étape de pliage en tombé des bords de la pièce semi-finie selon laquelle les bords de la pièce sont rabattus le long de la ligne de découpe de l'ajourage pour former un rebord, le procédé étant remarquable en ce que l'étape de pliage en tombé des bords de la pièce, le rebord formé s'étend le long de la ligne de jonction avec la ou les pattes de liaison et en ce que la ou les pattes de liaison sont reliées à la bordure dudit rebord. 15 L'invention a également pour objet un outillage de presse d'emboutissage pour le découpage d'une pièce semi-finie en tôle emboutie destinée à présenter, lorsqu'elle est finie, un ajourage débouchant sur au moins un de ses bords, remarquable en ce qu'il comprend - des instruments de découpe configurés pour laisser subsister au moins une patte de liaison en tôle reliant deux bords dudit ajourage de telle sorte que l'ajourage est fermé 20 par la ou les pattes de liaison, et - des moyens de pliage en tombé configurés pour rabattre les bords de la pièce de sorte à former un rebord le long de la ligne de découpe de l'ajourage et de la ligne de jonction avec la ou les pattes de liaison. 25 L'invention a également pour objet un procédé d'assemblage d'une pièce semi-finie en tôle emboutie telle que définie plus haut avec d'autres pièces, le procédé comprenant une étape d'assemblage de ladite pièce sur au moins une autre pièce, de préférence par soudure, le procédé étant remarquable en ce qu'il comprend en outre, après l'étape d'assemblage, une étape de retrait par découpe de la ou des pattes de liaison de sorte à rendre l'ajourage 30 débouchant sur au moins un des bords de ladite pièce. L'invention a également pour objet un véhicule comprenant au moins une pièce finie provenant d'une pièce semi-finie telle que définie plus haut. 35 Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée et selon un premier aspect, l'invention consiste à fournir une nouvelle pièce semi-finie qui est moins sujette à la déformation de la zone de feu au niveau d'un ajourage débouchant de grande 3052374 4 taille que son analogue finie. Cette pièce semi-finie comprend au moins une patte de liaison venue de matière avec le corps de la pièce et reliée à au moins deux bords, par exemple des bords tombés, d'un ajourage destiné à être débouchant sur la pièce finie. Cette pièce semi-finie présente ainsi une stabilité de forme lors de sa manipulation par des opérateurs ou de 5 son stockage. D'autre part, la pièce selon l'invention garantit son bon assemblage avec les pièces environnantes en diminuant les risques de décalages. Selon un deuxième aspect, l'invention propose un nouveau procédé de fabrication de pièces en tôle emboutie qui inclue dans l'étape d'ajourage la mise en place d'au moins une patte de 10 liaison venue de matière entre au moins deux bords d'un ajourage destiné à être débouchant sur la pièce finie. L'ajourage est donc fermé par au moins une patte de liaison de préférence au niveau de son embouchure. Cette fermeture de l'ajourage est temporaire puisque la ou les pattes de liaison sont retirées sur la pièce finie. Le retrait de la ou des pattes de liaison se fait lorsque les risques de déformation de la pièce n'existent plus, c. à d. lorsque la 15 géométrie de la pièce est fixée par l'opération de ferrage qui va souder la pièce semi-finie sur au moins une autre pièce environnante. Ainsi la pièce semi-finie peut garder une stabilité de sa forme au cours des opérations de manutention et du stockage. Selon un troisième aspect, l'invention propose un nouveau procédé d'assemblage 20 comprenant une étape de découpage de la ou des pattes de liaison présentées par la pièce semi-finie. Le fait que le découpage des pattes de liaison soit effectué durant ce procédé d'assemblage assure avantageusement le maintien de la forme de la pièce jusqu'à sa fixation sur une autre pièce et réduit par la même les risques de déformation. 25 L'invention consiste encore à fournir un nouvel outillage d'emboutissage dont les moyens de pliage en tombé des bords sont configurés pour tomber les bords de l'ajourage destiné à être débouchant tel qu'il est défini dans la forme finale de la pièce. Les moyens de pliage ne tiennent donc pas compte des bords du ou des moyens de liaison. Ainsi suite à l'action de ces moyens de pliage en tombé, la ou les pattes de liaison sont enfoncées par rapport à la 30 surface extérieure de la pièce depuis laquelle le bord est tombé. Cet enfoncement de la ou des pattes de liaison permet avantageusement de fournir un repère visuel à l'opérateur chargé de découper la ou lesdites pattes de liaison, lui permettant de facilement différencier une patte de liaison du reste de la pièce. 35 On notera que le procédé de fabrication de la pièce semi-finie ne présente pas d'étape supplémentaire par rapport au procédé de fabrication classique d'une pièce finie. En 3052374 5 revanche une étape supplémentaire est ajoutée lors du procédé d'assemblage de la pièce semi-finie, à savoir une étape de finition visant à retirer les pattes de liaison. L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la 5 lecture de la description qui suit donnée à titre d'exemple en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles : La figure 1 représente un embouti destiné à devenir une pièce semi-finie en tôle emboutie selon l'invention, vue de dessus, après l'étape d'emboutissage et avant celle de découpage. La figure 2 représente la pièce semi finie après l'étape de découpage. La figure 3 représente la pièce précédente après l'étape de pliage des bords en tombé. La figure 4 représente la pièce précédente assemblée avec une pièce environnante. La figure 5 représente la pièce précédente finie. 15 Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n'est pas limitatif en ce qu'il autorise la présence d'autres éléments dans le dispositif, l'agencement ou l'outillage auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». 20 L'invention sera décrite en référence au procédé de fabrication illustré aux figures 1 à 3 d'une pièce semi-finie selon l'invention. La pièce semi-finie en tôle emboutie est destinée à présenter, lorsqu'elle est finie, un ajourage débouchant sur au moins un de ses bords. Cet ajourage est de taille suffisante pour générer une déformation de la pièce par détente en 25 l'absence d'au moins une patte de liaison reliant deux bords dudit ajourage. La ou les pattes de liaison vont fermer temporairement l'embouchure de l'ajourage et maintenir un écartement donné entre les deux bords d'extrémité de cette embouchure. Dans l'exemple de réalisation illustré, la pièce semi-finie ne présente qu'une seule patte de liaison qui est formée en continuité avec les bords extérieurs de la pièce. 30 La figure 1 représente l'embouti 1 formé par l'étape d'emboutissage d'un flan de tôle. Cette première étape est une étape de mise en forme de la pièce. La figure 2 illustre le résultat de l'étape de découpage de l'embouti, selon laquelle la pièce de 35 tôle 3 est détourée et découpée notamment par la découpe d'un ou plusieurs ajourages 5. Selon l'invention cette étape comprend la découpe partielle d'un ajourage 5 destiné à être débouchant sur la pièce finie. Cette découpe est partielle puisqu'au lieu de découper 3052374 6 complètement l'ajourage, l'opération de découpe est configurée pour découper au moins une patte de liaison 7 reliant deux bords (9, 11) dudit ajourage 5. La ou les pattes de liaison 7 sont découpées dans la partie de la tôle qui est évacuée sous forme de chute dans les procédés classiques. Les pattes de liaison 7 sont donc venues de matière avec le corps de 5 la pièce 3. De préférence, la largeur des pattes de liaison 7 est d'au moins 20 mm. A cet effet, l'invention se rapporte également à un outillage de presse d'emboutissage (non représenté) comprenant deux instruments de découpe configurés pour laisser subsister au moins une patte de liaison en tôle reliant deux bords d'un ajourage destiné à être 10 débouchant. Dans le cas où la patte de liaison n'est pas placée en continuité avec les bords extérieurs de la pièce semi-finie, un premier instrument de découpe permet de découper un premier ajourage et un deuxième instrument de découpe permet de découper un deuxième ajourage qui est un ajourage débouchant. De préférence, le premier outil de découpe est un poinçon. Le premier et le deuxième instrument sont agencés de manière à ce que lesdits 15 premier et deuxième ajourages ainsi découpés soient séparés par une bande de tôle. Cette bande de tôle correspond à la patte de liaison. Dans le cas où la patte de liaison est en continuité avec les bords de la pièce semi-finie, le premier instrument reste inchangé et le deuxième instrument de découpe effectue une découpe droite. 20 L'un des avantages de l'invention est également d'obtenir des chutes de tôles plus petites lors des opérations de détourage et de découpage, de plus petites chutes s'évacuant plus facilement. L'invention est remarquable en ce qu'au moins une patte de liaison 7 est formée dans la 25 pièce semi-finie 3 au moment même de sa découpe et non pas ajoutée dans une étape ultérieure. La ou les pattes de liaison 7 sont formées avant que le matériau de la pièce ne se soit détendu et empêchent ou du moins limitent sa détente. L'invention est également remarquable en ce qu'elle permet de maintenir la forme de la pièce 3 sans nécessiter la mise en place d'un dispositif supplémentaire à cet effet. 30 La figure 3 illustre le résultat de l'étape de pliage en tombé des bords de la pièce semi-finie 3 découpée. Cette étape permet de réaliser un rebord 13 généralement nommé « bord tombé » le long de la pièce et des ajourages qu'elle présente. Ce rebord donne un aspect fini à la pièce. Il permet de limiter les risques de blessure lors des manipulations de la pièce en 35 tôle. Il est également utilisé lors l'assemblage de la pièce par soudure sur une autre pièce. L'opération de pliage en tombé des bords va s'effectuer sur toute la longueur de la ligne de découpe de l'ajourage et également le long de la ligne 15 de jonction des pattes de liaison 7 3052374 7 avec les bords (9,11) de l'ajourage 5. Ceci génère donc un enfoncement de la ou des pattes de liaison par rapport à la surface de la pièce semi-finie 3 depuis laquelle le bord est plié. A cet effet l'outillage de presse d'emboutissage de l'invention comprend des moyens de 5 pliage en tombé de bords configurés pour rabattre les bords de la pièce semi-finie de sorte à former un rebord s'étendant le long de la ligne de découpe de l'ajourage et de la ligne de jonction avec la ou les pattes de liaison. La pièce semi-finie ainsi obtenue peut être conditionnée et stockée jusqu'à son utilisation. L'invention s'adressant en particulier à la fabrication de pièces de carrosserie automobile, la pièce semi-finie est préférentiellement en métal, par exemple en acier. L'invention concerne également un procédé d'assemblage de la pièce semi-finie 3, par exemple une pièce de carrosserie automobile, incluant une opération de ferrage et éventuellement de montage. 15 La figure 4 représente la pièce semi-finie 3 assemblée avec une pièce environnante 17, par exemple par soudure, lors d'une étape dite de ferrage. Lorsque la pièce semi-finie 3 est une pièce de carrosserie, elle est par exemple soudée sur une pièce de structure 17 de l'automobile. Une fois la pièce semi-finie 3 soudée, sa géométrie n'est plus susceptible de se 20 modifier par détente du matériau. Il est donc possible de retirer la ou les pattes de liaison 7 sans risque, et d'obtenir ainsi une pièce finie dont l'ajourage est débouchant sur un de ses bords. Cette opération de retrait va se faire préférentiellement par découpe laser. Elle prendra place soit durant l'étape de ferrage en elle-même, soit lors d'une étape ultérieure de montage. 25 La figure 5 est une représentation de la pièce finie 19. Cette pièce finie 19 ne présente pas de pattes de liaison à la différence de la pièce semi-finie. De même, elle présente un ajourage 21 débouchant sur un de ses bords. Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, la pièce finie 19 va présenter un bord tombé 13 sur toute la longueur de la ligne 30 de découpe de l'ajourage débouchant comme s'il n'y avait pas eu de pattes de liaison. REVENDICATIONS1. Pièce semi-finie (3) en tôle emboutie destinée à présenter, lorsqu'elle est finie, un ajourage débouchant (21) sur au moins un de ses bords, la pièce (3) étant caractérisé en ce qu'elle comprend au moins une patte de liaison (7) reliant deux bords (9, 11) de l'ajourage (5) destiné à être débouchant de sorte à fermer ledit ajourage (5), de préférence au niveau de son embouchure. 2. Pièce semi-finie (3) selon la revendication 1, la pièce étant destinée à présenter lorsqu'elle est finie un rebord (13) le long de la ligne de l'ajourage débouchant caractérisée en ce qu'elle présente un rebord (13) s'étendant le long de la ligne de découpe de l'ajourage et de la ligne de jonction (15) avec la ou les pattes de liaison (7), et en ce que la ou les pattes de liaison (7) sont reliées à la bordure dudit rebord (13). 3. Pièce semi-finie (3) selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la ou les pattes de liaison (7) sont venues de matière avec le corps de ladite pièce (3). 4. Pièce semi-finie (3) selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce qu'elle est une pièce de carrosserie automobile. 5. Procédé de fabrication d'une pièce semi-finie (3) en tôle emboutie selon l'une des revendications 1 à 4, ledit procédé comprenant une étape d'emboutissage d'un flan de tôle de sorte à former un embouti (1) ; une étape de découpage de l'embouti (1) comprenant la découpe d'au moins un ajourage (5) de sorte à former une pièce en tôle emboutie, et de préférence une étape de pliage en tombé des bords de la pièce, caractérisé en ce que l'étape de découpage de l'embouti comprend la formation d'au moins une patte de liaison (7) dans la tôle, la ou lesdites pattes reliant deux bords (9, 11) dudit ajourage (5), de sorte à ce que l'ajourage (5) soit fermé par la ou les pattes de liaison (7). 6. Procédé selon la revendication 5 comprenant une étape de pliage en tombé des bords de la pièce semi-finie (3) selon laquelle les bords de la pièce sont rabattus le long de la ligne de découpe de l'ajourage (5) pour former un rebord (13), le procédé étant caractérisé en ce que dans l'étape de pliage en tombé des bords de la pièce (3), le rebord (13) formé s'étend le long de la ligne de jonction (15) avec la ou les 3052374 9 pattes de liaison (15) , et en ce que la ou les pattes de liaison (7) sont reliées à la bordure dudit rebord (13). 7. Outillage de presse d'emboutissage pour le découpage d'une pièce semi-finie (3) en 5 tôle emboutie destinée à présenter, lorsqu'elle est finie, un ajourage débouchant sur au moins un de ses bords, caractérisé en ce qu'il comprend : - des instruments de découpe configurés pour laisser subsister au moins une patte de liaison en tôle (7) reliant deux bords (9,11) dudit ajourage (5) de telle sorte que l'ajourage (5) est fermé par la ou les pattes de liaison (7), et 10 - des moyens de pliage en tombé configurés pour rabattre les bords de la pièce (3) de sorte à former un rebord (13) s'étendant le long de la ligne de découpe de l'ajourage (5) et de la ligne de jonction (15) avec la ou les pattes de liaison (7). 8. Procédé d'assemblage d'une pièce semi-finie (3) selon l'une des revendications 1 à 4 15 avec d'autres pièces, le procédé comprenant une étape d'assemblage de ladite pièce (3) sur au moins une autre pièce, de préférence par soudure, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après l'étape d'assemblage, une étape de retrait par découpe de la ou des pattes de liaison (7) de sorte à rendre l'ajourage débouchant sur au moins un des bords de ladite pièce. 20 9. Véhicule caractérisé en ce qu'il comprend au moins une pièce finie (19) provenant d'une pièce semi-finie (3) selon l'une des revendications 1 à 4. 25