Brevet FR3056127A1 — publié le 20180323

DISPOSITIF D'EMBOUTISSAGE D'UN FLAN DE TOLE PERMETTANT UNE FAIBLE PROFONDEUR D'EMBOUTISSAGE D'UN JONC La présente invention concerne un dispositif d'emboutissage d'un flan de tôle pour former une pièce lors d'une étape d'emboutissage, qui comporte un dispositif de blocage du flan de tôle qui est adapté pour emboutir un flan de tôle aussi bien en acier qu'en aluminium. La présente invention concerne en particulier un dispositif de blocage du flan de tôle qui est positionné le long d'au moins une partie périphérique du flanc de tôle et qui comporte un jonc qui présente une section en U. La section en U du jonc est formée par une paroi intérieure, en bordure de la pièce à former, une paroi extérieure et un fond, la paroi intérieure du jonc comportant un premier angle arrondi supérieur avec le flan de tôle et un premier angle arrondi inférieur avec le fond du jonc. Il est connu d'avoir des dispositifs d'emboutissage qui comportent un jonc qui permet de bloquer latéralement le flan de tôle lors d'une étape d'emboutissage. Mais, pour un flanc de tôle en aluminium, de tels joncs sont formées de telle sorte à permettre un glissement des parties latérales du flan de tôle lors de l'étape d'emboutissage. Lorsque l'on souhaite utiliser des joncs non glissant avec de l'aluminium, alors ceux-ci doivent présenter un dimensionnement important pour répartir les contraintes le long de la zone de serrage et ainsi ne pas risquer de créer des zones de laminage du flan de tôle, avec une diminution locale de la section du flan de tôle et avec des amorces de rupture de cette partie du flan de tôle. Mais de tels joncs demandent que la zone de blocage du flan de tôle soit importante, augmentant d'autant la quantité de matière à découper, à évacuer de la presse et à recycler. La présente invention a pour objectif de pallier ces problèmes et de proposer un dispositif d'emboutissage d'un flan de tôle qui comporte un dispositif de blocage du flan de tôle adapté pour emboutir un flan de tôle aussi bien en acier qu'en aluminium et qui comporte un jonc de faible profondeur d'emboutissage. 3056127 2 Plus particulièrement, l'invention a pour objet un dispositif d'emboutissage d'un flan de tôle pour former une pièce lors d'une étape d'emboutissage, comportant un dispositif de blocage du flan de tôle, ledit dispositif de blocage étant positionné le long d'au moins une partie 5 périphérique du flanc de tôle et comportant un jonc qui présente une section en U. La section en U du jonc est formée par une paroi intérieure, en bordure de la pièce à former, une paroi extérieure et un fond, la paroi intérieure du jonc comportant un premier angle arrondi supérieur avec le flan de tôle et un premier angle arrondi inférieur avec le fond du jonc, telle que le premier angle 10 arrondi supérieur du jonc présente un premier rayon de courbure supérieur d'au moins de 2 mm de rayon pour un flan de tôle en acier et d'au moins 3 mm de rayon pour un flan de tôle en aluminium et en ce que le premier angle arrondi inférieur présente un premier rayon de courbure inférieur d'au moins 2 mm de rayon. 15 Dans un mode de réalisation préférentiel, la paroi extérieure du jonc peut aussi comporter un second angle arrondi supérieur avec le flan de tôle qui présente un second rayon de courbure supérieur d'au moins de 2 mm de rayon pour un flan de tôle en acier et d'au moins 3 mm de rayon pour un flan de tôle en aluminium. De même, la paroi extérieure du jonc peut aussi comporter un 20 second angle arrondi inférieur avec le fond du jonc qui présente un second rayon de courbure inférieur d'au moins 2 mm de rayon. Selon le mode de réalisation pour un flan de tôle en aluminium, le premier rayon de courbure supérieur et le second rayon de courbure supérieur sont compris entre 3 mm et 3.3 mm. 25 Selon une première caractéristique de l'invention, le dispositif d'emboutissage comporte une matrice qui descend selon un axe vertical lors de l'étape d'emboutissage pour former ladite pièce. La première paroi latérale du jonc est inclinée d'un premier angle d'inclinaison d'au moins 4° par rapport à l'axe vertical d'emboutissage, le premier angle d'inclinaison étant orienté de 30 telle sorte à resserrer le jonc en direction du fond dudit jonc. La seconde paroi latérale du jonc peut aussi être inclinée d'un second angle d'inclinaison d'au moins 4° par rapport à l'axe vertical d'emboutissa, le second angle 3056127 3 d'inclinaison étant orienté de telle sorte à resserrer le jonc en direction du fond dudit jonc. Selon le mode de réalisation préférentiel, le premier angle d'inclinaison et le second angle d'inclinaison sont compris entre 4° et 4,5°. Selon une deuxième caractéristique de l'invention, le jonc présente une 5 faible profondeur d'emboutissage telle que définie par le rapport entre la largeur d'emboutissage du jonc et la profondeur d'emboutissage dudit jonc qui est supérieur à 2. Selon le mode de réalisation préférentiel, la profondeur d'emboutissage du jonc est inférieure à 8 mm pour un flan de tôle en acier et est inférieure à 6 mm pour un flan de tôle en aluminium et la largeur 10 d'emboutissage est supérieure à 16 mm. Selon une troisième caractéristique de l'invention, le dispositif de blocage du flan de tôle est positionné le long de l'ensemble de la partie périphérie du flan de tôle. La présente invention concerne aussi une pièce, en particulier une pièce 15 automobile, formée au moyen d'un dispositif d'emboutissage selon l'une quelconque des revendications précédentes. D'autres objets, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus en détail à la lecture de la description qui suit, ainsi qu'à l'aide des dessins annexés, fournis à titre purement illustratif et non limitatif, parmi lesquels : 20 - La figure 1 représente une vue d'un flan de tôle tel que mis en forme par un dispositif d'emboutissage, tel qu'une presse, et comportant un jonc de blocage le long d'une partie latérale du flan de tôle ; et - La figure 2 représente une vue partielle, en coupe, d'une partie de 25 la presse, pour emboutir un tel flan de tôle, comportant le jonc selon l'invention. La figure 1 représente une vue d'un flan de tôle 1 tel que mis en forme par un dispositif d'emboutissage, tel qu'une presse. Le flan de tôle 1 comporte une première partie 11 qui forme la partie centrale du flan de tôle 1 et qui est 30 destinée à former une pièce, en particulier une pièce de carrosserie pour un 3056127 4 véhicule automobile. Le flan de tôle 1 comporte une seconde partie 12, positionnée en périphérie de la partie centrale 11, qui constitue une zone de blocage du flan de tôle 1 lors de la mise en forme, par emboutissage de la partie centrale 11 du flan de tôle 1. Lors d'une première étape d'emboutissage, 5 le long de la zone de blocage 12, est formé un jonc 2 qui présente un profil en U. Le jonc 2 permet un maintien bloqué de la zone de blocage 12 du flan de tôle 1 lors d'une seconde étape d'emboutissage, permettant la mise en forme de la partie centrale 11 du flan de tôle 1. La figure 2 représente une vue partielle, en coupe, d'une partie de la 10 presse 3. La presse 3 comporte un poinçon 31 et une matrice 32. Le flan de tôle 1 est préalablement déposé au-dessus du poinçon 31, permettant lors de la descente verticale de la matrice 32, de mettre en forme la partie centrale 11 du flan de tôle 1 pour former la pièce. La presse 3 comporte aussi un serre-flan 33, positionné latéralement au poinçon 31 et positionné en regard d'une partie 15 latérale de la matrice 32. Le serre-flan 33 peut être constitué en une ou plusieurs parties. Le serre-flan 33 collabore avec la partie latérale de la matrice 32 pour former, lors de la première étape d'emboutissage, le long de la zone de blocage 12 du flan de tôle 1, le jonc 2. Le jonc 2 est adapté pour bloquer latéralement le flan de tôle 1 lors de la mise en forme de la partie centrale 11 20 du flan de tôle 1 lors de la second étrape d'emboutissage. Selon l'invention, le jonc 2 présente un profil en U adapté pour effectuer un maintien bloqué tout en ayant une faible profondeur d'emboutissage du jonc 2. Le profil en U du jonc 2 est composé d'une première paroi latérale 21, d'une seconde paroi latérale 22 et par un fond 23. La première paroi latérale 21 est positionnée en bordure de 25 la partie centrale 11 du flan de tôle 1, constituant une paroi intérieure du jonc 2. La seconde paroi latérale 22 est positionné en bordure extérieure de la zone de blocage 12 du flan de tôle 1, constituant une paroi extérieure du jonc 2. Le blocage du flan de tôle 1 se fait essentiellement dans les parois latérales du jonc 2. C'est le long de ces mêmes parois latérales que se créent des zones de 30 laminage du flan de tôle 1, avec une diminution de la section du flan de tôle 1 et avec des amorces de rupture du flan de tôle 1. Pour ce faire, le jonc 2 présente une forme optimisée en jouant sur un certain nombre de critères, parmi ceux-ci nous avons : 3056127 5 - un premier rayon de courbure supérieur Rsup1 d'un premier angle arrondi qui forme la jonction entre le haut de la paroi latérale intérieure 21 du jonc 2 et le flan de tôle 1 ; - un second rayon de courbure supérieur Rsup2 d'un deuxième 5 angle arrondi qui forme la jonction entre le haut de la paroi latérale extérieure 22 du jonc 2 et le flan de tôle 1 ; - un premier rayon de courbure inférieur 1=40 d'un troisième angle arrondi qui forme la jonction entre le bas de la paroi latérale intérieure 21 du jonc 2 et le fond 23 du jonc 2 ; 10 - un second rayon de courbure inférieur Rinf2 d'un quatrième angle arrondi qui forme la jonction entre le bas de la paroi latérale extérieure 22 du jonc 2 et le fond 23 du jonc 2 ; - un premier angle d'inclinaison al de la première paroi latérale 21 par rapport à l'axe vertical d'emboutissage, le premier angle 15 al étant orienté de telle sorte à resserrer le jonc 2 en direction du fond 23 ; - un second angle d'inclinaison a2 de la seconde paroi latérale 22 par rapport à l'axe vertical d'emboutissage, le second angle a2 étant orienté de telle sorte à resserrer le jonc 2 en direction du 20 fond 23 ; - la profondeur d'emboutissage Pemb du jonc 2 ; et - la largeur d'emboutissage Lemb de la base du jonc 2. La matière utilisée pour former le flan de tôle 1 intervient aussi dans ce dimensionnement. Ainsi, le dimensionnement du flan de tôle 1 est donné, soit 25 pour un flan de tôle 1 essentiellement constitué d'un matériau léger tel que de l'aluminium, soit dans un matériau ferreux carboné tel que de l'acier. Dans le cas d'un flan de tôle 1 en aluminium, nous avons comme valeurs : 3056127 6 - Rsupl et Rsup2 de 3 mm minimum, avec comme valeur optimum 3 mm pour ces deux rayons avec une tolérance de -0 mm/+0.3 mm ; - Rjnf 1 et Rinf2 de 2 mm minimum et préférentiellement cette valeur 5 reste inférieure, respectivement, à Rsup1 et Rsup2 ; - al et a2 présentent des angles d'au moins 4°, avec comme valeur optimum de 4° pour ces deux angles avec une tolérance de -0°/+0.5° ; - Pemb de 6 mm au maximum ; et 10 - Lemb de 16 mm au minimum. Dans le cas d'un flan de tôle 1 en acier, nous avons comme valeurs : - Rsupl et Rsup2 de 2 mm minimum ; - Rinf1 et Rinf2 de 2 mm minimum ; - al et a2 présentent des angles d'au moins 4° ; 15 - Pemb de 8 mm au maximum ; et - Lemb de 16 mm au minimum. Les rayons de courbures du jonc 2 sont dépendant de la profondeur d'emboutissage Pemb du jonc 2 car pour assurer un bon blocage du flan de tôle 1, il faut que la paroi latérale intérieure 21 et que la paroi latérale extérieure 22 20 conservent une partie linéaire entre les deux parties courbées. Les valeurs données permettent d'avoir une partie linéaire suffisante pour assurer un bon blocage du flan de tôle 1 tout en ayant une faible profondeur d'emboutissage Pemb du jonc 2. Le premier rayon de courbure supérieur Rsupl et le second rayon de courbure supérieur Rsup2 sont respectivement pris supérieurs au 25 premier rayon de courbure inférieur Rinf1 et au second rayon de courbure inférieur Rinf2. La valeur du premier rayon de courbure supérieur Rsupl et du second rayon de courbure supérieur Rsup2 ont une incidence directe pour éviter des amorces de rupture du flan de tôle 1. Du fait de la forme du jonc 2 telle que précédemment définie, le jonc 2 peut présenter une faible profondeur 30 d'emboutissage sans que ne se forme, le long des parois latérales du jonc 2, des zones de laminage. Le terme faible profondeur s'entend pour un rapport 3056127 7 entre la largeur d'emboutissage Lemb du jonc 2 et la profondeur d'emboutissage Pemb du jonc 2 qui est supérieur à 2, et cela que le flan de tôle 1 dans lequel est formé le jonc 2, soit en aluminium ou en acier. REVENDICATIONS1. Dispositif d'emboutissage (3) d'un flan de tôle (1) pour former une pièce lors d'une étape d'emboutissage, comportant un dispositif de blocage du flan de tôle (1), ledit dispositif de blocage étant positionné le long d'au moins une partie périphérique (12) du flanc de tôle (1) et comportant un jonc (2) qui présente une section en U, ladite section en U du jonc (2) étant formée par une paroi latérale intérieure (21), en bordure de la pièce à former, une paroi latérale extérieure (22) et un fond (23), la paroi latérale intérieure (21) du jonc (2) comportant un premier angle arrondi supérieur avec le flan de tôle (1) et un premier angle arrondi inférieur avec le fond (23) du jonc (2), caractérisé en ce que le premier angle arrondi supérieur du jonc (2) présente un premier rayon de courbure supérieur (Rsup1) d'au moins de 2 mm pour un flan de tôle (1) en acier et d'au moins 3 mm pour un flan de tôle (1) en aluminium et en ce que le premier angle arrondi inférieur présente un premier rayon de courbure inférieur (Rinf1) d'au moins 2 mm. 2. Dispositif d'emboutissage (3) selon la revendication 1, caractérisé en ce que en ce que la paroi latérale extérieure (22) du jonc (2) comportant un second angle arrondi supérieur avec le flan de tôle (1) qui présente un second rayon de courbure supérieur (Rsup2) d'au moins de 2 mm pour un flan de tôle (1) en acier et d'au moins 3 mm pour un flan de tôle (1) en aluminium et en ce que la paroi latérale extérieure (22) du jonc (2) comporte un second angle arrondi inférieur avec le fond (23) du jonc (2) qui présente un second rayon de courbure inférieur (Rinf2) d'au moins 2 mm. 3. Dispositif d'emboutissage (3) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif d'emboutissage (3) comporte une matrice (32) qui descend selon un axe vertical lors de l'étape d'emboutissage pour former ladite pièce, la paroi latérale intérieure (21) du jonc (2) étant inclinée d'un premier angle d'inclinaison (al) d'au moins 4° par rapport à l'axe vertical d'emboutissage, le premier angle d'inclinaison (al) étant orienté de telle sorte à resserrer le jonc (2) en direction du fond (23) dudit jonc (2). 3056127 9 4. Dispositif d'emboutissage (3) selon la revendication 3, caractérisé en ce que la paroi latérale extérieure (22) du jonc (2) est inclinée d'un second angle d'inclinaison (a2) d'au moins 4° par rapport à l'axe vertical d'emboutissage, le second angle d'inclinaison (a2) étant orienté de telle sorte à 5 resserrer le jonc (2) en direction du fond (23) dudit jonc (2). 5. Dispositif d'emboutissage (3) selon la revendication 4 prise dans la dépendance de la revendication 3, caractérisé en ce que le premier angle d'inclinaison (al) et le second angle d'inclinaison (a2) sont compris entre 4° et 4,5°. 10 6. Dispositif d'emboutissage (3) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, pour un flan de tôle (1) en aluminium, le premier rayon de courbure supérieur (Rsup1) et le second rayon de courbure supérieur (Rsup2) sont compris entre 3 et 3.3mm. 7. Dispositif d'emboutissage (3) selon l'une quelconque des 15 revendications précédentes, caractérisé en ce que le jonc (2) présente une faible profondeur d'emboutissage telle que définie par le rapport entre la largeur d'emboutissage (Lemb) du jonc (2) et la profondeur d'emboutissage (Pemb) dudit jonc (2) qui est supérieur à 2. 8. Dispositif d'emboutissage (3) selon la revendication précédente, 20 caractérisé en ce que la profondeur d'emboutissage (Pemb) du jonc (2) est inférieur à 8 mm pour un flan de tôle (1) en acier et est inférieure à 6 mm pour un flan de tôle (1) en aluminium et en ce que la largeur d'emboutissage (Lemb) est supérieur à 16 mm. 9. Dispositif d'emboutissage (3) selon l'une quelconque des 25 revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de blocage du flan de tôle (2) est positionné le long de l'ensemble de la partie périphérie (12) du flan de tôle (1). 10. Pièce, en particulier pièce automobile, formée au moyen d'un dispositif d'emboutissage (3) selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes.