Brevet FR3073759A1 — publié le 20190524

OUTIL DE CALIBRAGE ET DE POINÇONNAGE POUR UNE PRESSE D'EMBOUTISSAGE L'invention a trait au domaine de l'emboutissage de tôles, plus particulièrement pour les véhicules automobiles. L'invention concerne plus spécifiquement le calibrage et le poinçonnage de tôles. La fabrication de certaines tôles dans le domaine de l'automobile nécessite de combiner plusieurs opérations afin d'obtenir une tôle finie. Ainsi, une même tôle peut subir successivement, après emboutissage, une étape de détourage, une étape de calibrage et enfin une étape de poinçonnage. Le détourage a vocation à éliminer la matière en excès à la tôle afin que celle-ci acquière la forme voulue par le constructeur, le calibrage consiste à induire une déformation locale de la tôle et le poinçonnage à former des orifices dans la tôle. La tôle, qui est généralement métallique et préformée par emboutissage, est le plus souvent appelée embouti. Elle a également la particularité d'être de faible épaisseur. L'emboutissage est réalisé à l'aide d'une presse d'emboutissage. Généralement, la presse comprend un bâti inférieur avec une surface de réception sur laquelle est positionné l'embouti. La presse comprend en outre un bâti supérieur mobile par rapport au bâti inférieur, le bâti supérieur se déplaçant suivant une direction de travail. La presse comprend également un presseur qui maintien l'embouti sur le bâti inférieur pendant le travail. Chaque presse comprend enfin un outil spécifique à la réalisation d'une opération, par exemple un outil nécessaire à la réalisation du poinçonnage ou du calibrage de l'embouti. Les documents de brevet publiés US 4,392,400 et US 5,471,901 divulguent des presses pour poinçonner des tôles. Mais aucun de ces documents ne divulgue une presse apte à calibrer puis à poinçonner une tôle. Le document de brevet publié FR 3 007 304 Al divulgue un outil de presse apte à calibrer et à poinçonner une tôle préformée. Cet outil comprend un bâti supérieur mobile par rapport à un bâti inférieur. L'outil comprend en outre une lame de calibrage montée sur le bâti supérieur et servant à calibrer la tôle, et un coulisseau sur lequel est monté un poinçon. Le coulisseau étant mobile, le poinçon poinçonne 2 la tôle lors de la remontée du bâti supérieur. Mais l'outil décrit dans ce document est complexe, il comprend de nombreuses pièces et il est donc difficile à utiliser. L'invention a pour objectif de pallier au moins un des inconvénients de l'état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de calibrer 5 et de poinçonner une tôle de manière plus simple et performante. L'invention a pour objet un outil de calibrage et de poinçonnage d'un embouti sur une presse d'emboutissage, comprenant : un bâti inférieur avec une surface de réception de l'embouti ; un bâti supérieur mobile par rapport au bâti inférieur suivant une direction de travail ; un presseur de l'embouti contre la surface de réception, ledit 10 presseur étant supporté de manière coulissante par le bâti supérieur ; une lame de calibrage supportée par le bâti supérieur ; au moins un poinçon configuré pour poinçonner l'embouti par un mouvement de coulissement au travers d'un orifice dans la lame de calibrage ; remarquable en ce que la lame de calibrage est mobile suivant la direction de travail par rapport au bâti supérieur ; et le ou les poinçons 15 sont supportés par le bâti supérieur. Avantageusement, le ou chacun des poinçons est monté sur le bâti supérieur par au moins un porte-poinçon. Les poinçons sont préférentiellement au nombre de deux et positionnés de part et d'autre de la lame de calibrage dans le bâti supérieur. Plus préférentiellement, lors de la fermeture de la presse, le ou les poinçons pénètrent 20 dans une matrice située dans le bâti inférieur, la matrice étant positionnée en face du poinçon correspondant. Une goulotte d'éjection, située en dessous de la matrice, est apte à évacuer les chutes issues du poinçonnage en dehors du bâti inférieur. Selon un mode avantageux de l'invention, le presseur comprend un ajour configuré pour recevoir la lame de calibrage. 25 Selon un mode avantageux de l'invention, la lame de calibrage comprend un orifice central s'étendant suivant la direction de travail et recevant un élément de guidage de ladite lame, fixé au bâti supérieur. Selon un mode avantageux de l'invention, l'élément de guidage comprend un corps fixé au bâti supérieur et des plaques de frottement en contact avec l'orifice central de 30 la lame de calibrage et fixées audit corps. 3 Avantageusement, le corps de l'élément de guidage a une forme sensiblement rectangulaire. Préférentiellement, quatre plaques de frottement sont positionnées latéralement à chacun des côtés du corps de l'élément de guidage. Selon un mode avantageux de l'invention, la lame de calibrage comprend une 5 surface de contact avec l'embouti formant un anneau autour de l'orifice central, le ou les orifices du ou des poinçons débouchant au travers de ladite surface. Selon un mode avantageux de l'invention, ledit outil comprend, en outre, des moyens élastiques exerçant un effort élastique tendant à écarter la lame de calibrage du bâti supérieur. 10 Avantageusement, les moyens élastiques sont des ressorts à compression, plus préférentiellement des ressorts à gaz. Ces ressorts sont préférentiellement au nombre de quatre, et positionnés à chacun des côtés de la lame de guidage. Chaque ressort produit un effort élastique d'au moins 4700daN. Selon un mode avantageux de l'invention, ledit outil comprend, en outre, des 15 moyens de retenue de la lame de calibrage par rapport au bâti supérieur. Selon un mode avantageux de l'invention, les moyens de retenue comprennent au moins un bras s'étendant depuis le bâti supérieur le long de la lame de calibrage et présentant une griffe engageant avec un rebord de ladite lame. Avantageusement, le rebord de la lame de calibrage comprend les orifices du ou des 20 poinçons. Préférentiellement, la griffe positionnée à l'extrémité supérieure du bras du moyen de retenue est située dans une ouverture du bâti supérieur, ladite ouverture étant apte à permettre le mouvement du moyen de retenue dans la direction de travail de la lame. Plus préférentiellement, chaque moyen de retenue comprend en outre au moins un élément de fixation supplémentaire traversant horizontalement la 25 lame de calibrage et apte à maintenir le moyen de retenue et la lame de calibrage ensemble. Préférentiellement, l'outil de poinçonnage et de calibrage comprend au moins deux moyens de retenue positionnés de part et d'autre de la lame. L'invention a également pour objet un procédé de mise en forme d'un embouti au moyen d'un outil de calibrage et de poinçonnage sur une presse d'emboutissage, le 4 procédé comprenant les étapes suivantes : (a) mise en place de l'embouti sur un bâti inférieur de l'outil lorsque la presse est en position ouverte ; (b) calibrage et ensuite poinçonnage de l'embouti par une fermeture de la presse ; remarquable en ce que l'outil est selon l'invention, le calibrage et le poinçonnage étant réalisés au 5 bord d'un ajour de l'embouti. Avantageusement, à l'étape (b), la presse comprend deux positions de fermeture. Une première position dite demi-fermée, où seule la lame de calibrage est en contact avec le bâti inférieur. Cette position permet le calibrage de l'embouti. Une deuxième position dite fermée où le bâti supérieur et la lame de calibrage sont tous 10 deux en contact avec le bâti inférieur, la position fermée permettant alors à la presse de poinçonner l'embouti. Selon un mode avantageux de l'invention, l'embouti est un côté de caisse de véhicule automobile, l'ajour correspondant à une trappe de remplissage d'un réservoir à carburant dudit véhicule. 15 Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles facilitent le calibrage et le poinçonnage d'un embouti en permettant la conception, la fabrication puis l'utilisation d'une presse d'emboutissage incluant à la fois des outils de calibrage et de poinçonnage. Du fait de la diminution de la complexité de la presse par rapport à l'art antérieur, celle-ci est moins coûteuse à fabriquer. La réalisation de deux 20 opérations d'emboutissage sur une seule presse permet également de supprimer une presse à la chaîne de fabrication, donc de diminuer les coûts de production. Le maintien de l'embouti est également facilité grâce à la présence du presseur lors de l'étape de calibrage, puis grâce au positionnement de la lame de calibrage sur l'embouti lors de l'étape de poinçonnage. La présence des éléments de guidage, 25 situés au sein de la lame, permet de faciliter le guidage de celle-ci lors des mouvements de la lame dans la direction de travail. L'utilisation de moyens élastiques permet un déplacement facilité de la lame de calibrage par rapport au bâti supérieur. De plus, l'utilisation de ressorts est peu coûteuse, simple et connue de l'homme de l'art. L'ajustement est également plus précis entre les différentes 30 positions du bâti supérieur et de la lame de calibrage. La force de compression exercée par les ressorts permet également un maintien efficace de l'embouti sur le 5 bâti inférieur lors du poinçonnage. La pénétration de la lame de calibrage dans l'ajour du presseur permet d'une part d'assurer le bon positionnement de l'embouti par rapport à la lame et aux poinçons, ainsi que d'assurer le bon maintien de l'embouti lors de l'étape de poinçonnage. Les moyens de retenue servent à 5 maintenir la lame de calibrage dans la direction de travail, et ainsi de limiter d'éventuels mouvements transversaux, tout en permettant les mouvements verticaux de la lame grâce à la présence de l'ouverture dans le bâti supérieur. Enfin, la présence de la goulotte d'éjection permet d'évacuer les chutes de découpe produites lors du poinçonnage. 10 D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue représentant un côté de caisse d'un véhicule automobile avec un ajour d'une trappe de remplissage d'un réservoir à carburant ; 15 - La figure 2 est une vue en coupe d'un outil de calibrage et de poinçonnage selon l'invention, la coupe passant par le milieu de la lame de calibrage et montrant la presse en position ouverte ; - La figure 3 est une vue en coupe de l'outil de la figure 2, la coupe passant par les poinçons et par la lame de calibrage et montrant la presse en position 20 demi-fermée ; - La figure 4 est une vue du dessous du bâti supérieur de l'outil des figures 2 et 3; - La figure 5 est une vue en coupe de l'outil des figures 2 à 4, au niveau d'un bras de retenue ; 25 - La figure 6 est une vue en coupe de l'outil des figures 2 à 5, la coupe passant par le milieu de la lame de calibrage et montrant l'outil en position ouverte ; - La figure 7 est une vue en coupe de l'outil des figures 2 à 6, la coupe passant par le milieu de la lame de calibrage et montrant l'outil en position demi-fermée ; 6 - La figure 8 est une autre vue en coupe de l'outil des figures 2 à 7, la coupe passant par les poinçons et la lame de calibrage et montrant l'outil en position demi-fermée ; - La figure 9 est une vue en coupe de l'outil des figures 2 à 8, la coupe passant 5 par les poinçons et la lame de calibrage et montrant l'outil en position fermée. L'invention concerne un outil de calibrage et de poinçonnage pour une presse d'emboutissage, ainsi que le procédé d'utilisation dudit outil. Cet outil est avantageusement utilisé dans le cas de la fabrication d'un ajour correspondant à la trappe de remplissage d'un réservoir à carburant d'un véhicule automobile. 10 La figure 1 est une vue représentant un embouti tel que fabriqué avec l'outil selon l'invention. L'embouti 1 est préférentiellement un côté de caisse 3 de véhicule automobile. Sur ce côté de caisse 3 on peut voir l'ajour 5 de la trappe de remplissage du réservoir à carburant du véhicule automobile. L'embouti 1 est préférentiellement une tôle préformée métallique, en cours ou en fin de mise en 15 forme. La figure 2 montre une vue en coupe de l'outil de calibrage et de poinçonnage permettant la mise en forme de l'embouti selon l'invention. L'outil de calibrage et de poinçonnage 9 est destiné à être monté sur la presse d'emboutissage 7 bien connue en soi de l'homme de métier. Il est apte à calibrer 20 l'embouti 1 dans un premier temps puis à le poinçonner dans un second temps. L'outil 9 comprend un bâti inférieur 11 avec une surface de réception 11A de l'embouti 1, et un bâti supérieur 15 mobile par rapport au bâti inférieur 11 suivant une direction de travail, généralement verticale. L'outil de calibrage et de poinçonnage 9 comprend en outre un presseur 13 permettant de serrer l'embouti 1 25 sur la surface de réception 11A du bâti inférieur 11. Ce presseur 13 est supporté de manière coulissante par le bâti supérieur 15 et comprend un ajour configuré pour recevoir une lame de calibrage 17 supportée par le bâti supérieur 15 de l'outil 9. La lame de calibrage 17 est mobile suivant la direction de travail et permet de calibrer l'embouti 1, donc de le déformer localement et ce afin de préformer l'ajour de la 30 trappe de remplissage du carburant située sur le côté de caisse du véhicule. La lame 7 de calibrage 17 comprend une portion principale 17A et un rebord 17B s'étendant depuis la portion principale 17A sur le presseur 13. La portion principalel7A comprend un orifice central 17C s'étendant suivant la direction de travail et dans lequel s'insère un élément de guidage 19, l'élément de guidage 19 étant apte à 5 guider la lame de calibrage 17 dans la direction de travail. Cet élément de guidage 19 comprend un corps 19A fixé au bâti supérieur 15 et de forme sensiblement rectangulaire. L'élément de guidage 19 comprend, en outre, des plaques de frottement 19B fixées au corps 19A et en contact avec l'orifice central 17C de la lame de calibrage 17. La lame de calibrage 17 comprend, en outre, une surface de 10 contact 17E avec l'embouti 1, cette surface 17E formant un anneau entourant l'orifice central 17C de la lame de calibrage 17. L'outil de calibrage et de poinçonnage 9 comprend également des moyens élastiques 23, qui sont préférentiellement des ressorts à compression et plus préférentiellement des ressorts à gaz. Ces moyens élastiques 23 sont positionnés entre la lame de 15 calibrage 17 et le bâti supérieur 15, et produisent un effort élastique qui tend à écarter la lame de calibrage 17 du bâti supérieur 15, permettant ainsi le mouvement de la lame 17 dans la direction de travail indépendamment du bâti supérieur 15. Chaque moyen élastique 23 produit préférentiellement un effort d'au moins 4700DaN. L'outil de calibrage et de poinçonnage 9 comprend enfin au moins un outil 20 de poinçonnage 25, préférentiellement deux outils de poinçonnage 25. La figure 3 montre une vue en coupe de l'outil de calibrage et de poinçonnage de la figure 2, au niveau des outils de poinçonnage. Cette coupe permet d'observer l'outil de poinçonnage 25 de la presse d'emboutissage 7. Cet outil 25 comprend un porte-poinçon 27, préférentiellement 25 fixé sur le bâti supérieur 15, sur lequel est monté un poinçon 29. Chaque poinçon 29 est configuré pour subir un mouvement de coulissement au travers d'un orifice 17D de la lame de calibrage 17. Ainsi, ces orifices 17D débouchent au niveau de la surface de contact 17E de la lame de calibrage 17. En face de chaque poinçon 29 et dans le bâti inférieur 11 se trouve une matrice 31. La matrice 31, grâce à la 30 présence de bords de découpe (qui sont non visibles sur ces figures) permet le poinçonnage de l'embouti 1. En dessous de la matrice 31 et dans le bâti inférieur 11 se trouve une goulotte d'éjection 33 qui permet de faire sortir les chutes issues du 8 poinçonnage en dehors du bâti inférieur 11. L'outil de calibrage et de poinçonnage 9 comprend, en outre, des moyens de retenue 21 qui vont maintenir la lame de calibrage 17 dans le bâti supérieur 15. Chaque moyen 21 comprend au moins un bras 21A s'étendant depuis le bâti supérieur 15 le long de la lame de calibrage 17. 5 Ces moyens de retenue 21 comprennent en outre au moins un élément médian 21C traversant la lame de calibrage 17 horizontalement et qui est apte à maintenir la lame 17 et le moyen de retenue 21 ensemble. Le moyen de retenue 21 permet ainsi de limiter les mouvements transversaux de la lame de calibrage 17 en dehors de la direction de travail. 10 La figure 4 est une vue du dessous du bâti supérieur de l'outil de calibrage et de poinçonnage selon l'invention. Cette vue permet de voir que les moyens élastiques 23 sont préférentiellement au nombre de quatre et positionnés sur chacun des côtés de la lame de calibrage 17, ce qui permet un mouvement régulier de ladite lame 17 quand elle vient en appui 15 contre l'embouti. Cette figure montre également les moyens de retenue 21 qui sont au moins au nombre de deux sur l'outil, et qui sont préférentiellement positionnés de part et d'autre de la lame de calibrage 17 afin de limiter efficacement les mouvements de la lame 17 en dehors de la direction de travail. Enfin, les outils de poinçonnage 25 sont positionnés à chaque extrémité d'un même côté de la lame 17, 20 le poinçon 29 étant visible au travers de l'orifice formé à la surface de contact 17E de la lame 17. La figure 5 est une vue en coupe de l'outil de calibrage et de poinçonnage, au niveau de l'un des moyens de retenue selon l'invention. Sur cette figure, on peut voir le moyen de retenue 21 comprenant le bras 21A et à 25 chacune des extrémités dudit bras 21A une griffe 21B. La première griffe 21B s'engage en dessous du rebord 17B de la lame de calibrage 17. La seconde griffe 21B à l'extrémité supérieure du bras 21A s'engage dans une ouverture du bâti supérieur 15. Ce moyen de retenue 21 permet à la lame de calibrage 17, grâce notamment à l'ouverture du bâti supérieur 15, de réaliser les mouvements verticaux 30 dans la direction de travail. Cette figure permet également de voir les éléments 9 médian 21C traversant la lame de calibrage 17 et permettant le maintien de ladite lame 17 au moyen de retenue 21. Les figures 6 à 9 reprennent les différentes étapes d'un procédé de mise en forme de l'embouti selon l'invention. L'embouti est plus particulièrement le côté de caisse 5 d'un véhicule automobile avec l'ajour correspondant à la trappe de remplissage d'un réservoir à carburant du véhicule. La figure 6 représente l'étape (a) du procédé. Cette étape consiste à mettre en place l'embouti 1 sur le bâti inférieur 11 de l'outil 9 lorsque la presse 7 est en position ouverte. On peut donc voir l'embouti 1 positionné sur la surface de réception 11A du 10 bâti inférieur 11. Le presseur 13 est appliqué sur l'embouti 1 afin de limiter les mouvements dudit embouti 1 lors de l'étape (b) de calibrage. L'étape (b) du procédé comprend le calibrage puis le poinçonnage de l'embouti (1) par fermeture de la presse (7). Les figures 7 et 8 reproduisent la première partie de l'étape (b) du procédé. Cette 15 étape consiste à calibrer l'embouti 1 par une fermeture partielle de la presse 7. La presse 7 est donc dans la position demi-fermée. Sur la figure 7 on peut voir l'embouti 1 positionné sur la surface de réception 11A du bâti inférieur 11 et le presseur 13 positionné au-dessus dudit embouti 1. La lame de calibrage 17 en positionnée contre l'embouti 1, mais le bâti supérieur 15 est toujours à distance du bâti inférieur 20 11. La lame de calibrage 17 est abaissée dans l'ajour formé dans le presseur 13. À la figure 8 on peut voir les poinçons 29, insérés dans les orifices 17D de la lame de calibrage 17, prêts à poinçonner l'embouti 1. La figure 9 reproduit la deuxième partie de l'étape (b) du procédé. Cette étape consiste à poinçonner l'embouti 1 grâce à la fermeture complète de la presse 7. La 25 presse 7 se trouve donc en position fermée. Sur cette figure, la lame de calibrage 17 est abaissée sur l'embouti 1, et le bâti supérieur 15 se trouve alors à proximité du bâti inférieur 11. Les poinçons 29 sont retrouvés dans les orifices 17D de la lame de calibrage 17 et plus particulièrement dans les matrices 31 positionnées dans le bâti inférieur 11. L'insertion du poinçon 29 dans la matrice 31 permet le poinçonnage de 30 l'embouti 1 grâce aux bords de découpe entourant ladite matrice 31. Les chutes 10 issues du poinçonnage sont alors évacuées hors du bâti inférieur 11 par les goulottes d'éjection 33. L'étape (b) du procédé, comprenant le calibrage et le poinçonnage de l'embouti 1, est préférentiellement réalisée au bord de l'ajour REVENDICATIONS1. Outil de calibrage et de poinçonnage (9) d'un embouti (1) sur une presse d'emboutissage (7), comprenant : - un bâti inférieur (11) avec une surface de réception (11A) de l'embouti (1) ; - un bâti supérieur (15) mobile par rapport au bâti inférieur (11) suivant une direction de travail ; - un presseur (13) de l'embouti (1) contre la surface de réception (11A), ledit presseur (13) étant supporté de manière coulissante par le bâti supérieur (15) ; - une lame de calibrage (17) supportée par le bâti supérieur (15) ; - au moins un poinçon (29) configuré pour poinçonner l'embouti (1) par un mouvement de coulissement au travers d'un orifice (17D) dans la lame de calibrage (17) ; caractérisé en ce que la lame de calibrage (17) est mobile suivant la direction de travail par rapport au bâti supérieur (15) ; et le ou les poinçons (29) sont supportés par le bâti supérieur (15). 2. Outil (9) selon la revendication 1, caractérisé en ce que le presseur (13) comprend un ajour configuré pour recevoir la lame de calibrage (17). 3. Outil (9) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la lame de calibrage (17) comprend un orifice central (17C) s'étendant suivant la direction de travail et recevant un élément de guidage (19) de ladite lame (17), fixé au bâti supérieur (15). 4. Outil (9) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'élément de guidage (19) comprend un corps (19A) fixé au bâti supérieur (15) et des plaques de frottement (19B) en contact avec l'orifice central (17C) de la lame de calibrage (17) et fixées audit corps (19A). 5. Outil (9) selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que la lame de calibrage (17) comprend une surface de contact (17E) avec l'embouti (1) 12 formant un anneau autour de l'orifice central (17C), le ou les orifices (17D) du ou des poinçons (29) débouchant au travers de ladite surface (17E). 6. Outil (9) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ledit outil (9) comprend, en outre, des moyens élastiques (23) exerçant un effort 5 élastique tendant à écarter la lame de calibrage (17) du bâti supérieur (15). 7. Outil (9) selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ledit outil (9) comprend, en outre, des moyens de retenue (21) de la lame de calibrage (17) par rapport au bâti supérieur (15). 8. Outil (9) selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de 10 retenue (21) comprennent au moins un bras (21A) s'étendant depuis le bâti supérieur (15) le long de la lame de calibrage (17) et présentant une griffe (21 B) engageant avec un rebord (17B) de ladite lame (17). 9. Procédé de mise en forme d'un embouti (1) au moyen d'un outil de calibrage et de poinçonnage (9) sur une presse d'emboutissage (7), le procédé 15 comprenant les étapes suivantes : a. mise en place de l'embouti (1) sur un bâti inférieur (11) de l'outil (9) lorsque la presse (7) est en position ouverte ; b. calibrage et ensuite poinçonnage de l'embouti (1) par une fermeture de la presse (7) ; 20 caractérisé en ce que l'outil (9) est selon l'une des revendications 1 à 8, le calibrage et le poinçonnage étant réalisés au bord d'un ajour (5) de l'embouti (1). 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que l'embouti (1) est un côté de caisse (3) de véhicule automobile, l'ajour (5) correspondant à une 25 trappe de remplissage (5) d'un réservoir à carburant dudit véhicule.