Brevet FR3064935A1 — publié le 20181012

" PROCEDE D'EMBOUTISSAGE D'UNE SERIE DE PIECES " [0001] L'invention s'inscrit dans le domaine des procédés d'emboutissage de pièces de tôle métallique, comme des tôles d'acier ou d'alliages légers, par exemple pour la carrosserie des véhicules automobiles. L'invention s'applique également à tout matériau en feuille, métallique ou non, susceptible de faire l'objet d'une opération de poinçonnage ou de frappe. [0002] Les pièces de tôles embouties pour carrosserie de véhicules automobiles sont fabriquées à partie de flans plats qui font l'objet d'une succession de frappes dans des presses équipées de différentes matrices et de différents poinçons. Au cours de ces frappes, les différentes formes de la pièce de tôle sont créées, avec successivement des frappes de mise en forme puis des frappes de reprise. [0003] Les presses comprennent un bâti inférieur et un bâti supérieur. Une matrice reçoit le flan de tôle et un poinçon vient appuyer sur la tôle pour la déformer. [0004] Un grand nombre de pièces sont embouties les unes après les autres. Elles peuvent différer en ce qui concerne certains aspects, tout en restant identiques pour les éléments principaux. Les différences au sein d'une série de pièces, définissant ainsi des sous-séries homogènes, peuvent par exemple porter sur la présence ou l'absence d'une ouverture dans une pièce, par exemple une ouverture de réservoir dans un flanc de véhicule automobile. Cette ouverture est obtenue par une opération d'ajourage, à l'aide d'un élément travaillant qui comprend notamment une lame de frappe. [0005] Pour configurer l'appareil d'emboutissage pour que la pièce soit emboutie avec ou sans la forme optionnelle, il est connu deux techniques. [0006] La première technique connue consiste à modifier, via un réglage au pupitre de la pièce la hauteur de la presse. Ainsi, les lames les plus profondes agiront sur la tôle quel que soit le réglage de hauteur défini, tandis que les lames moins profondes ne toucheront pas la tôle si la hauteur de presse est suffisamment relevée. Ainsi, les formes optionnelles seront celles qui sont définies par des lames peu profondes. Mais cette technique fonctionne essentiellement pour les opérations de découpe, et rend compliquées les opérations de poinçonnage. De plus elle est couteuse à mettre en oeuvre en exploitation, du fait du temps nécessaire à l'opération de changement de hauteur de presse entre les 3064935 2 convois de pièces avec et sans les formes optionnelles. Il en résulte qu'elle est peu utilisée. [0007] Une deuxième technique connue consiste à escamoter dans le poinçon, via des cames, un porte-lames portant les éléments travaillants ne devant pas être utilisés pour 5 les sous-séries comportant moins de formes. L'escamotage se fait à l'aide d'un vérin pneumatique agissant perpendiculairement à la direction de fermeture de la presse. Des cames permettent un déplacement d'un boisseau le long de pentes permettant son verrouillage en position avec lames sorties ou au contraire son décalage en position avec lames écartées à l'aide de ressorts de rappel. Ce système est compliqué car il combine 10 deux mouvements, et nécessite différentes pièces pour guidage et retenue, horizontaux et verticaux. Il prend de la place en hauteur dans le poinçon et a un impact sur le dimensionnement de la fonderie de la presse. Il est beaucoup utilisé pour mettre en opération de grandes zones d'interface comme une vitre dans une portière. [0008] On connait du document FR2630938 qui décrit ainsi une méthode et le dispositif 15 associé pour un poinçonnage utilisant une came et une commande pneumatique. Les guidages et retenues sont complexes, notamment si la zone à travailler est grande. Il est compliqué de trouver une solution pour encaisser les efforts de presse notamment quand la zone est grande. [0009] Pour résoudre ce problème, il est proposé un procédé d'emboutissage d'une 20 série de pièces embouties à l'aide d'une presse, comprenant une étape de commande de mise en place ou respectivement d'escamotage, à l'aide d'un vérin d'une partie travaillante de lame pour un poinçon d'emboutissage, puis des étapes successives d'emboutissage de flans à l'aide dudit poinçon selon un mouvement vertical pour créer des pièces embouties au cours desquelles ladite partie travaillante, si elle a été mise en place au cours de 25 l'étape de commande, est maintenue par une surface de verrouillage qui s'oppose à la résistance développée par le matériau des flans en cours d'emboutissage. [0010] Selon l'invention au cours de l'étape de commande, la partie travaillante est déplacée essentiellement selon une direction horizontale vers l'extérieur de la pièce pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone dans laquelle elle ne touche pas 30 le flan au cours des étapes successives d'emboutissage [0011] Des caractéristiques avantageuses et optionnelles sont les suivantes : 3064935 3 [0012] la partie travaillante est déplacée uniquement selon une direction horizontale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone sans matière des pièces en sorte qu'elle ne frappe aucune matière du flan, et pour être, en position de mise en place, mise au droit d'une section externe du flan ; 5 [0013] les pièces sont des portières de véhicule automobile et la zone sans matière est une zone de vitre de la portière ; [0014] la partie travaillante est déplacée uniquement selon une direction horizontale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone de changement de volume de la pièce dans laquelle elle ne touche pas le flan ; 10 [0015] la partie travaillante est déplacée essentiellement selon une direction horizontale mais aussi simultanément selon une direction verticale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'un zone pleine du flan, mais sans toucher celui-ci lors de l'emboutissage ; [0016] le matériau des flans est une tôle métallique ; 15 [0017] la tôle est une tôle d'acier. [0018] Il est aussi proposé une presse d'emboutissage pour pièces, comprenant un poinçon d'emboutissage équipé d'une lame, des moyens de commande de mise en place ou respectivement d'escamotage, à l'aide d'un vérin, d'une partie travaillante escamotable de la lame, et des moyens d'emboutissage de flans à l'aide dudit poinçon selon un 20 mouvement vertical pour créer des pièces embouties, la presse comprenant une surface de verrouillage qui s'oppose à la résistance développée par le matériau des flans pour maintenir ladite partie travaillante au cours de l'emboutissage quand celle-ci est en position de mise en place. [0019] Selon l'invention, la presse comprend des moyens pour déplacer la partie 25 travaillante essentiellement selon une direction horizontale vers l'extérieur de la pièce pour qu'elle soit en position d'escamotage, mise au droit d'une zone dans laquelle elle ne touche pas le flan au cours de l'emboutissage. [0020] L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement dans la description explicative qui va 3064935 4 suivre faite en référence aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels : - La figure 1 est une vue d'un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une autre vue en coupe, du même mode de réalisation de 5 l'invention ; - la figure 3 est un schéma simplifié de la mise oeuvre du même mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est un schéma simplifié d'une autre mise en oeuvre du même mode de réalisation de l'invention ; 10 - la figure 5 est une vue d'un aspect de l'invention ; - les figures 6 et 7 sont des schémas simplifiés de la mise oeuvre d'un autre mode de réalisation de l'invention, dans deux situations différentes. [0021] En figure 1, on a représenté les éléments constitutifs de l'invention dans un premier mode de réalisation. L'invention, mise en oeuvre dans une presse d'emboutissage 15 qui est constituée d'un bâti inférieur, un bâti supérieur et coulisseau est mise en oeuvre sur un support de mise en opération 10, fixé au coulisseau. Celui-ci est amené à effectuer des translations dans la direction de fermeture de la presse, indiquée par la double flèche F, qui correspond à la direction verticale, les emboutissages se faisant très couramment verticalement. Le support de mise en opération est sous la surface inférieure du 20 coulisseau, du côté qui fait face à la matrice sur laquelle sont posés horizontalement, les uns après les autres, les flans de matériau à emboutir. [0022] Le poinçon de la presse comprend une partie travaillante de lame qui est escamotable. Il s'agit de la partie travaillante 12, qui est amenée à, avant la fermeture de la presse, à effectuer des translations selon la direction T, pilotée par un vérin 11. Les 25 translations de la partie travaillante 12 sont guidées par des éléments de guidage et retenu simples 13, fixés à la surface inférieure du support de mise en opération 10. Ici, dans la variante représentée, les éléments de guidage et retenu 13 sont au nombre de deux et ont la forme de deux plaques, placées de part et d'autre [0023] Les translations sont soit un escamotage, pour effectuer une frappe du flan sans 30 action de la partie travaillante 12, soit une mise en place pour effectuer une frappe du flan 3064935 5 incluant l'action de la patrie travaillante 12. Dans la configuration de la figure 1, la partie travaillante 12 est placée pour être appliquée sur le flan lors de la fermeture de la presse. Pour obtenir la configuration dans laquelle la partie travaillante 12 n'est pas appliquée sur le flan, il convient à partir de la configuration de la figure 1, de déplacer la partie 5 travaillante 12 vers la droite selon la direction T, à l'aide du vérin qui tire alors la partie travaillante 12, qui est guidée par les éléments de guidage et retenu 13. [0024] Toujours en figure 1, on observe le flan de tôle 100, qui fait l'objet de la procédure d'emboutissage, sur la figure avec la pièce travaillante 12 en place pour l'emboutissage. [0025] En figure 2, on a représenté les mêmes éléments, sous une autre vue. La partie 10 travaillante 12 est cette fois-ci représentée en coupe, tout comme le support de mise en opération 10. On observe la jonction entre la partie travaillante 12, qui est constituée d'un élément monobloc, qui interagit, dans ses efforts dans la direction T, avec le vérin 11, via un élément de liaison 15, qui permet au vérin 11 de pousser la partie travaillant 12 dans le sens de sa mise en place pour opération, ou de le tirer en sens inverse dans le sens de 15 son escamotage. [0026] En figure 3, on a représenté les mêmes éléments dans un schéma en coupe, au cours de la fermeture de la presse, alors que la partie travaillant 12 a été mise en position de sorte à effectuer les mises en opération des formes qu'elle définit sur les pièces. La mise en position a été guidée et facilitée par les éléments de guidage et retenu 13. 20 [0027] Ainsi, le vérin 11 a poussé la partie travaillante 12 le long du support de mise en opération 10, et lors de la fermeture la presse, la partie travaillante 12 est au droit d'une section externe 101 du flan 100, qu'elle met en forme par emboutissage. [0028] En figure 4, on a à nouveau représenté les mêmes éléments toujours dans un schéma en coupe, selon la même coupe, au cours de la fermeture de la presse, alors que 25 la partie travaillante 12 a été mise en position, cette fois, de sorte à ne pas effectuer les mises en opération des formes qu'elle définit sur les pièces. La mise en position a été guidée et facilitée par les éléments de guidage et retenu 13. Le déplacement a été fait selon une direction horizontale vers l'extérieur de la pièce. [0029] Ainsi, le vérin 11 a tiré la partie travaillante 12 le long du support de mise en 30 opération 10, et lors de la fermeture la presse, la partie travaillante 12 ne rencontre 3064935 6 aucune matière du flan, puisqu'elle est en décalage par rapport à celui-ci, et ne rencontre donc qu'une zone correspondant à l'extérieur de la pièce, sans matière. [0030] En figure 5, on a représenté la partie travaillante 12, fixée, avec le montage en translation évoqué plus haut, sur le support de mise en opération 10. On visualise trois 5 interface de guidage, référencées 11, 12 et 13. L'interface 11 est horizontale, en une unique partie, et est présente entre le support de mise en opération 10 et la partie travaillante 12. L'interface 12 est composée de deux parties, et elle est verticale. Elle est présente de part et d'autre de l'interface 11, entre le support de mise en opération 10 et la partie travaillante 12. Enfin, l'interface 13 est composée de deux parties, et est présente de part et d'autre de 10 la partie travaillante 12, qui comprend des rainures dans lesquelles sont insérées des portions des plaques des éléments de guidage et retenu 13. L'interface 13, du fait de cette insertion de plaques dans des rainures, est composée de sections verticales et de sections horizontales. [0031] Les interfaces 11, 12 et 13 permettent de verrouiller les efforts qui sont appliqués 15 sur la partie travaillante 12 quand elle rencontre la matière du flan quand la presse est fermée. La surface du support de mise en opération 10 constitue donc une surface de verrouillage, qui permet de bloquer la partie travaillante 12 et éviter son déplacement face aux efforts qu'elle doit supporter. Il n'est pas besoin d'un boisseau comme dans l'art antérieur. 20 [0032] En figures 6 et 7, on a représenté une variante de l'invention, selon une représentation schématique similaire à celle utilisée pour les figures 3 et 4. La variante a la particularité que le support de mise en opération, référencé ici 210, a une surface inférieure, du côté de la matrice et de l'espace dans lequel est placé le flan à emboutir 100 pour former une pièce, qui est légèrement inclinée selon un angle par rapport à 25 l'horizontale. Le vérin 211 est en conséquence, compte tenu de cette inclinaison, plus éloigné de la matrice et de l'espace sur lequel est placé le flan 100 que la partie travaillante, alors que la partie travaillante 212 est plus proche de la matrice et de l'espace sur lequel est placé le flan 100 que le vérin 211. [0033] En figure 6, on a représenté les éléments dans un schéma en coupe, au cours de 30 la fermeture de la presse, alors que la partie travaillante 212 a été mise en position de sorte à effectuer les mises en opération des formes qu'elle définit sur les pièces. La mise en position a été guidée et facilitée par les éléments de guidage et retenu 213. Ainsi, le vérin 211 a poussé la partie travaillante 212 le long du support de mise en opération 210, 3064935 7 et lors de la fermeture la presse, la partie travaillante 212 est au droit d'une section 102 du flan 100, qu'elle met en forme par emboutissage. Cette section 102 peut être une section du flan loin de son bord, grâce à l'angle par lequel le support de mise en opération 210 est incliné par rapport à l'horizontal, comme on le comprend en étudiant la figure 7. 5 [0034] En figure 7, on a à nouveau représenté les mêmes éléments toujours dans un schéma en coupe, selon la même coupe, au cours de la fermeture de la presse, alors que la partie travaillant 212 a été mise en position, cette fois, de sorte à ne pas effectuer les mises en opération des formes qu'elle définit sur les pièces. La mise en position a été guidée et facilitée par les éléments de guidage et retenu 13. La partie travaillante 212 10 reste au droit du flan 100, mais compte tenu de l'angle d'inclinaison du support de mise en opération 210, elle ne le touche pas, même à la fin de la course de fermeture de la presse, position représentée sur la figure 7. Le déplacement a été fait selon une direction essentiellement horizontale et vers l'extérieur de la pièce. Compte tenu de l'angle, le déplacement a également été fait simultanément selon une direction verticale. 15 [0035] Dans ces différentes variantes, l'invention offre l'avantage d'une diminution de l'encombrement des guidages et des retenues associées à une mise en opération classique, qui implique un système d'escamotage vertical et l'utilisation d'un boisseau avec plusieurs guidages. Le système est donc plus simple en conception et en cinématique. Il est peu coûteux. De plus il offre un haut niveau de sécurité, et a aussi un 20 haut niveau de répétabilité (en effet, il y a peu de dispersions sur les pièces finies du fait d'un faible nombre d'éléments mobiles dans le dispositif). La maintenance du système est facile, ce qui offre un gain additionnel sur le plan des opérations et des coûts. REVENDICATIONS1. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties à l'aide d'une presse, comprenant une étape de commande de mise en place ou respectivement d'escamotage, à l'aide d'un vérin (11 ; 211) d'une partie travaillante de lame (12 ; 212) pour un poinçon d'emboutissage, puis des étapes successives d'emboutissage de flans (100) à l'aide dudit poinçon selon un mouvement vertical pour créer des pièces embouties au cours desquelles ladite partie travaillante (12 ; 212), si elle a été mise en place au cours de l'étape de commande, est maintenue par une surface de verrouillage (10 ; 210) qui s'oppose à la résistance développée par le matériau des flans en cours d'emboutissage, caractérisé en ce qu'au cours de l'étape de commande, la partie travaillante (12 ; 212) est déplacée essentiellement selon une direction horizontale vers l'extérieur de la pièce pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone dans laquelle elle ne touche pas le flan (100) au cours des étapes successives d'emboutissage. 2. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie travaillante (12) est déplacée uniquement selon une direction horizontale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone sans matière des pièces en sorte qu'elle ne frappe aucune matière du flan, et pour être, en position de mise en place, mise au droit d'une section externe (101) du flan (100). 3. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties selon la revendication 2, caractérisé en ce que les pièces sont des portières de véhicule automobile et la zone sans matière est une zone de vitre de la portière. 4. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie travaillante (12) est déplacée uniquement selon une direction horizontale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'une zone de changement de volume de la pièce dans laquelle elle ne touche pas le flan. 5. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie travaillante (212) est déplacée essentiellement selon une direction horizontale mais aussi simultanément selon une direction verticale pour être, en position d'escamotage, mise au droit d'un zone pleine du flan (100), mais sans toucher celui-ci lors de l'emboutissage. 3064935 9 6. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces embouties selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le matériau des flans est une tôle métallique. 7. Procédé d'emboutissage d'une série de pièces selon la revendication 6, caractérisé en ce que la tôle est une tôle d'acier. 5 8. Presse d'emboutissage pour pièces, comprenant un poinçon d'emboutissage équipé d'une lame, des moyens de commande de mise en place ou respectivement d'escamotage, à l'aide d'un vérin (11 ; 211), d'une partie travaillante escamotable de la lame (12 ; 212), et des moyens d'emboutissage de flans (100) à l'aide dudit poinçon selon un mouvement vertical pour créer des pièces embouties, la presse comprenant une 10 surface de verrouillage (10 ; 210) qui s'oppose à la résistance développée par le matériau des flans pour maintenir ladite partie travaillante (12 ; 212) au cours de l'emboutissage quand celle-ci est en position de mise en place, caractérisé en ce que la presse comprend des moyens pour déplacer la partie travaillante (12 ; 212) essentiellement selon une direction horizontale vers l'extérieur de la pièce pour qu'elle soit en position d'escamotage, 15 mise au droit d'une zone dans laquelle elle ne touche pas le flan au cours de l'emboutissage.