Brevet FR3089831A1 — publié le 20200619

Description Titre de l'invention : DISPOSITIF ET UNITE DE SERTISSAGE DU BORD D'UNE TOLE ET PROCEDE MIS EN OEUVRE PAR UN TEL DISPOSITIF pool] L'invention se situe dans le domaine des dispositifs, unités et procédés de sertissage de pièces de véhicule. [0002] Le dispositif et l'unité selon l'invention sont plus particulièrement destinés à permettre le sertissage d'une pièce dont le bord se trouve en vis-à-vis d'une partie formant un débord, et qui délimite avec lui un espace semi-fermé accessible uniquement par le côté. [0003] Un exemple d'une telle pièce est un ouvrant de véhicule automobile, tel qu'une porte latérale arrière ou avant. L'ouvrant nécessite un sertissage au niveau du bas de l'ouverture destinée à recevoir une vitre, également appelé « lécheur de vitre » de manière à assembler le panneau de carrosserie et un raidisseur. Cette opération de sertissage consiste à rabattre à plat un bord de tôle ouvert généralement à 45° en direction d'une autre tôle en faisant pénétrer les lames de sertissage dans le puits de vitre. Le sertissage se fait traditionnellement sur une matrice fixe à l'aide d'un chariot porte-lame basculant généralement nommé « abattant poile-lame ». L'opération de sertissage prend place après l'opération de présertissage visant à plier le bord de la tôle depuis sa position initiale à 900 jusqu'à un angle de 45°. [0004] Des exemples de dispositifs pouvant être utilisés dans le cadre d'un sertissage de tôle sont, par exemple, décrits dans les documents FR2776545 et FR2776546. [0005] Le document FR2776545 décrit un dispositif combiné pour le présertissage et le sertissage d'une pièce portée par une matrice à face d'appui horizontale. Le dispositif comprend une tête de travail équipée de deux outils disposés de manière étagée et destinés à réaliser successivement le présertissage et le sertissage de la pièce. La tête de travail est entraînée par un motoréducteur électrique dont l'arbre de sortie tourne toujours dans le même sens via un système de transmission mécanique qui lui imprime un mouvement de va-et-vient selon une trajectoire curviligne telle que, dans un premier sens de ce mouvement, l'outil de présertissage vient, en fin de trajectoire, presser contre la pièce pour opérer le présertissage, tandis que, dans un second sens de ce mouvement., l'outil de sertissage vient, en fin de trajectoire, presser contre la pièce pour opérer le sertissage. [0006] Le document FR2776546 décrit une unité de présertissage et de sertissage d'une pièce supportée par une matrice à face d'appui horizontale qui comporte deux têtes de travail mobiles équipées chacune d'un outil de présertissage et, respectivement, de 2 sertissage, ces deux têtes étant entraînées par un motoréducteur électrique dont l'arbre de sortie tourne toujours dans le même sens, via un système de transmission mécanique apte à imprimer à l'outil de sertissage une trajectoire curviligne dont la direction, au cours du sertissage, est sensiblement verticale, dans laquelle la tête de presertissage est portée par un premier abattant également articulé à sa base sur un axe (dit inférieur) monté sur une biellette qui peut osciller autour d'un axe fixe. La tête de sertissage est montée par un second abattant également articulé sur ledit axe inférieur et ledit système de transmission mécanique imprime à l'outil de présertissage, au cours de l'opération de présertissage, une trajectoire oblique, approximativement linéaire, qui forme un angle aigu par rapport à la verticale. [0007] Le dispositif et l'unité décrits dans ces documents sont intéressants mais impliquent l'emploi d'une matrice de sertissage avec une face d'appui horizontale. Ces dispositif et unité sont donc inadaptés au sertissage d'une pièce dans une matrice montrant une face d'appui inclinée en direction de l'intérieur d'un espace de travail semi-fermé. Or, lors de la conception de nouveaux véhicules, il peut arriver que le lécheur à sertir soit plus incliné que dans les conceptions habituelles. En particulier, le bord à sertir ne peut plus être serti sur une matrice avec une face d'appui horizontale, mais plutôt sur une matrice avec une face d'appui inclinée en direction de l'intérieur de l'ouvrant. Cette configuration répond à des impératifs de style du véhicule. Il en résulte que le bord de la pièce à sertir est moins accessible et que la direction de travail n'est pas perpendiculaire au bord serti. Un phénomène de glissement a alors été constaté lors du pliage de la tôle. Ce phénomène de glissement des lames engendre un écrasement insuffisant du lécheur serti par rapport à la côte voulue et à l'épaisseur désirée. Le phénomène de glissement est décrit plus avant en référence aux figures 1 à 3. [0008] La figure 1 illustre partiellement et schématiquement un dispositif 1 selon l'art antérieur. L'abattant poile-lame 3 est monté en rotation autour d'un premier axe de rotation 5. Le premier axe 5 de rotation est actionné par une biellette 7 reliée à un bras de commande 9 par un deuxième axe de rotation 11. Le bras de commande 9 est monté sur le caisson mobile du dispositif 1 par un troisième axe de rotation 13. Le caisson mobile est déplaçable entre une position haute et une position basse lors de la phase de travail et porte l'abattant porte-lame 3. Le bras de commande 9 est mobile entre une position haute et une position basse par pivotement autour du troisième axe de rotation 13, au moyen d'un vérin électrique (visible en figure 2). Sur la figure 1, le bras de commande 9 est représenté en position haute. L'amplitude du mouvement de déplacement du bras de commande 9 est limitée par un des moyens d'arrêts, ici un système de butées (15 ; 17). Sur la figure 1, seules les butées supérieures (15 ; 17) ont été représentées. [0009] Le dispositif 1 fonctionne comme suit. Lors d'une phase d'approche, l'abattant porte- 3 lame 3 pivote autour du premier axe de rotation 5 depuis sa position de retrait jusqu'à sa position de travail. Cette rotation est imprimée par le bras de commande 9 au moyen de la biellette 7. Le bras de commande 9 se déplace à cet effet depuis sa position basse à sa position haute, jusqu'à ce que sa butée supérieure 15 vienne se placer en appui contre une butée supérieure 17 présentée par le caisson. La figure 1 présente le dispositif à l'issue de la phase d'approche lorsque la lame 21 de l'abattant porte-lame est insérée dans le puit de vitre et est placée en position de travail, en contact avec le rebord de la pièce 19 à sertir. [0010] La phase de travail (non représentée) peut alors commencer, le caisson est déplacé selon un mouvement de translation rectiligne vers le bas de manière à ce que le rebord de la pièce soit rabattu. La mise en appui des deux butées (15 ; 17) l'une contre l'autre permet au dispositif 1 de déployer, lors de la phase de travail, la force nécessaire à un sertissage du bord de la pièce 19 par la lame 21. L'angle a entre le bras de commande 9 et la biellette 7 est ouvert en direction du bas. L'angle ri entre la direction de travail, illustrée par la flèche A et la face d'appui de la matrice 23 est un angle droit. [0011] La figure 2 est une représentation partielle d'un dispositif selon l'art antérieur. Sur cette figure, pour des misons de clarté, le caisson 25 n'est que partiellement représenté. La ou les lames de sertissage ne sont pas représentées. Cette figure illustre les possibilités de déplacement du bras de commande 9 entre une position haute et une position basse. On comprend que l'amplitude du mouvement entre les positions haute et basse est limitée par des moyens d'arrêt formés par des butées supérieures (15, 17) lorsqu'il est en position haute et par des butées inférieures (27, 29) lorsqu'il est en position basse. [0012] La figure 3 est une représentation similaire à la figure 1, destinée à illustrer les problèmes rencontrés lors de l'utilisation d'un dispositif 1 selon l'art antérieur lorsque la direction de travail, illustrée par la flèche A, et la face d'appui 31 de la matrice 33 forment un angle y, non-droit. L'abattant porte-lame 3 porte une lame 35 montrant une face de travail inclinée de manière à être parallèle à la face d'appui de la matrice lorsque l'abattant porte-lame est en position de travail. Lors de la phase de travail, il a été constaté que la ou les lames de l'abattant porte-lame 3 étaient soumises à un phénomène de glissement. Sous l'effet des forces de résistance au sertissage montrées par le rebord de la pièce, l'abattant porte-lame 3 va pivoter autour du premier axe 5 de rotation, entraînant la biellette 7 et le bras de commande 9. Cette rotation non désirée de l'abattant porte-lame va ouvrir l'angle a entre le bras de commande 9 et la biellette 7. L'ouverture de l'angle a a pour conséquence de séparer les butées supérieures (15 ; 17), de telle sorte que la butée supérieure 15 portée par le bras de commande 9 ne soit plus en appui contre la butée supérieure 17 portée par le caisson. Le manque d'appui ne permet plus à l'abattant porte-lame 3 d'exercer au moyen de sa ou ses lames (ou outils) une force suffisante sur le bord de la tôle pour respecter la côte voulue et l'épaisseur désirée sur le bord serti. [0013] L'invention a pour objectif de répondre à au moins un des inconvénients présentés par l'art antérieur en proposant un nouveau dispositif et une nouvelle unité de sertissage qui soient adaptés à la fois au sertissage d'une pièce présentant un espace de travail semi-fermé et accessible uniquement par le côté, mais également au sertissage d'une pièce dont le bord à sertir est incliné en direction de l'intérieur dudit espace semi-fermé de telle sorte que la direction de travail ne soit pas perpendiculaire au bord de tôle à sertir et donc à la face d'appui de la matrice le supportant ; et de préférence au sertissage d'une pièce dont le bord à sertir est incliné en direction de l'intérieur dudit espace serra-fermé de telle sorte à ce que les faces de travail de la ou des lames de sertissages soient tournées en direction de l'abattant porte-lame. [0014] L'invention a également pour objectif de proposer un dispositif et une unité permettant une maîtrise du déplacement des lames de sertissage (c'est-à-dire des outils de sertissage) de manière à supprimer ou du moins à limiter le phénomène de glissement lorsque la direction de travail n'est pas perpendiculaire au bord serti. [0015] A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention a pour objet un dispositif pour le sertissage du bord d'une pièce supportée par une matrice fixe par rabattement d'un rebord ; le dispositif comprenant : un bâti ; un caisson mobile en translation entre une position haute et une position basse par rapport audit bâti ; un abattant porte-lame portant au moins une lame, l'abattant porte-lame étant configuré pour pivoter par rotation autour d'un premier axe de rotation entre une position de retrait et une position de travail ; une biellette entraînant en rotation le premier axe de rotation, ladite biellette étant reliée à une extrémité d'un bras de commande au moyen d'un deuxième axe de rotation ; un troisième axe de rotation reliant l'autre extrémité dudit bras de commande au caisson mobile, de telle sorte à ce que ledit bras de commande soit mobile entre une position haute et une position basse par pivotement autour du troisième axe de rotation, le bras de commande présentant en outre au moins une butée supérieure destinée à coopérer avec au moins une butée supérieure complémentaire portée par le caisson et agencée pour limiter le déplacement du bras de commande et définir sa position haute ; [0016] le dispositif est remarquable en ce que lorsque le bras de commande est en position haute, le deuxième axe de rotation est agencé pour être disposé inférieur à une droite rejoignant les premier et troisième axes de rotation. [0017] Comme on l'aura compris à la lecture de la définition qui vient d'en être donnée, l'invention propose d'inverser l'angle a formé entre le bras de commande et la biellette de manière à ce que cet angle soit ouvert vers le haut au lieu d'être ouvert vers le bas. Cette configuration permet, comme cela sera décrit plus en détail par la suite, d'empêcher le phénomène de glissement constaté dans l'art antérieur. En effet, l'angle a ne peut plus s'ouvrir davantage lorsque les deux butées sont en contact. L'ahanant porte-lame est donc retenu en position. Par ailleurs, les butées ne peuvent plus se décoller du fait de ce glissement, au contraire les efforts à l'origine du glissement vont les presser davantage l'une contre l'autre. [0018] Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, la ou les lames de sertissage portées par l'ahanant porte-lame présentent une face de travail inclinée par rapport à l'horizontale lorsque l'ahanant porte-lame est en position de travail. De préférence, la ou les lames sont inclinées de manière à ce que leur face de travail soit orientée en direction de l'ahanant porte-lame. [0019] Selon une caractéristique de l'invention ; lorsque le bras dc commande est en position haute, la ou les butées supérieures du bras dc commande se placent en appui contre ou la ou les faces inférieures de la ou des butées supérieures portées par le caisson. [0020] De manière complémentaire ou alternative, lorsque le bras de commande est en position haute, le bras de commande et la biellette sont agencés pour présenter un angle a, ouvert vers le haut et présentant une valeur comprise entre 90 et 180 °, de préférence, entre 100 et 130 °. [0021] Avantageusement, le caisson comprend en outre un vérin configuré pour déplacer le bras de commande depuis sa position basse en direction de sa position haute et inversement. [0022] Préférentiellement, le dispositif comprend en outre un moteur actionnant un vi- lebrequin ou un axe relié à un disque excentrique, de manière à déplacer ledit caisson depuis sa position basse en direction de sa position haute et inversement selon un mouvement de translation. De préférence, ledit mouvement de translation est vertical ou présente un angle par rapport à la verticale inférieur à 10 °. [0023] Selon un deuxième aspect, l'invention concerne une unité de sertissage comprenant un dispositif de sertissage selon le premier aspect, l'unité étant remarquable en ce qu'elle comprend en outre une matrice fixe destinée à recevoir la pièce à sertir. De préférence, la matrice présente une face d'appui inclinée par rapport à l'horizontale. [0024] Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de sertissage d'un bord d'une pièce, le procédé étant remarquable en ce qu'il est mis en oeuvre au moyen d'une unité de sertissage selon le deuxième aspect ; le procédé comprenant les étapes suivantes : 6 l'approvisionnement d'une pièce comprenant un bord préserti et placement de ladite pièce sur la matrice ; la pièce comprenant un débord en vis-à-vis du bord à sertir de sorte à former un espace semi-fermé accessible uniquement sur le côté ; la rotation de l'abattant porte-lame entre sa position de retrait et sa position de travail de manière à ingérer sa ou ses lames dans l'espace semi-fermé ; de préférence, à l'issue du mouvement de rotation la ou les lames sont en contact avec le rebord à rabattre ; et le déplacement du caisson depuis sa position haute jusqu'à sa position basse de manière à rabattre le rebord de la pièce selon une direction de travail. [0025] Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, le rebord à rabattre comprenant une zone de repli et une extrémité libre, le procédé est remarquable en ce qu'il est mis en oeuvre sur une matrice comprenant une face d'appui inclinée par rapport à l'horizontale et au moyen d'un dispositif dont la ou les lames portées par l'abattant porte-lame présentent une face de travail inclinée par rapport à l'horizontale lorsque l'abattant porte-lame est en position de travail ; de sorte à cc que la face d'appui de la matrice soit agencée parallèlement à la face de travail de la ou des lames lors du déplacement du caisson depuis sa position haute jusqu'à sa position basse. [0026] De manière préférentielle, la face d'appui de la matrice est orientée pour qu'en fin de déplacement du caisson depuis sa position haute jusqu'à sa position basse, la zone de repli du rebord soit supérieure à son extrémité libre selon un axe vertical, et/ou la direction de travail n'est pas perpendiculaire à la face d'appui de la matrice. [0027] Avantageusement, la pièce montrant un bord à sertir est un ouvrant latéral de véhicule. De préférence, l'unité est une unité apte à sertir le bord formant le bas d'une ouverture destinée à recevoir une vitre de manière à former un lécheur de vitre. Ce type d'unité est généralement nommé « unité bas de vitre ». [0028] Idéalement, le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de pré- sertissage du bord de la pièce à sertir de manière à ce que le rebord préserti présente une inclinaison de 450 . [0029] Selon un quatrième aspect, l'invention se rapporte à l'utilisation d'une unité selon le deuxième aspect pour le sertissage d'un bord d'un ouvrant latéral de véhicule, le bord formant le bas d'une ouverture destinée à recevoir une vitre de manière à former un lécheur de vitre, l'utilisation étant remarquable en ce que la matrice présente une face d'appui inclinée par rapport à l'horizontale. [0030] L'invention sera bien comprise et d'autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la description qui suit donnée en références aux planches de dessins annexées sur lesquelles : [0031] [fig.1] 7 est une vue schématique partielle d'un dispositif selon l'art antérieur. [0032] [fig.2] est une vue partielle d'un dispositif selon l'art antérieur. [0033] [fig.3] est une vue schématique analogue à la figure 1 illustrant le phénomène de glissement rencontré dans l'art antérieur. [0034] [fig.4] est une vue schématique analogue à la figure 1 mais illustrant le dispositif selon l' invention. [0035] [fig.5] est une vue analogue à la figure 2 mais illustrant le dispositif selon l'invention. [0036] [fig.6] est une vue en perspective du dispositif selon l'invention. [0037] 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 et l'unité de sertissage et d'autres étapes dans le procédé auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». « Inférieure » ou « basse » désignera une proximité au sol plus importante que « supérieure » ou « haute » selon l'axe vertical. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. [0038] Les figures 1 à 3 ayant été déciites en partie introductive, on se référera aux figures 4 à 6 illustrant un dispositif selon l'invention. Le dispositif, l'unité et le procédé selon l'invention seront décrits conjointement. [0039] La figure 4 est une représentation schématique du dispositif 37 selon l'invention analogue à celle des figures 1 et 3. Le dispositif 37 est destiné au sertissage du bord d'une pièce 19 supportée par une matrice 33 fixe. L'invention est particulièrement adaptée aux situations où le bord de la pièce 19 à sertir se trouve en vis-à-vis d'une partie 39 formant un débord, qui délimite avec lui un espace semi-fermé accessible uniquement par le côté. Dans l'exemple de réalisation illustré, la matrice 33 fixe montre une face d'appui 31 inclinée en direction de l'intérieur dudit espace de semifermé. La matrice 33 présente donc préférentiellement une face d'appui 31 inclinée par rapport à l'horizontale de manière à ce que la zone de repli du rebord 41 de la pièce 19 soit disposée plus haut que l'extrémité libre dudit rebord lorsque ledit rebord est serti. L'invention est particulièrement adaptée aux matrices de ce type, à savoir aux matrices 33 dont la face d'appui 31 est inclinée en direction de l'intérieur de la pièce 19 à sertir. Néanmoins, le dispositif de l'invention peut être utilisé en relation avec des matrices fixes montrant des faces d'appui horizontales. [0040] Le dispositif 37 comprend un caisson mobile 25 (visible en partie en figures 5 et 6) et 8 un abattant porte-lame 3 portant au moins une lame 35 montrant une forme complémentaire à la face d'appui 31 de la matrice 33. L'abattant porte-lame 3 est monté en rotation selon un premier axe de rotation 5 à l'extrémité d'une biellette 7. La biellette 7 est reliée, par son autre extrémité, à un bras de commande 9 au moyen d'un deuxième axe de rotation 11. Le bras de commande 9 est relié au caisson mobile 25 au moyen d'un troisième axe de rotation 13. Le bras de commande 9 est mobile entre une position haute et une position basse, l'amplitude du mouvement entre les positions haute et basse étant limitée par un système de butées formant des moyens d'arrêt. Sur les figures 4 à 6, le bras de commande 9 est représenté en position haute. [0041] Le procédé de sertissage du bord de la pièce 19 se déroule comme suit. Dans un premier temps, le bras de commande 9 est en position basse, la ou les lames 35 de l'abattant porte-lame 3 sont écartées de la pièce 19 dont un bord présente un rebord 41 à sertir. Le bras de commande 9 est déplacé depuis sa position basse à sa position haute au moyen d'un vérin électrique 43 (visible en figures 5 et 6). Ce déplacement est généralement nommé « phase d'approche », et se traduit par la pénétration de la ou des lames 35 de l'abattant porte-lame 3 dans l'espace de travail semi-fermé montré par la pièce 19. La ou les lames 35 présentent une face de travail 45, ou face active, qui présente une inclinaison complémentaire à celle présentée par la face d'appui 31 de la matrice 33. [0042] La position haute correspond à la position du bras de commande 9 lorsque l'abattant porte-lame 3 est en position de travail. La position de travail illustrée en figure 4 est la position de début de travail, selon laquelle la ou les lames 35 n'ont pas encore débuté le travail de rabattement du rebord 41 de la pièce 19. Le rebord 41 a été préalablement préserti et présente donc une inclinaison d'environ 450 par rapport au corps de la pièce 19. Au début de la phase de travail, la ou les lames 35 sont en contact avec le rebord 41 à rabattre. L'opération de sertissage se fait par pressage de la face de travail 45 de la ou des lames 35 de l'abattant porte-lame 3 contre le rebord 41 de la pièce 19, partiellement replié, jusqu'à le rabattre complètement et le presser. [0043] La phase d'approche est suivie d'une phase de travail, et pour finir par une phase de retrait dans laquelle l'abattant porte-lame est sorti de l'espace de travail et remonté pour retrouver sa position initiale en vue d'un nouveau cycle. Durant la phase de travail, le bras de commande 9 reste en position haute ; il se déplace pour revenir à sa position basse durant la phase de retrait. [0044] Le déplacement de l'abattant porte-lame durant la phase de travail, à savoir entre la position de début de travail et de fin de travail va suivre une trajectoire sensiblement rectiligne et proche de la verticale. Eventuellement, la trajectoire de travail présente un angle de moins de 10° par rapport à la verticale. La direction de travail est représentée en figure 4 par la flèche A. Le déplacement de l'abattant porte-lame lors de la phase de 9 travail, selon une trajectoire rectiligne, est obtenu, de manière connue, par le déplacement du caisson mobile 25 par exemple au moyen d'un vilebrequin disposé en partie inférieure du dispositif 37. La course de l'abattant porte-lame lors de la phase de travail est de l'ordre de 10 mm. Selon une variante de l'invention, l'entraînement de r abattant porte-lamc 3 selon sa trajectoire rectiligne se fait à partir d'un motoréducteur électrique 47 dont l'arbre de sortie est relié à un disque excentrique (illustré en figure 6). [0045] Selon l'invention, et comme illustré en figure 4, le dispositif est remarquable en cc que le deuxième axe de rotation 11 est agencé pour être disposé inférieur à une droite D rejoignant les premier 5 et troisième 13 axes de rotation, lorsque le bras de commande 9 est en position haute. Dans cette configuration, l'angle n entre le bras de commande 9 et la biellette 7 est ouvert en direction du haut. L'angle entre le bras de commande 9 et la biellette 7 est donc inversé dans son orientation par rapport à l'art antérieur. L'angle n entre le bras dc commande 9 et la biellette 7 garde cependant une valeur égale ou similaire à celle qu'il montrait dans l'art antérieur. De préférence, r angle n entre le bras dc commande 9 et la biellette 7 est ouvert en direction du haut et présente unc valeur comprise entre 90 et 180', de préférence, entre 100 et 130', lorsque les butées supérieures (15 ; 17) du caisson 25 et du bras de commande 9 sont en appui l'une sur l'autre. Cette configuration permet aux butées de jouer un rôle de maintien de la position haute du bras de commande en s'opposant à un mouvement de rotation de l'abattant porte-lame en réponse à la résistance de la tôle à plier, qui aurait pour conséquence de modifier cette position. [0046] Comme on l'aura compris, les moyens d'arrêt en positions haute et basse du bras de commande 9 comprennent un double système de butées inférieures (27 ; 29) et supérieures (15 ; 17) portées respectivement par le caisson 25 et le bras de commande 9 de manière à ce qu'en position haute la ou les butées supérieures 15 du bras de commande 9 se placent en appui sur la ou les butées supérieures 17 du caisson 25. Inversement, lorsque le bras de commande 9 est en position basse la ou les butées inférieures 27 du bras de commande 9 se placent en appui contre la ou les butées inférieures 29 du caisson 25. On comprend par comparaison entre la figure 1 et la figure 4 que la face d'appui de la ou des butées supérieures du caisson selon l'invention est disposée plus bas que celle de la ou des butées supérieures du caisson selon l'art antérieur. La ou les butées supérieures du bras de commande viennent se placer en appui par leur face supérieure sur la face inférieure de la ou des butées supérieures du caisson lors d'un mouvement ascendant en direction de la position haute du bras de commande. [Revendication I] [Revendication 2] [Revendication 3]