Brevet FR3092018A1 — publié le 20200731

Description Titre de l'invention : OUTIL DE RÉALISATION D'OPÉRATION SUR DES PIÈCES EN TÔLE, À MÉCANISME DE VER- ROUILLAGE DE POSITION Domaine technique de l'invention 100011 L'invention concerne les outils qui sont destinés à réaliser des opérations sur des pièces en tôle. Etat de la technique [0002] Dans certains domaines, comme par exemple celui des véhicules, éventuellement de type automobile, on utilise des pièces en tôle comprenant au moins une zone dans laquelle sont réalisées des opérations différentes au moyen d'un outil ou de différents outils. A titre d'exemple, chaque outil de ce type peut être agencé de manière à réaliser une opération choisie parmi une découpe d'un trou principal d'une forme générale prédéfinie, une frappe destinée à conformer de façon prédéfinie un bord intérieur délimitant ce trou principal découpé, et un poinçonnage destiné à définir au moins un trou auxiliaire dans ce bord intérieur conformé. D'une manière générale toute opération de découpe est ici concernée, et notamment les découpes de bord(s), les découpes d'ajourage, les découpes d'encochage, et les poinçonnages. De même toute opération de déformation de bord(s) est ici concernée, et notamment la frappe, le tombage de bord et le relevage de bord. [0003] Pour ce faire, ce type d'outil comprend : une première partie qui est destinée à être solidarisée fixement à un support, une deuxième partie qui est montée de façon coulissante sur cette première partie, une troisième partie qui est solidarisée fixement à la deuxième partie et propre à réaliser une opération, et un mécanisme pneumatique qui induit un déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie entre une première position d'attente et une seconde position dédiée à la réalisation de l'opération. [0004] Par exemple, la troisième partie peut être en partie translatée vers b pièce en tôle à traiter afin de réaliser en un endroit choisi une découpe d'un trou principal ayant une forme générale prédéfinie, ou être chargée dc réaliser une frappe destinée à conformer de façon prédéfinie le bord intérieur qui délimite cc trou découpé, ou être chargée dc réaliser un poinçonnage destiné à définir au moins un trou auxiliaire dans cc bord intérieur conformé. D'une manière générale toute opération de découpe est ici concernée, et notamment les découpes de bord(s), les découpes d'ajouragc, les 2 découpes d'encochage, et les poinçonnages. De même toute opération de déformation de bord(s) est ici concernée, et notamment la frappe, le tombage de bord et le relevage de bord. [0005] C'est seulement lorsque le mécanisme pneumatique de l'outil a provoqué le placement de la deuxième partie dans sa seconde position que l'opération peut être réalisée à l'endroit choisi. En effet, ce placement induit ce que l'homme de l'art appelle une « activation de la mise en opération ». Ce placement résulte d'une injection par le mécanisme pneumatique, pendant un bref instant et dans un circuit de la première partie débouchant dans la deuxième partie, d'un fluide (gaz ou liquide) sous pression. [0006] Un inconvénient principal de cc type d'outil réside dans le fait qu'une fois que l'injection de fluide (gaz ou liquide) est terminée la deuxième partie n'est pas immobilisée par rapport à la première partie et donc les vibrations de la première sous-partie en mouvement peuvent provoquer un déplacement (ou recul) de la deuxième partie pendant la réalisation d'une opération prévue. Par conséquent, si la deuxième partie recule pendant que la troisième partie d'un premier outil réalise une première opération sur une pièce en tôle, la découpe intérieure du trou peut, par exemple, ne pas s'effectuer comme prévu, et donc la troisième partie d'un deuxième outil et/ou la troisième partie d'un troisième outil N'a/vont être endommagée(s). De même, si la deuxième partie d'un deuxième outil recule pendant que la troisième partie réalise une deuxième opération sur une pièce en tôle, le bord intérieur ne sera pas conformé comme prévu, et donc la troisième partie du troisième outil va être endommagée car elle n'agit pas au bon endroit. Egalement de même, si la deuxième partie d'un troisième outil recule pendant que la troisième partie réalise une troisième opération sur une pièce en tôle, les poinçonnages ne seront pas réalisés comme prévu. On comprendra que dans chacune des trois situations précitées la pièce en tôle sera en outre non conforme et donc devra être mise au rebut, ce qui est onéreux et fait perdre du temps, de l'énergie et de la matière. [0007] L'invention a donc notamment pour but d'améliorer la situation. Présentation de l'invention [0008] Elle propose notamment à cet effet un outil destiné à réaliser une opération sur une pièce en tôle, et comprenant : une première partie destinée à être solidarisée fixement à un support, une deuxième partie montée de façon coulissante sur cette première partie, une troisième partie solidarisée fixement à la deuxième partie et supportant une partie de travail propre à réaliser cette opération, et un mécanisme pneumatique induisant un déplacement de la deuxième partie 3 par rapport à la première partie entre une première position d'attente et une seconde position dédiée à la réalisation de cette opération. [0009] Cet outil se caractérise par le fait qu'il comprend aussi un mécanisme de verrouillage verrouillant automatiquement la deuxième partie par rapport à la première partie lorsqu'elle parvient dans sa seconde position, et déverrouillant automatiquement la deuxième partie par rapport à la première partie lorsque l'opération prévue sur la pièce en tôle a été réalisée afin que la deuxième partie revienne dans sa première position. [0010] Ainsi, on peut désormais verrouiller la deuxième partie dans sa seconde position afin que l'opération prévue sur une pièce en tôle puisse être réalisée par la troisième partie sans risque de déplacement non désiré de la deuxième partie. [0011] L'outil selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : son mécanisme de verrouillage peut comprendre, d'une part, au moins un logement faisant partie de la première partie, comportant une ouverture communiquant avec l'extérieur et dans lequel est logé un ressort repoussant une bille logée au niveau de cette ouverture, et, d'autre part, au moins un trou défini dans la deuxième partie et placé en regard de l'ouverture lorsque la deuxième partie est placée dans sa seconde position, afin de loger une première partie de cette bille, repoussée à l'extérieur du logement, pendant qu'une seconde partie de cette bille est logée à l'intérieur du logement de manière à empêcher un coulissement de la deuxième partie par rapport à la première partie ; son mécanisme de verrouillage peut comprendre deux logements logeant chacun un ressort repoussant une bille, et deux trous placés en regard respectivement des ouvertures des logements lorsque la deuxième partie est placée dans sa seconde position ; son mécanisme de verrouillage peut comprendre une pièce solidarisée fixement à la première partie, en étant placée devant une face de la deuxième partie dans laquelle sont définis les trous, et comprenant chaque logement ; le mécanisme pneumatique peut comprendre un vérin couplé à des premier et second circuits et ayant une partie mobile solidarisée fixement à la deuxième partie. Dans ce cas, le premier circuit peut déboucher dans une première chambre du vérin, afin d'alimenter cette première chambre en fluide (gaz ou liquide) sous pression pour induire le déplacement de la partie mobile du vérin selon un premier sens et ainsi le déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie de sa première position à sa seconde position, lorsqu'une opération doit être réalisée sur la pièce en tôle, et le second circuit peut déboucher dans une seconde chambre du vérin, afin d'alimenter cette seconde chambre en fluide (gaz ou liquide) sous pression pour induire le déplacement de la partie mobile du vérin selon un second sens opposé au premier sens et ainsi le déplacement. de la deuxième partie par rapport à la première partie de sa seconde position à sa première position, lorsque l'opération prévue sur la pièce en tôle a été réalisée ; en variante, le mécanisme pneumatique peut comprendre des premier et second circuits induisant des déplacements de la deuxième partie par rapport à la première partie, respectivement de sa première position à sa seconde position et de sa seconde position à sa première position. Dans ce cas, le premier circuit peut être défini dans la première partie et peut déboucher en un premier endroit. de la deuxième partie, le second circuit peut être défini dans la première partie et peut déboucher en un second endroit de la deuxième partie, sensiblement opposé au premier endroit, et le mécanisme pneumatique peut injecter soit dans le premier circuit un fluide (gaz ou liquide) ayant une pression propre à induire un déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie de sa première position à sa seconde position lorsqu'une opération doit être réalisée sur la pièce en tôle, soit dans le second circuit un fluide (gaz ou liquide) ayant une pression propre à induire un déplacement de la deuxième partie par rapport à la première partie de sa seconde position à sa première position lorsque l'opération prévue sur la pièce en tôle a été réalisée ; l'opération peut, par exemple, être choisie parmi une découpe d'un trou principal d'une forme générale prédéfinie, une frappe destinée à conformer de façon prédéfinie un bord intérieur délimitant ce trou principal découpé, et un poinçonnage destiné à définir au moins un trou auxiliaire dans ce bord intérieur conformé. [0012] L'invention propose également un véhicule, éventuellement de type automobile, et comprenant au moins une pièce en tôle réalisée avec un outil du type de celui présenté ci-avant. Brève description des figures [0013] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés (obtenus en CAO/DAO (« Conception Assistée par Ordinateur/Dessin Assisté par Ordinateur »), d'où le caractère apparemment discontinu de certaines lignes et certains niveaux de gris), sur lesquels : [0014] [fig.]] illustre schématiquement, dans une vue de face, une partie d'un exemple de pièce en tôle dans laquelle ont été réalisées trois opérations au moyen de trois outils selon l'invention, [0015] [fig.2] illustre schématiquement, dans une vue en perspective, un exemple de réalisation d'un outil selon l'invention utilisé pour réaliser une deuxième opération sur la pièce en tôle de la figure 1, [0016] [fig.3] illustre schématiquement, dans une vue du dessus, l'outil de la figure 2, [0017] [fig.4] illustre schématiquement l'outil des figures 2 et 3, dans une vue en coupe selon la ligne 1V-IV de la figure 3, [0018] [fig.5] illustre schématiquement, dans une vue en coupe, unc partie de l'outil des figures 2 à 5 comprenant un exemple de mécanisme de verrouillage placé dans sa seconde position (de travail), et [0019] [fig.6] illustre schématiquement, dans une vue en coupe, unc partie de l'outil des figures 2 à 5 comprenant un exemple de mécanisme de verrouillage placé dans sa première position (d'attente). Description détaillée de l'invention [0020] L'invention a notamment pour but de proposer un outil 00 destiné à réaliser une opération sur une pièce en tôle PT. [0021] Dans ce qui suit, on considère, à titre d'exemple non limitatif, que les pièces en tôle PT sont destinées, une fois qu'elles ont subies au moins une opération, à faire partie d'un véhicule, éventuellement de type automobile. Par exemple, un tel véhicule peut être unc voiture. Mais l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet tout type de pièce en tôle devant équiper un(c) dispositif, appareil, système, installation ou bâtiment. Ainsi, l'invention concerne notamment les véhicules terrestres (comme par exemple les véhicules automobiles, les véhicules utilitaires, les engins de voirie, les camions, les cars (ou bus), les engins agricoles, les engins de chantier, les trains et les tramways), les bateaux, et les aéronefs. [0022] On a schématiquement représenté sur les figures 2 à 4 un exemple de réalisation d'un outil 00 selon l'invention, destiné à réaliser une opération sur des pièces en tôle PT (dont une partie d'un exemple est illustrée sur la figure 1). [0023] Comme illustré sur les figures 2 à 4 un outil 00, selon l'invention, comprend au moins des première Pl, deuxième P2 et troisième P3 parties, un mécanisme pneumatique MP, et un mécanisme de verrouillage MV. 6 [0024] La première partie Pl de l'outil 00 est destinée à être solidarisée fixement à un support, comme par exemple un bâti ou un bloc rapporté fixement sur un bâti. [0025] La deuxième partie P2 de l'outil 00 est montée de façon coulissante sur la première partie Pl . A cet effet, la deuxième partie P2 peut, par exemple, comprendre un chariot comportant deux nervures (ou rails) destiné(e)s à coulisser dans des coulisses (ou rainures) correspondantes que comprend la première partie Pl . [0026] La troisième partie P3 de l'outil 00 est solidarisée fixement à la deuxième partie P2 et supporte une partie de travail qui est chargée de réaliser une unique opération qui va modifier la pièce en tôle PT. [0027] A titre d'exemple non limitatif chaque opération peut être choisie parmi la découpe d'un trou principal TP d'une forme générale prédéfinie, une frappe destinée à conformer de façon prédéfinie un bord intérieur BI qui délimite ce trou principal TP découpé, et un poinçonnage destiné à définir au moins un trou auxiliaire TA dans cc bord intérieur BI conformé. Les résultats de ces trois opérations sont illustrés sur la partie de la pièce en tôle PT de la figure 1. On notera que toute opération de découpe est ici concernée, et notamment les découpes de bord(s), les découpes d'ajourage, les découpes d'encochage, et les poinçonnages, et toute opération de déformation de bord(s) est ici concernée, et notamment la frappe, le tombage de bord et le relevage de bord. [0028] Par exemple, lorsque la troisième partie P3 permet de réaliser l'une des trois opérations décrites dans la première phrase du paragraphe précédent, elle supporte la partie de travail qui réalise le travail sur la pièce en tôle PT et donc translate cette partie de travail vers chaque pièce en tôle PT devant être traitée afin qu'elle réalise en un endroit choisi une découpe d'un trou principal TP ayant une forme générale prédéfinie, ou réalise une frappe destinée à conformer de façon prédéfinie le bord intérieur BI qui délimite ce trou principal TP découpé (par exemple au moyen d'une lame LO, comme illustré non lirnitativement sur les figures 2 et 3), ou réalise un poinçonnage destiné à définir au moins un trou auxiliaire TA dans ce bord intérieur BI conformé. De nouveau, la partie de travail peut réaliser toute opération de découpe (découpe de bord(s), découpe d'ajourage, découpe d'encochage, ou poinçonnages), ou toute opération de déformation de bord(s) (frappe, tombage de bord ou relevage de bord). [0029] Dans l'exemple illustré non lirnitativement sur la figure 1, la troisième partie P3 d'un troisième outil a permis la réalisation par la partie de travail associée de deux poinçonnages destinés à définir deux trous auxiliaires TA dans le bord intérieur BI conformé du trou principal TP de la pièce en tôle PT. [0030] Le mécanisme pneumatique MP est agencé de manière à induire un déplacement (ou coulissement (flèche F de la figure 6)) de la deuxième partie P2 par rapport à la 7 première partie P1 entre une première position d'attente (illustrée sur la figure 6) et une seconde position (de travail) dédiée à la réalisation d'une opération (et illustrée sur la figure 5). On comprendra que lorsque la deuxième partie P2 est placée dans sa première position (d'attente), la partie de travail supportée par la troisième partie P3 ne peut pas réaliser son opération sur une pièce en tôle TP, et, lorsque la deuxième partie P2 est placée dans sa seconde position (de travail), la partie de travail supportée par la troisième partie P3 peut réaliser son opération sur une pièce en tôle TP. [0031] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 4, le mécanisme pneumatique MP peut comprendre un vérin couplé à des premier et second circuits et ayant une partie mohile solidarisée fixement à la deuxième partie P2. Le premier circuit peut déboucher dans une première chamhre du vérin, afin d'alimenter cette première chambre en fluide (gaz ou liquide) sous pression pour induire le déplacement de la partie mohile du vérin selon un premier sens et ainsi le déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie P1 de sa première position (d'attente) à sa seconde position (de travail), lorsqu'une opération doit être réalisée sur une pièce en tôle PT. Le second circuit peut déboucher dans une seconde chambre du vérin, afin d'alimenter cette seconde chamhre en fluide (gaz ou liquide) sous pression pour induire le déplacement de la partie mobile du vérin selon un second sens opposé au premier sens et ainsi le déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie P1 de sa seconde position (de travail) à sa première position (d'attente), lorsque l'opération prévue sur une pièce en tôle PT a été réalisée. [0032] Dans une variante de réalisation non illustrée, le mécanisme pneumatique MP peut comprendre des premier et second circuits chargés d'induire les déplacements de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie PI, respectivement de la première position (d'attente) à la seconde position (de travail) et de la seconde position (de travail) à la première position (d'attente). Le premier circuit peut être défini dans la première partie PI et peut déboucher en un premier endroit de la deuxième partie P2. Le second circuit peut être défini dans la première partie PI et peut déboucher en un second endroit de la deuxième partie P2, sensiblement opposé au premier endroit. Le mécanisme pneumatique MP est alors agencé de manière à injecter dans le premier circuit un fluide (gaz ou liquide) ayant une pression propre à induire un déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie Pl de sa première position à sa seconde position lorsqu'une opération doit être réalisée sur une pièce en tôle PT, ou à injecter dans le second circuit un fluide (gaz ou liquide) ayant une pression propre à induire un déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie Pl de sa seconde position à sa première position lorsque l'opération prévue sur une pièce en tôle PT a été réalisée. [0033] On notera que lorsque le fluide est un gaz, il peut s'agir, par exemple, d'air. 8 [0034] On notera également que la deuxième partie P2 peut comprendre un mécanisme d'activation destiné à mettre en mode opératoire la troisième partie P3 (pour qu'elle permette à la partie de travail de réaliser l'opération prévue) lorsque cette deuxième partie P2 parvient dans sa seconde position (de travail), et à empêcher la troisième partie P3 de permettre à la partie de travail qu'elle supporte d'opérer lorsque cette deuxième partie P2 revient dans sa première position (d'attente). Le mécanisme pneumatique MP contrôle les déplacements de la deuxième partie P2. Lorsque la deuxième partie P2 est dans sa première position la troisième partie P3 n'est pas fonctionnelle, et lorsque la deuxième partie P2 est dans sa seconde position la troisième partie P3 est fonctionnelle. [0035] Le mécanisme de verrouillage MV est agencé de manière à verrouiller automa- tiquement la deuxième partie P2 par rapport à la première partie PI lorsqu'elle parvient dans sa seconde position (voir figure 5), et à déverrouiller automatiquement la deuxième partie P2 par rapport à la première partie Pl lorsque l'opération prévue sur la pièce en tôle PT a été réalisée afin que la deuxième partie P2 revienne dans sa première position. [0036] Grâce à ce mécanisme de verrouillage MV il est désormais possible de verrouiller la deuxième partie P2 dans sa seconde position afin que l'opération prévue sur une pièce en tôle PT puisse être réalisée par la partie de travail supportée par la troisième partie P3 sans risque de déplacement non désiré de la deuxième partie P2. On ne risque donc plus d'endommager tout ou partie de la troisième partie P3 et/ou de la partie de travail supportée par cette dernière (P3) et/ou d'avoir à mettre au rebut une pièce en tôle PT non conforme. [0037] Par exemple, et comme illustré non limitativement sur les figures 4 à 6, le mécanisme de verrouillage MV peut comprendre au moins un logement Lj faisant pallie de la première partie Pl et au moins un trou Tj défini dans la deuxième partie P2. [0038] Chaque logement Lj comprend une ouverture qui communique avec l'extérieur et loge un ressort Rj qui repousse vers l'extérieur une bille Bj logée au niveau de cette ouverture. [0039] Chaque trou Tj est placé en regard d'une ouverture d'un logement Lj lorsque la deuxième partie P2 est placée dans sa seconde position, afin de loger une première partie de la bille Bj, repoussée à l'extérieur du logement Lj, pendant qu'une seconde partie de cette bille Bj est logée à l'intérieur du logement Lj de manière à empêcher un coulissement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie Pl. On notera que sur la figure 5 la seconde partie de chaque bille Bj n'est pas logée dans le trou Tj associé, car on a illustré un instant qui précède immédiatement la descente de cette seconde partie de bille Bj clans ce trou Tj. Mais on comprendra qu'immédiatement après cet instant illustré chaque seconde partie de bille Bj se retrouve repoussée dans le 9 trou Tj situé devant elle par le ressort associé Rj, et ainsi participe au verrouillage de la deuxième partie P2 dans sa sccondc position. [0040] On notera que dans l'exemple illustré non limitativement sur les figures 4 à 6, le mécanisme de verrouillage MV comprend deux logements Lj (j = 1 ou 2) logeant chacun un ressort Rj repoussant une bille Bj, et deux trous Tj placés en regard respectivement des ouvertures des logements Lj lorsque la deuxième partie P2 est placée dans sa seconde position. En d'autres termes, le premier logement Ll (j = 1) loge un premier ressort R1 et une première bille Bl, et le second logement L2 (j = 2) loge un second ressort R2 et une sccondc bille B2. Mais le nombre de logements Li et de trous Tj associés peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à un (1). Ainsi, cc nombre peut, par exemple, être égal à un, deux ou trois. Plus cc nombre est élevé, plus le verrouillage est sûr (si un module ressort/bille est endommagé ou cassé, les autres modules ressort/bille pourront continuer d'assurer le verrouillage). [0041] On notera également, comme illustré non limitativement sur les figures 2 à 6, que le mécanisme de verrouillage MV peut comprendre une pièce PV solidarisée fixement à la première partie PI en étant placée devant unc face de la deuxième partie P2 dans laqucllc sont définis les trous Tj. Dans ce cas, chaque logement Lj est défini dans cette pièce PV en ayant son ouverture définie dans unc face qui est située devant la face de la deuxième partie P2 dans laqucllc sont définis les trous Tj. La sol idarisation fixe de la pièce PV à la première partie Pl peut, par exemple, se faire par vissage, collage ou soudage. [0042] Afin de faciliter l'entrée et la sortie de chaque seconde partie de bille Bj dans le trou Tj associé, la portion de paroi délimitant chaque bord de trou Tj peut être arrondie ou inclinée et non pas à angle droit. [0043] En présence du mode de réalisation du mécanisme de verrouillage MV et du mécanisme pneumatique MP à vérin décrits ci-avant et illustrés, la première pression du fluide (gaz ou liquide) injecté dans la première chambre via le premier circuit est choisie de manière à induire le déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie PI de sa première position à sa seconde position, et la seconde pression du fluide (gaz ou liquide) injecté dans la seconde chambre via le second circuit est choisie de manière à induire le déplacement de la deuxième partie P2 par rapport à la première partie PI de sa seconde position à sa première position en vainquant la force de verrouillage induite par la présence de chaque bille Bj dans le logement Lj correspondant. On notera que les première et seconde pressions peuvent être identiques, ou bien la seconde pression peut être supérieure à la première pression (du fait qu'elle doit en plus permettre de vaincre la force de verrouillage). [0044] D'autres modes de réalisation du mécanisme de verrouillage MV peuvent être envisagés. Ainsi, il pourrait, par exemple, être de type magnétique. Dans ce cas la première partie P1 peut être équipée d'au moins un aimant ayant un premier pôle et la seconde partie P2 peut être équipée d'au moins un aimant ayant un second pôle opposé au premier pôle. L'aimantation de l'un au moins des premier(s) et second(s) aimants peut être permanente ou bien temporaire (grâce à une alimentation électromagnétique). [0045] Dans d'autres variantes le mécanisme de verrouillage MV pourrait comprendre un cliquet (ou loquet) coopérant avec une dent de retenue et éventuellement entraîné en rotation par un moteur électrique, ou bien une tige translatable par un électroaimant ou un moteur électrique. 11 [Revendication I] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]