FR3046735A1 - Outillage d’emboutissage modulaire pour ouvant de vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un outillage d'emboutissage (2) d'un coin de porte de véhicule automobile. L'outillage (2) comprend : un bâti inférieur (4) ; un bâti supérieur (6) ; deux matrices (24 ; 26) différentes ; deux poinçons différents (28 ; 30) ; deux rotors (10; 12) superposés entre lesquels est présente une zone d'emboutissage. Les matrices et les poinçons sont partagés sur les rotors. Chaque matrice est associée à l'un des poinçons afin d'emboutir une tôle (8) disposée entre eux. Le rotor inférieur (10) et le rotor supérieur (12) sont montés mobiles en rotation par rapport au bâti inférieur et par rapport au bâti supérieur respectivement, afin de changer la matrice (24 ; 26) et le poinçon (28 ; 30) se trouvant dans la zone d'emboutissage par rotation des rotors (10 ; 12). Par ce biais l'outillage (2) devient modulaire.

Description

OUTILLAGE D’EMBOUTISSAGE MODULAIRE POUR OUVANT DE

VEHICULE AUTOMOBILE L’invention concerne un outillage d’emboutissage de tôles. L’invention se rapporte également à un outillage d’emboutissage de tôles pour un véhicule automobile.

Un véhicule automobile comprend une pluralité de tôles embouties permettant de former tant sa caisse que ses ouvrants. Ces tôles peuvent constituer une peau ou une doublure. La précision de leur réalisation reste primordiale à la fois pour la qualité perçue et pour simplifier l’assemblage. Le domaine automobile doit respecter des cadences élevées avec des outils fiables afin d’optimiser la rentabilité.

Le document FR1238371 A divulgue une machine pour la fabrication de pièces cintrées et profilées à partir d’un feuillard. La machine comprend des jeux de galets permettant de profiler le feuillard. Elle comporte en outre un dispositif de coupe muni d’un élément presseur, et d’une lame permettant de couper le feuillard précédemment mis en forme. Toutefois, ce dispositif ne permet de réaliser qu’un seul type de coupe. Le changement de profil de coupe nécessite de changer l’ensemble de l’outillage concerné. Cette opération est longue étant donné qu’elle nécessite en outre des réglages précis. L’invention a pour objectif de résoudre au moins un des problèmes posés par l’art antérieur. L’invention a également pour objectif de proposer un outillage d’emboutissage modulaire. L’invention vise par ailleurs à réduire les coûts des gammes d’outillage d’emboutissage, et/ou de réduire le temps de changement d’outillage d’emboutissage. L’invention a pour objet un outillage d’emboutissage d’une pièce de tôlerie, notamment d’un coin ou d’un bord de pièce de tôlerie, l’outillage comprenant : un bâti inférieur ; un bâti supérieur ; une première matrice ; et un premier poinçon ; remarquable en ce que l’outillage comprend en outre : un rotor inférieur; un rotor supérieur superposé au rotor inférieur ; une zone d’emboutissage de tôle entre les rotors ; une deuxième matrice ; un deuxième poinçon, chaque matrice étant associée à l’un des poinçons afin de pouvoir emboutir une tôle disposée entre eux, les matrices et les poinçons étant partagés deux à deux sur les rotors ; et des moyens de mise en correspondance des rotors afin d’aligner chaque matrice avec le poinçon associé ; le rotor inférieur et le rotor supérieur étant montés mobiles en rotation par rapport au bâti inférieur et par rapport au bâti supérieur respectivement, afin de changer la matrice et le poinçon se trouvant dans la zone d’emboutissage par rotation des rotors.

Selon des modes particuliers de réalisation, l’outillage d’emboutissage peut comprendre une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles : - Les rotors comprennent des axes de rotation coaxiaux et parallèles à la direction de fermeture de l’outillage. - Les matrices sont agencées sur le rotor inférieur et les poinçons sont agencés sur le rotor supérieur. - Les matrices et les poinçons comprennent des arrêtes coupantes afin de couper un bord de tôle, ou les matrices et les poinçons comprennent des bords configurées pour tomber un bord de tôle. - La première matrice et le premier poinçon comprennent des premières lames configurées pour former un arrondi de rayon R1, et en ce que la deuxième matrice et le deuxième poinçon comprennent des deuxièmes lames configurées pour former un arrondi de rayon R2 supérieur au rayon R1. - Le bâti inférieur comprend des moyens d’entraînement en rotation du rotor inférieur. - Les moyens de mise en correspondance comprennent une forme de came formée sur l’un des rotors, notamment sur le rotor inférieur, ladite came étant configurée pour entraîner en rotation l’autre des deux rotors lors de la fermeture de l’outillage. - Les moyens de mise en correspondance comprennent des surfaces complémentaires formées sur chacun des rotors, lesdites surfaces complémentaires étant aptes à communiquer un mouvement de rotation d’un rotor à l’autre lorsque l’outillage est en position fermée. - Les rotors comprennent chacun une moitié avec deux zones d’agencement de poinçon ou de matrice. - L’outillage/qu’il comprend un bloc qui est fixé au bâti inférieur et qui présente une surface de guidage en rotation de rotor inférieur et au moins une, éventuellement deux surfaces de butée angulaire coopérant avec le rotor inférieur afin de le bloquer selon deux orientations distinctes. - Au moins un ou chaque rotor est de forme cylindrique. - Les rotors sont généralement de mêmes diamètres, le rapport entre les diamètres externes des rotors est compris entre 0,5 et 1,5 ; ou entre 0,8 et 1,2 ; ou entre 0,9 et 1,1. - Le rayon R2 est au moins deux fois supérieur au rayon R1, préférentiellement au moins cinq fois supérieur, plus préférentiellement au moins dix fois supérieur. - Le rotor supérieur comprend des presseurs associés à chaque poinçon. - Le rotor inférieur comprend deux serre-flans destinés à être mis en correspondance avec les presseurs. - Le bâti supérieur comprend un doigt d’indexage configuré pour maintenir le rotor supérieur selon au moins deux orientations, éventuellement le rotor comprend au moins deux encoches configurées pour coopérer avec le doigt d’indexage afin d’être maintenu selon lesdites au moins deux orientations. - Chaque rotor comprend une portion en dehors de la zone d’emboutissage. - Les moyens d’entraînement comprennent un coulisseau avec un poussoir entraînant en rotation le rotor inférieur. - Les rotors comprennent chacun quatre quartiers, et deux zones de réception de poinçon ou de matrice ; les deux zones de réception de chaque rotor étant formées sur deux quartier attenants. - Les deux surfaces de butée angulaire sont configurées pour réduire l’amplitude de rotation du rotor inférieur. - Au moins un des rotors, éventuellement le rotor inférieur, comprend un évidement s’étendant sur la majorité de sa hauteur. - Le rotor inférieur comprend un passage le traversant verticalement, notamment pour l’évacuation d’une chute, la largeur du passage est éventuellement supérieure ou égale aux largeurs des arrêtes coupantes des matrices. - Au moins un ou chaque rotor comprend une moitié angulaire libre de poinçon et/ou de matrice. L’invention a également pour objet un outillage d’emboutissage de tôle sur presse, l’outillage comprenant un bâti inférieur, un bâti supérieur, deux matrices, deux poinçons qui sont chacun associé à l’une des matrices afin de pouvoir emboutir une tôle disposée entre eux, et deux plateaux qui sont chacun monté mobile en rotation par rapport à l’un des bâtis, et qui reçoivent chacun deux éléments parmi les deux matrices et les deux poinçons. Les plateaux peuvent correspondre aux rotors. L’invention a également pour objet un outillage d’emboutissage comprenant un cylindre inférieur muni de deux matrices, et un cylindre supérieur muni de deux poinçons, les cylindres comprenant des surfaces complémentaires de mise en correspondance. Les cylindres peuvent correspondre aux rotors.

De manière générale, les modes particuliers de chaque objet de l’invention sont également applicables aux autres objets de l’invention. Dans la mesure du possible, chaque objet de l’invention est combinable aux autres objets. L’invention emploie des rotors formant des magasins mobiles pour les poinçons et les matrices. De la sorte, un pivotement des rotors permet de changer le poinçon et la matrice qui mettent en forme la tôle. Cette opération peut s’effectuer rapidement et automatiquement grâce au vérin et à des moyens de commande couplés à ceux agissant sur l’automatisation de l’emboutissage. Ainsi, il devient possible de changer de type de pièce produite à la même cadence que celle de l’emboutissage. Le rendement de la chaîne de production est préservé, ce qui est particulièrement appréciable dans le domaine de l’automobile. En parallèle, les gammes d’outillages sont réduites, ce qui apporte à nouveau une économie.

La solution proposée est sûre car la forme de came sur le rotor inférieur permet d’actionner en rotation le rotor supérieur lors de la fermeture de l’outillage. Leur mise en correspondance est effective avant que les presseurs ne touchent la tôle. Le risque d’endommager l’outillage lors de sa fermeture est limité. L’invention offre donc plusieurs modes de fonctionnement. D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description donnée à titre d’exemple et en référence aux dessins parmi lesquels :

La figure 1 représente l’outillage d’emboutissage en position ouverte selon l’invention.

La figure 2 représente l’outillage d’emboutissage en position fermée selon l’invention.

La figure 3 montre une coupe de l’outillage d’emboutissage lorsque la première matrice et son serre-flan supportent la tôle selon l’invention.

La figure 4 est une vue du dessus de la tôle sur la première matrice selon l’invention.

La figure 5 montre une coupe de l’outillage d’emboutissage lorsque la deuxième matrice et son serre-flan supportent la tôle selon l’invention.

La figure 6 est une vue du dessus de la tôle sur la deuxième matrice selon l’invention.

La figure 7 présente une coupe des moyens d’entraînement suivant l’axe 7-7 tracé sur la figure 3 selon l’invention.

La figure 8 illustre une porte avant de véhicule emboutie par l’outillage d’emboutissage selon l’invention.

La figure 1 représente l’outillage d’emboutissage 2, ou outil, en position ouverte. Il est destiné à être monté sur une presse d’emboutissage (non représentée). Un tel équipement est bien connu de l’homme du métier. L’outillage d’emboutissage 2 comporte un premier bâti 4, ci-après dénommé bâti inférieur 4 ; et un deuxième bâti 6, ci-après dénommé bâti supérieur 6. Une tôle métallique 8 (représentée en traits pointillés) est disposée à leur interface et repose contre le bâti inférieur 4. Un rotor inférieur 10 est monté pivotant par rapport au bâti inférieur 4, tandis qu’un rotor inférieur 12 est monté pivotant par rapport au bâti supérieur 6. Ces rotors (10 ; 12) forment des barillets. Ils sont superposés, au moins partiellement. Ils sont dans le prolongement l’un de l’autre. Ils peuvent monter des axes de rotation 11 parallèles et éventuellement coaxiaux. Leur axe de rotation 11 commun est colinéaire avec la direction d’emboutissage, soit la direction de fermeture de l’outillage.

Le bâti inférieur 4 présente des moyens d’entraînement 14 en rotation du rotor inférieur 10. Ces moyens d’entraînement 14 sont aptes à pivoter ce rotor 10 de 30° à 120°, éventuellement de 90°. La rotation peufe’effectuer dans les deux sens. Les moyens d’entraînement 14 peuvent comprendre un vérin 18 entraînant un coulisseau 18.

Le rotor inférieur 10 présente une came 20 apte à entraîner en rotation le rotor supérieur, tant lors du mouvement de fermeture de l’outillage 2, que lorsque l’outillage est déjà fermé. À cet effet, la surface supérieure 22 de la came 20 coopère avec une surface complémentaire du rotor supérieur 12. Lorsque l’outillage 2 est fermé, la came 20 est imbriquée dans le rotor supérieur 12, et peut lui communiquer les mouvements de rotation générés par les moyens d’entraînement 14. Lorsque le rotor inférieur 10 a été pivoté alors que l’outillage 2 était ouvert, la came 20 permet de ramener le rotor supérieur 12 dans une orientation d’emboutissage ; c’est-à-dire que chaque poinçon coïncide avec une matrice dédiée. Ainsi, la came 20 forme des moyens de mise en correspondance. La came 20 peut comporter une portion de paroi de tube, dont la pointe culmine au-dessus du rotor inférieur 10, en direction du rotor supérieur 12.

Le rotor inférieur 10 supporte deux matrices différentes, dont une première matrice 24 au niveau de la tôle 8 et une deuxième matrice 26. Au-dessus, le rotor supérieur 12 présente un premier poinçon 28 et un deuxième poinçon 30. Des presseurs 32 montés sur ressorts (non représentés) sont chacun associé à l’un des poinçons (28 ; 30). Le premier poinçon 28 est associé à la première matrice 24 de manière à pouvoir emboutir la tôle 8 placée entre eux. Dans la même optique, le deuxième poinçon 30 est associé à la deuxième matrice 26. Toutefois, ces derniers restent à distance de la tôle, soit de sa zone d’emboutissage. Chaque poinçon (28 ; 30) et chaque matrice (24 ; 26) peut présenter une lame. Chaque lame peut être configurée pour couper la tôle 8, par exemple en formant un arrondi, ou un bord droit.

Chaque bâti (4 ; 6) peut être muni d’un bloc 34. Chaque bloc 34 peut comporter une surface de guidage en rotation d’un rotor (10 ; 12). Chaque bloc 34 est rapporté. Ils sont fixés après la mise en place des rotors (10 ; 12) associé pour simplifier leur montage, et pour régler leur coaxialité.

Il est envisageable d’intervertir les poinçons avec les matrices sur les rotors. Ou encore, chaque rotor peut être mixte, et présenter à la fois une matrice et un poinçon. Il est également possible que les rotors comprennent des matrices et des poinçons pour couper et pour tomber un bord.

Suivant une alternative, les rotors comprennent des axes de rotation parallèles décalés. Suivant une autre alternative, les rotors comprennent des axes de rotation perpendiculaires.

La figure 2 présente l’outillage d’emboutissage 2 en position fermée. La tôle 8 a été coupée.

Les rotors (10 ; 12) ont été rapprochés verticalement. Les presseurs 32 sont enfoncés dans le rotor supérieur 12. Le premier poinçon 28 a coupé le bord de la tôle 8 à l’aide de la première matrice 24. La chute de tôle 36 qui en résulte peut être évacuée par gravité via un passage interne (non représenté) traversant verticalement le rotor inférieur 10.

La figure 3 est une coupe du bâti inférieur 4 et du rotor inférieur 10 selon un plan passant par l’axe de rotation 11. Dans cette configuration, la première matrice est disposée dans la zone d’emboutissage, tandis que la deuxième demeure en dehors. Le rotor inférieur 10 est majoritairement évidé. Un évidement central 38 est partiellement délimité par la came 20. Afin d’entraîner le rotor inférieur 10, le coulisseau 18 présente un poussoir 40 agissant sur un disque inférieur 42 présentant un redan. Ce disque 42 peut former une portion angulaire de couronne.

En complément, les rotors (10) peuvent présenter des gorges annulaires 43 dans lesquels les blocs 34 sont engagés afin d’être retenus verticalement, et pour le guidage en rotation.

La figure 4 présente en vue du dessus le rotor inférieur 10. Dans cette orientation angulaire, la première matrice 24 occupe la zone d’emboutissage 44 de la tôle 8. La deuxième matrice 26 en est sortie. Chaque matrice est bordée par une surface de serrage destinée à recevoir la tôle 8 qui y est maintenu grâce aux presseurs. Cette figure 4 montre que le passage traversant 48 peut être bordé par la came 20. Cette dernière reste à distance de la tôle 8.

Il apparaît que les matrices (24 ; 26) sont chacune agencée sur des quarts distincts du rotor inférieur 10. Ces quarts sont des quarts considérés angulairement par rapport à l’axe de rotation 11. Néanmoins, ils restent attenants, si bien qu’ils occupent une même moitié angulaire du rotor 10.

Par ailleurs, les matrices sont différentes. Elles présentent des arrêtes coupantes dont les rayons minimaux (R1 ; R2) différent. Le rayon R2 est éventuellement seize fois supérieur au rayon R1. Les poinçons associés présentent des arrêtes dont les rayons coïncident.

Au moins un bloc 34, notamment le bloc inférieur 34 peut présenter des surfaces de butés 49 qui limitent l’amplitude de rotation possible du rotor inférieur 10. Ces surfaces 49 peuvent former entre elles un angle β compris entre 45° et 150°, éventuellement de l’ordre de 90.°

La figure 5 est une coupe du bâti inférieur 4 et du rotor inférieur 10 selon un plan passant par l’axe de rotation 11. Dans cette configuration, la deuxième matrice est disposée dans la zone d’emboutissage, tandis que la première reste en dehors. L’aspect traversant du passage 48 est visible puisqu’il joint la face supérieure à la face supérieur du rotor inférieur 10.

Par rapport à la figure 3, le rotor inférieur 10 a pivoté d’un quart de tour. Cela est dû à l’action de moyens d’entraînement 14, via le poussoir 40 qui a agi sur le disque inférieur 42 en raison d’une translation du coulisseau 18.

La figure 6 est en vue du dessus le rotor inférieur 10. Ce dernier ayant été pivoté de 90°. La deuxième matrice 26 se retrouve (tins la zone d’emboutissage, tandis que la première matrice 24 en est sortie. Ainsi, pour chaque orientation du rotor, les matrices sont tour à tour dans la zone d’emboutissage 44.

La figure 7 est une coupe selon l’axe 7-7 tracé sur la figure 3. La figure 7 présente les moyens d’entraînement 14 en rotation propres à l’outillage d’emboutissage 2. Le poussoir 40 est représenté en trait plein dans la position où la première matrice est dans la zone d’emboutissage. La position qu’occupe le poussoir 40 lorsque la deuxième matrice est dans la zone d’emboutissage est tracée à l’aide d’un trait pointillé.

Le poussoir 40 du coulisseau 18 entraîne le disque 42 formé sous le rotor inférieur 10. Les mouvements d’aller et venue du coulisseau 10 permettent de pivoter le rotor inférieur 10 dans un sens et dans l’autre. Des glissières latérales 50 bordent le coulisseau 18 pour le guider au cours de ses mouvements.

La figure 8 illustre la tôle 8 en position sur le rotor inférieur 10. Dans le cas présent la tôle est un ouvrant, par exemple une portière avant de véhicule utilitaire. L’outil d’emboutissage 2 permet de réaliser le coin 52 de la portière de deux manières. L’outil peut réaliser le coin 52 avec un rayon R1 de l’ordre de 5 mm. Cet agencement peut se retrouver quand cette portière est destinée à fermer le long d’un autre ouvrant. Leurs bords s’épousent sur toute la hauteur du coin 52, la hauteur étant entendue selon le repère du véhicule. L’outil permet également de réaliser le coin avec un rayon R2 de l’ordre de 80 mm. Cette autre configuration peut se rencontrer en l’absence d’un autre ouvrant, et lorsque la surface extérieure de la caisse du véhicule affleure la portière tout le long du coin. Ainsi, un seul outillage d’emboutissage permet de réaliser deux modèles de véhicule.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS

   1- Outillage d’emboutissage (2) d’une pièce de tôlerie, notamment d’un coin (52) de pièce de tôlerie, l’outillage (2) comprenant : - un bâti inférieur (4); - un bâti supérieur (6); - une première matrice (24) ; et - un premier poinçon (28) ; caractérisé en ce que l’outillage (2) comprend en outre : - un rotor inférieur (10) ; - un rotor supérieur (12) superposé au rotor inférieur (10) ; - une zone d’emboutissage (44) de tôle entre les rotors (10 ; 12) ; - une deuxième matrice (26); - un deuxième poinçon (30), chaque matrice (24 ; 26) étant associée à l’un des poinçons (28 ; 30) afin de pouvoir emboutir une tôle (8) disposée entre eux, les matrices (24 ; 26) et les poinçons (28 ; 30) étant partagés deux à deux sur les rotors (10 ; 12) ; et - des moyens de mise en correspondance (20) des rotors (10; 12) afin d’aligner chaque matrice (24 ; 26) avec le poinçon (28 ; 30) associé ; le rotor inférieur (10) et le rotor supérieur (12) étant montés mobiles en rotation par rapport au bâti inférieur (4) et par rapport au bâti supérieur (6) respectivement, afin de changer la matrice (24 ; 26) et le poinçon (28 ; 30) se trouvant dans la zone d’emboutissage (44) par rotation des rotors (10 ; 12).
2. 2- Outillage (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rotors (10 ; 12) comprennent des axes de rotation coaxiaux et parallèles à la direction de fermeture de l’outillage (2).
3. 3- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les matrices (24; 26) sont agencées sur le rotor inférieur (10) et les poinçons (28 ; 30) sont agencés sur le rotor supérieur (12).
4. 4- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les matrices (24 ; 26) et les poinçons (28 ; 30) comprennent des arrêtes coupantes afin de couper un bord de tôle (8), ou les matrices (24 ; 26) et les poinçons (28 ; 30) comprennent des bords configurées pour tomber un bord de tôle (8).
5. 5- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la première matrice (24) et le premier poinçon (28) comprennent des premières lames configurées pour former un arrondi de rayon R1, et en ce que la deuxième matrice (26) et le deuxième poinçon (30) comprennent des deuxièmes lames configurées pour former un arrondi de rayon R2 supérieur au rayon R1.
6. 6- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bâti inférieur (4) comprend des moyens d’entraînement en rotation (14) du rotor inférieur (10).
7. 7- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de mise en correspondance (20) comprennent une forme de came (20) formée sur l’un des rotors (10 ; 12), notamment sur le rotor inférieur (10), ladite came (20) étant configurée pour entraîner en rotation l’autre des deux rotors (12) lors de la fermeture de l’outillage (2).
8. 8- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les moyens de mise en correspondance (20) comprennent des surfaces complémentaires (22) formées sur chacun des rotors (10 ; 12), lesdites surfaces complémentaires (22) étant aptes à communiquer un mouvement de rotation d’un rotor (10 ; 12) à l’autre lorsque l’outillage (2) est en position fermée.
9. 9- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les rotors (10 ; 12) comprennent chacun une moitié avec deux zones d’agencement de poinçon (28 ; 30) ou de matrice (24 ; 26).
10. 10- Outillage (2) selon l’une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu’il comprend un bloc (34) qui est fixé au bâti inférieur (4) et qui présente une surface de guidage en rotation de rotor inférieur (10) et au moins une, éventuellement deux surfaces de butée angulaire (49) coopérant avec le rotor inférieur (10) afin de le bloquer selon deux orientations distinctes.