FR3010333A1 - Formation d’ajourage dans un element de carrosserie - Google Patents

Abstract

L'invention a trait à un procédé de formation d'un ajourage dans une tôle, comprenant les étapes de serrage de la tôle (102) entre deux organes (116, 114) mobiles l'un par rapport à l'autre, et de découpe, par déplacement d'une lame (120) dans un orifice (122) des deux organes mobiles (116, 114), d'une portion (124) de la tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle étant généralement galbée autour de ladite portion (124). Les étapes de serrage et de découpe sont précédées d'une étape de structuration de la portion d'ajourage (124), de manière à lui conférer une stabilité de forme après la découpe, évitant ainsi un retour élastique et un coincement lors de son éjection. L'invention a également trait à un outillage de formation d'ajourage (110) ainsi qu'un outillage d'emboutissage pour réaliser les étapes de serrage et découpe, et de structuration, respectivement.

Description

FORMATION D'AJOURAGE DANS UN ELEMENT DE CARROSSERIE L'invention a trait au domaine de la fabrication de pièces en tôle métallique, telles que des éléments de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement, l'invention a trait à la fabrication de pièces par emboutissage et plus particulièrement encore à la réalisation d'ajourages dans de telles pièces. Les figures 1 à 3 illustrent les étapes habituelles de réalisation d'une pièce de carrosserie automobile, en l'occurrence d'une doublure capot. La figure 1 illustre un embouti 2 où les contours 4 doivent encore être découpés et les ajourages 6 et 8 réalisés. La figure 2 illustre l'embouti 2 à une étape suivante où les ajourages latéraux 6 et les contours sont formés par découpage de portions de tôle correspondantes. La figure 3 illustre l'embouti 2 à une étape encore suivante où les ajourages centraux 8 sont réalisés. Pour réaliser la découpe des portions de tôle formant les ajourages, il est connu d'utiliser l'outillage illustré à la figure 4. L'outillage 10 en question comprend, essentiellement, un bâti supérieur 12, un bâti inférieur 14 servant de poinçon, un presseur 16 monté sur ressort avec le bâti supérieur 12, et une lame 20 déplacée par le mouvement du bâti supérieur 12. Le bâti inférieur 14 comprend un orifice 22 correspondant à la forme d'un ajourage à réaliser dans l'embouti 2. Le bâti inférieur présente une surface de contact avec l'embouti qui se conforme essentiellement à la forme dudit embouti lorsque celui-ci est mis en place sur le bâti 14. Le presseur 16 assurer la mise en pression de l'embouti 2 contre le bâti inférieur, cette mise en pression étant réalisée par un mouvement de rapprochement par le bâti supérieur du bâti inférieur. La lame est en contact avec la face supérieure de l'embouti et présente un contour qui correspond essentiellement à celui de l'ajourage à réaliser et ainsi également à celui de l'orifice 22. Le mouvement de rapprochement des bâtis 12 et 14 a pour effet de presser la lame 20 contre la portion 24 de l'embouti 2 qui correspond à l'ajourage à réaliser. La lame est configurée pour découper l'embouti, la portion de tôle 24 étant ensuite éjectée une fois totalement découpée. Or, on peut observer que la portion de tôle 24 ainsi que les zones aux alentours sont 30 généralement galbées, ce galbe provenant de l'opération d'emboutissage précédente. Après découpe par la lame 20, la portion de tôle 24 se voit libérée des contraintes qui la liaient au reste de la tôle 2 et elle va alors se détendre, c'est-à-dire revenir vers une forme plus proche de sa forme initiale, vers une forme proche d'une forme plate. La dimension initiale de la portion de tôle 24 dans son état galbé et unitaire avec le reste de la tôle, au moment de sa découpe, correspond à la dimension D illustrée à la figure 4, c'est-à-dire, la dimension de l'orifice, plus précisément de l'épaulement 26 servant de surface de cisaillement. Une fois détachée du reste de la tôle 2, la portion 24, en se relâchant vers une forme moins galbée, va voir sa dimension augmenter pour se rapprocher de la dimension D' correspondant à celle où elle serait totalement plane. Elle va alors se coincer dans le passage de l'épaulement 26. Des moyens d'éjection doivent alors être mis en oeuvre pour éjecter la portion en question, ce qui n'est pas sans poser des problèmes de rendement. En effet, l'utilisation de tels moyens peut générer la formation de paillettes métalliques, notamment lorsque la tôle est en aluminium. La présence de paillettes est susceptible de polluer l'outillage et de requérir des retouches sur les pièces.

Le document de brevet FR 2 690 097 Al divulgue un dispositif et un procédé de formation d'un ajourage par découpage d'une tôle métallique. Le dispositif et le procédé sont configurés pour mettre la tôle en tension au moment du découpage, ces efforts de tension dans la tôle diminuant les efforts de découpe. La tôle ainsi que la portion à découper sont généralement plans. Après découpe, la portion découpée peut être galbée suite à l'opération de mise en tension, et ensuite revenir vers une forme moins galbée après séparation du reste de la tôle. La portion de tôle ainsi détachée est susceptible de coincer dans le passage de la matrice. Ce document présente par conséquent un problème similaire à celui exposé ci-avant en relation avec la figure 4.

L'invention a pour objectif de proposer une solution au problème rencontré par l'état de la technique tel que celui mentionné ci-avant. Plus particulièrement, l'invention a pour objectif de proposer un procédé de formation d'ajourages dans une pièce en tôle, qui évite les problèmes d'éjection de la ou des pièces découpées et qui soit par conséquent plus économique.

L'invention a pour objet un procédé de formation d'un ajourage dans une tôle, comprenant les étapes suivantes: serrage de la tôle entre deux organes mobiles l'un par rapport à l'autre; et découpe, par déplacement d'une lame dans un orifice des deux organes mobiles, d'une portion de la tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle étant généralement galbée autour de ladite portion; remarquable en ce que les étapes de serrage et de découpe sont précédées de l'étape suivante : structuration de la portion d'ajourage, de manière à lui conférer une stabilité de forme après la découpe. Selon un mode avantageux de l'invention, la structuration comprend la formation, par déformation de la portion d'ajourage, d'un ou plusieurs profilés s'étendant le long de la périphérie de ladite portion. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou au moins un des profilés comprend 10 une section en S avec deux courbures de concavités opposées. Selon un mode avantageux de l'invention, le ou les profilés s'étendent sur essentiellement toute la périphérie de la portion d'ajourage. Selon un mode avantageux de l'invention, la portion d'ajourage comprend un ou des bords le long du ou des profilés, ledit ou lesdits bords présentant une section galbée, 15 de largeur moyenne préférentiellement inférieure à 15 mm, plus préférentiellement mm, plus préférentiellement encore inférieure à 5 mm. Selon un mode avantageux de l'invention, la majorité de la partie centrale de portion d'ajourage est généralement plane. Selon un mode avantageux de l'invention, l'étape de structuration est réalisée lors 20 d'une étape de mise à forme par emboutissage de la tôle. Selon un mode avantageux de l'invention, les deux organes mobiles sont un poinçon et un presseur. L'invention a également pour objet un outillage de formation d'un ajourage dans une tôle par découpe d'une portion de ladite tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle 25 étant généralement galbée autour de ladite portion, comprenant: un poinçon destiné à recevoir la tôle emboutie; un presseur apte à presser la tôle contre le poinçon; une lame de découpe de la portion d'ajourage; remarquable en ce qu'il est configuré pour réaliser les étapes de serrage et de découpage du procédé de l'invention, la surface de la lame destinée à contacter la portion d'ajourage comprenant, à sa 30 périphérie, un profil structuré de manière à pouvoir épouser la forme structurée correspondante de la portion d'ajourage, préférentiellement à la périphérie de ladite portion. L'invention a également pour objet un outillage d'emboutissage de tôle, comprenant: une matrice; et un poinçon; remarquable en ce qu'il est configuré pour réaliser l'étape de structuration du procédé de l'invention, la matrice et le poinçon présentant des formes aptes à structurer par déformation la portion d'ajourage, préférentiellement à la périphérie de ladite portion. Les mesures de l'invention sont intéressantes en ce qu'elles permettent d'éviter le coincement des portions d'ajourage dans le passage pour la lame au travers des organes de pressage de l'embouti. Elles permettent d'éviter l'usage de moyens d'éjection qui peuvent exercer des efforts sur la portion d'ajourage et provoquer la formation de paillettes et une pollution de l'outillage. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l'aide de la description et des dessins parmi lesquels : - La figure 1 est une vue en perspective d'un embouti de doublure de capot, à une étape intermédiaire ; - La figure 2 est une vue en perspective de l'embouti de la figure 1 à une étape ultérieure, où les ajourages latéraux sont réalisés ; - La figure 3 est une vue en perspective de l'embouti de la figure 1 à une étape ultérieure, où les ajourages centraux sont réalisés ; - La figure 4 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, selon l'état de la technique ; - La figure 5 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, selon l'invention ; - La figure 6 est une vue en perspective d'un embouti avec une portion destinée à être découpée avec un outillage conforme à l'invention. Les figures 1 à 4 ont été décrites précédemment en relation avec la discussion de l'état de la technique. Il est à noter que les figures 1 à 3 sont également valables pour le procédé et l'outillage de l'invention qui vont être décrits en relation avec les figures 5 et 6. La figure 5 est une vue en coupe d'un outillage de formation d'ajourage par découpe, conforme à l'invention. L'outillage 110 comprend, essentiellement, un bâti supérieur 112, un bâti inférieur 114, un presseur 116, des moyens élastiques 118 de liaison entre le bâti supérieur 112 et le presseur 116. Il comprend également une lame 120 dont le mouvement est commandé par le bâti supérieur 112 et qui est apte à coulisser dans un orifice 122 traversant les bâtis supérieur et inférieur. Un embouti 102 formé par une étape précédente d'emboutissage est disposé entre le bâti inférieur 114 et le bâti supérieur 112. En l'occurrence, le bâti inférieur 114 forme un poinçon dont la surface de contact épouse une face de l'embouti 102. Le presseur 116 a une surface de contact qui épouse la face opposée de l'embouti. Ce dernier est alors pressé entre le poinçon 114 et le presseur 116 lors du rapprochement par le bâti supérieur du bâti inférieur et poinçon 114.

L'embouti 102 comprend une portion de tôle 124 qui correspond à un ajourage à réaliser. Cette portion de tôle 124 comprend une partie centrale 128 généralement plane et une partie périphérique 130 formant des profilés aptes à rigidifier la portion en question. La partie périphérique 130 permet ainsi d'assurer une liaison entre la partie centrale généralement plane 128 et le reste de la tôle 102 au pourtour de la portion 124, qui est généralement galbé. La figure 6 est une vue en perspective de la tôle 102 à l'état embouti avant découpe de la portion 124. La partie centrale 128 généralement plane y est bien visible. On peut également y observer les profilés 130 à la périphérie de la portion de tôle. Plus précisément, on peut observer aussi bien à la figure 6 qu'à la figure 5, que les profilés sont formés par une déformation de la tôle suivant un profil en S 132, à savoir avec une première courbe suivant une première concavité et ensuite avec une deuxième courbe de concavité essentiellement opposée à celle de la première courbe. Les bords 134 de la portion de tôle 124 à la périphérie des profilés 130 de section en S 132 présentent préférentiellement une largeur moyenne limitée, comme par exemple inférieure à 20 mm, préférentiellement 15 mm, plus préférentiellement 10 mm, plus préférentiellement encore 5 mm.

Les profilés 130 confèrent à la portion de tôle 124 une rigidité qui élimine, ou du moins limite de manière substantielle, toute déformation de ladite portion après détachement du reste de la tôle et qui tendrait à augmenter sa dimension et à la coincer dans le passage 122, plus particulièrement à hauteur de l'épaulement 126.

En effet, la structuration de la portion de tôle 124, plus particulièrement au niveau de sa périphérie, la rigidifie et évite toute déformation du type retour élastique lors de sa séparation de la tôle 102, et ce, même en présence d'un gable à la partie centrale. Dans l'exemple illustré aux figures 5 et 6, la partie centrale 128 est essentiellement plane, ce qui réduit encore davantage la tendance au retour élastique. Compte tenu que la tôle avant emboutissage est en principe plane, il est en effet avantageux de conserver la partie centrale 128 de la portion de tôle 124 correspondant à l'ajourage à l'état plan. Cela diminue les efforts d'emboutissage et limite la tendance au retour élastique lors de la découpe de la portion. La forme structurée des profilés à la périphérie permettent par ailleurs de compenser les différences de hauteur entre la partie centrale, éventuellement plane, et le périmètre de la portion 124 au niveau de sa liaison avec le reste de la tôle. Les profilés 130 présentent une section transversale essentiellement en forme de S 132, le bord extérieur 134 de ce profil présentant toutefois une forme galbée dans la continuité de la forme galbée de la tôle autour de la portion 124. Ce bord 134 peut subir un retour élastique après séparation du reste de la tôle. Sa largeur réduite limite toutefois fortement son effet au niveau du coincement dans le passage d'éjection 122. La dimension de la portion de tôle 124 va donc rester inférieure à la dimension D du passage 122 à hauteur de l'épaulement 126, ce qui permettra son éjection par gravité, sans coincement intempestif.

La tôle est en matériau métallique, préférentiellement en aluminium. La tôle emboutie est préférentiellement une doublure de carrosserie de véhicule automobile.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1. Procédé de formation d'un ajourage dans une tôle (102), comprenant les étapes suivantes : - serrage de la tôle (102) entre deux organes (116, 114) mobiles l'un par rapport à l'autre ; et - découpe, par déplacement d'une lame (120) dans un orifice (122) des deux organes mobiles (116, 114), d'une portion (124) de la tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle (102) étant généralement galbée autour de ladite portion ; caractérisé en ce que les étapes de serrage et de découpe sont précédées de l'étape suivante : - structuration de la portion d'ajourage (124), de manière à lui conférer une stabilité de forme après la découpe.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structuration comprend la formation, par déformation de la portion d'ajourage (124), d'un ou plusieurs profilés (130) s'étendant le long de la périphérie de ladite portion.
3. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le ou au moins un des profilés (130) comprend une section en S (132) avec deux courbures de concavités opposées.
4. 4. Procédé selon l'une des revendications 2 et 3, et caractérisé en ce que le ou les profilés (130) s'étendent sur essentiellement toute la périphérie de la portion d'ajourage (124).
5. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, et caractérisé en ce que la portion d'ajourage (124) comprend un ou plusieurs bords (134) le long du ou des profilés, ledit ou lesdits bords présentant une section galbée, de largeur moyenne préférentiellement inférieure à 15 mm, plus préférentiellement 10 mm, plus préférentiellement encore inférieure à 5 mm.
6. 6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, et caractérisé en ce que la majorité de la partie centrale (128) de la portion d'ajourage (124) est généralement plane.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, et caractérisé en ce que l'étape de structuration est réalisée lors d'une étape de mise à forme par emboutissage de la tôle (102).
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, et caractérisé en ce que les deux organes mobiles sont un poinçon (114) et un presseur (116).
9. 9. Outillage (110) de formation d'un ajourage dans une tôle (102) par découpe d'une portion (124) de ladite tôle, correspondant à l'ajourage, ladite tôle étant généralement galbée autour de ladite portion, comprenant : - un poinçon (114) destiné à recevoir la tôle emboutie (102) ; - un presseur (116) apte à presser la tôle (102) contre le poinçon (114) ; - une lame (120) de découpe de la portion d'ajourage (124) ; caractérisé en ce qu'il est configuré pour réaliser les étapes de serrage et de découpage du procédé de l'une des revendications 1 à 8, la surface de la lame (120) destinée à contacter la portion d'ajourage (124) comprenant, à sa périphérie, un profil structuré de manière à pouvoir épouser la forme structurée (130) correspondante de la portion d'ajourage (124), préférentiellement à la périphérie de ladite portion.
10. 10.Outillage d'emboutissage de tôle, comprenant : - une matrice ; et - un poinçon ; caractérisé en ce qu'il est configuré pour réaliser l'étape de structuration du procédé de l'une des revendications 1 à 8, la matrice et le poinçon présentant des formes aptes à structurer par déformation la portion d'ajourage (124), préférentiellement à la périphérie de ladite portion.