EP0475923A1 - Dispositif de régulation de la force de serre-flan dans une presse - Google Patents

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EP0475923A1
EP0475923A1 EP91870129A EP91870129A EP0475923A1 EP 0475923 A1 EP0475923 A1 EP 0475923A1 EP 91870129 A EP91870129 A EP 91870129A EP 91870129 A EP91870129 A EP 91870129A EP 0475923 A1 EP0475923 A1 EP 0475923A1
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EP
European Patent Office
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blank holder
cylinder
sliding member
blank
fluid
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EP91870129A
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German (de)
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EP0475923B1 (fr
Inventor
Richard Kergen
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Cambio Sede boulevard De Colonster B57 - B - 4000
Original Assignee
Cockerill Sambre SA
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D24/00—Special deep-drawing arrangements in, or in connection with, presses
    • B21D24/04—Blank holders; Mounting means therefor
    • B21D24/08—Pneumatically or hydraulically loaded blank holders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks

Definitions

  • the present invention relates to a fluidic device for regulating the force of blank holder in a stamping press.
  • a stamping press essentially comprises a table on which is fixed a matrix with an imprint whose design is that of the external surface of the piece to be stamped, a blank holder used to fix the sheet blank to be stamped and a punch fixed to the slide of the press, this punch having a design complementary to that of the imprint of the die.
  • the blank holder exerts a clamping pressure on the sides of the blank in order to prevent wrinkling of the sheet following the shrinking effect.
  • the clamping pressure exerted by the blank holder can also be used to create a high tension in the stamped skirt in the case of conical stamps or for calibration by stretching on a punch for example.
  • the blank holder and the punch can be mounted above the die, the clamping pressure and the drawing force acting downwards, or be mounted below the die , in which case the clamping pressure and the drawing force are exerted upwards.
  • the blank holder is consisting of a moving part actuated by hydraulic cylinders or by a drive mechanism. These devices provide a clamping force which is usually kept constant during the stamping operation while the stamping force exerted on the punch varies as a function of the stroke of the punch passing through a maximum.
  • the jacks of a hydraulic press mounted in a known manner above a blank holder generally work at the end of the travel and, therefore, the volume of fluid to be compressed is very large, which has for consequence of significantly limiting the dynamic performance of a pressure regulation system acting directly on the blank holding cylinders of the press.
  • Mechanical control of the blank holder does little to regulate the pressure during the cycle, and the addition of a passive hydraulic system, as has already been done, only serves to stabilize the pressure tightening and does not change the impossibility of regulating the pressure during the cycle.
  • the object of the present invention is to propose a device adaptable to a conventional mechanical or hydraulic press and making it possible to vary the force of the blank holder in a controlled manner and with excellent dynamic performance.
  • an exemplary embodiment comprises a body intended to be mounted on the aforementioned sliding member so as to be driven by it, said body accommodating at least one compact fluid cylinder and comprising at at least one conduit for bringing pressurized fluid into the jack, the piston of each jack being attached to a movable member intended to cooperate with and move the blank holder relative to said body, so that when the displacement of the aforementioned sliding member is stopped by a stop, before the blank holder has come into contact with a blank placed on or against the matrix, the force exerted by the blank holder on said blank is determined by the pressure fluid injected into said cylinder and may vary during the stamping cycle.
  • the pressurized fluid is supplied via an adjustment valve arranged to adjust the pressure of the fluid in response to an adjustment signal (R) representing the difference between the pressure effective (P) of the fluid at the valve outlet and a pressure setpoint (C) determined from at least one measurement signal (M) generated by at least one measurement sensor and representing at all times the relative position instant of the punch relative to the die.
  • R an adjustment signal representing the difference between the pressure effective (P) of the fluid at the valve outlet and a pressure setpoint (C) determined from at least one measurement signal (M) generated by at least one measurement sensor and representing at all times the relative position instant of the punch relative to the die.
  • the invention offers various interesting possibilities for solving practical problems in the production of stampings.
  • the invention makes it possible to maximize the drawing force in order to minimize the dimensions of the blank, or to suppress the elastic return of a stamping in order to obtain high precision on the stamped part, or else to avoid the appearance of folds in the skirt of the stamping and thus maximize the reduction ratio achievable in one pass, that is to say the ratio between the diameter of the blank and the diameter of the punch.
  • Figure 1 is a sectional view of a typical hydraulic press in which is incorporated an exemplary device according to the invention.
  • Figure 2 is a view similar to that of Figure 1, showing the machine at the end of stamping operation.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of variation of the hold-down force produced with the device according to the invention.
  • FIG. 4 is an overall diagram of a regulation system organized around the device according to the invention.
  • FIG. 5 illustrates the application of the device according to the invention in a second type of typical hydraulic press.
  • FIG. 1 there is shown an exemplary stamping press, of the hydraulic type.
  • This press comprises a table 1 carrying a matrix 2 with an imprint whose design is that of the outer surface of a part to be stamped.
  • the reference sign 3 designates a blank holder intended to exert pressure on the sheet blank to be stamped
  • the reference sign 4 designates the press slide
  • the reference sign 5 designates a punch having a design complementary to that of the 'imprint of the die
  • the reference sign 6 designates the slide of the punch in order to bring the punch 5 closer to and away from the die 2.
  • the blank holder 3 is not fixed directly to the press slide 4, but by means of an adjustment device 10, an exemplary embodiment of which is described below.
  • This device comprises a body 11 fixed (for example by screws not shown) to the slide 4 of the press.
  • the body 11 In the body 11 are housed for compact fluid cylinders 12 with very short stroke.
  • the pistons 15 of the jacks 12 bear on a plate 16 fixed to the blank holder 3 by means not shown.
  • the plate 16 is guided and locked relative to the body 11 by any means (not shown), commonly used in press tools.
  • the body 11 comprises at least one conduit 13 for the supply of a pressurized fluid coming from any source of fluid (source of press fluid or autonomous group).
  • the body 11 carries a connection plate 17 comprising several channels 14 for connecting several jacks 12 to a supply duct 13 interchangeably. Connections can be changed simply by replacing one connection plate with another. The seal between the connection plate 17 and the body 11 is ensured by means of seals "0" for example.
  • the cylinders are in principle single acting cylinders.
  • the cylinders can also be annular cylinders whose axis coincides with the axis of the tool or be pockets of elastomeric material, for example, or any other device capable of producing an axial pressure using a fluid under pressure.
  • the slide 4 of the press descends, driving the body 11, the plate 16 and the blank holder 3 towards the table 1 of the machine.
  • the body 11 continues its downward movement until it touches a stopper 18 which is here fixed on the machine table.
  • the height of the stop 18 and the clearance between the body 11 and the plate 16 are adjusted so that the pressing force is exerted on the stop 18 and not point on the die 2 or on the blank 100 placed on the die .
  • the jacks 12 are pressurized by injecting a fluid therein while the punch 5 is moved down to come and make a stamping ( Figure 2).
  • Curve A in FIG. 3 represents a typical variation in the force of a punch when the force of the blank holder is kept constant as in the known technique.
  • Curve B represents an exemplary variation curve of the hold-down force that the device according to the invention makes it possible to obtain.
  • the jacks 12 being very compact, the volume of fluid which they contain is very reduced and that consequently it is possible to produce significant and steep variations in the force. with very low fluid flow rates.
  • the regulation device produced according to the invention is therefore a very sensitive dynamic system, which makes it possible to carry out fine and very reliable dynamic control and regulation.
  • One or more pressure sensors can be provided to measure the pressure in the cylinders 12: one can for example use piezoelectric pressure sensors type 4283A200 from the company Kistler.
  • a displacement sensor can be provided to measure the position of the punch 5 relative to the die 2: one can for example use a displacement sensor of the Temposonic brand having a measurement accuracy of 0.1 mm.
  • Another displacement sensor can be provided to measure the difference between the blank holder 3 and the matrix 2: it is possible, for example, to use an inductive displacement sensor having a high precision of 0.01 mm.
  • a force sensor, of the piezoelectric type for example, can be provided between the punch 5 and the slide to measure the drawing force.
  • the electrical voltage or current signals produced by the aforementioned sensors and which are proportional to the quantities measured, are used to continuously generate a pressure setpoint so as to regulate the hold-down force at any time at the required value in according to the dynamic parameters of the press.
  • FIG. 4 is an overall diagram of a system of dynamic regulation organized around the pressure regulator device according to the invention.
  • An independent hydraulic group 21 or the hydraulic system of the machine delivers a pressurized fluid to the jacks 12 via an adjustment valve 22, for example a high performance servo valve such as a Moog valve series D760 or a proportional valve.
  • a regulation card 23 receiving at a first input a signal P representing the measurement of the pressure at the output of the valve 22 carried out by means of a pressure sensor 24.
  • the card 23 receives a setpoint signal C representing a pressure setpoint.
  • the regulation card 23 is arranged to determine the difference between the measured pressure and the pressure setpoint and to produce an adjustment signal R for the valve 22 so as to reduce said pressure difference to zero.
  • the pressure setpoint C is determined by a processor 20 from the measurement signals M produced by the sensor (s) by performing mathematical calculations and / or logic tests adapted to the particular application concerned.
  • the device of the invention it is also possible, thanks to the device of the invention, to reduce the effective force of blank holder to the minimum value strictly necessary to prevent the appearance of folds between blank holder and matrix and thus to maximize the reduction ratio ( diameter of the blank relative to the diameter of the punch) achievable in one pass.
  • This result can be achieved thanks to the invention by measuring the distance between the die 2 and the blank holder 3 using a displacement sensor. Indeed, the distance between the matrix and the blank holder increases as soon as folds appear. From the measurement of this distance, the processor generates the pressure setpoint according to a regulation logic capable of minimizing the hold-down pressure to the value just necessary to prevent the development of folds.
  • the device can also be applied to control the folds appearing in the skirt of a conical stamping, that is to say that an appropriate profile of blank holder force is developed comprising for example, a cyclic variation with an evolving average value, that is to say that the force of the blank holder is regulated from the measurement of the amplitude of the folds in the skirt of the stamping, measurement provided for example by sensors of displacements or by an optical system analyzing the visual appearance of the skirt during stamping.
  • the device according to the invention is obviously also adaptable to a stamping press in which the punch and the blank holder are mounted below the die.
  • Figure 5 illustrates this application.
  • the body 11 of the device according to the invention rests here on the sliding columns 4.
  • the blank holder 3 rests on the movable member 16 which cooperates with the pistons 15 of the jacks 12 housed in the body 11 as described above.
  • the stops 18 intended to limit the distance between the slide 1 and the body 11 are here carried by the body 11.
  • the operation of the device for adjusting the pressure of the blank holder is in all respects similar to that of the embodiment of the Figure 1.
  • the device according to the invention can be produced in various embodiments. It can be made to fit and be mounted on an existing stamping press as in the embodiment described by way of example in the above.
  • the device according to the invention can also be integrated into any new stamping press, in various embodiments.

Landscapes

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Abstract

Dispositif de régulation fluidique destiné à être placé entre un serre-flan et l'organe coulissant servant à déplacer le serre-flan. Il comprend par exemple un corps (11) destiné à être monté sur l'organe coulissant (4) précité de manière à être entraîné par celui-ci, ledit corps (11) logeant au moins un vérin fluidique compact (12) et comportant au moins un conduit (13) pour l'amenée d'un fluide sous pression dans le(s) vérin(s) (12), le piston (15) de chaque vérin étant attaché à une organe mobile (16) destiné à coopérer avec et déplacer le serre-flan (3) par rapport audit corps (11), de manière que, lorsque le déplacement de l'organe coulissant précité se trouve arrêté par une butée (18), avant que le serre-flan (3) ne soit venu en contact avec un flan placé sur la matrice (2), la force exercée par le serre-flan sur ledit flan soit déterminée par la pression du fluide injecté dans ledit vérin (12) et puisse varier au cours du cycle d'emboutissage. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne un dispositif fluidique pour réguler la force de serre-flan dans une presse d'emboutissage à emboutir.
  • Une presse à emboutir comprend essentiellement une table sur laquelle est fixée une matrice avec une empreinte dont le dessin est celui de la surface extérieure de la pièce à emboutir, un serre-flan servant à fixer le flan de tôle à emboutir et un poinçon fixé au coulisseau de la presse, ce poinçon ayant un dessin complémentaire de celui de l'empreinte de la matrice. Lorsque le poinçon exerce une pression sur un flan placé sur la matrice, il déforme celui-ci dans l'intervalle entre la matrice et le poinçon.
  • Le serre-flan exerce une pression de serrage sur les faces du flan dans le but d'empêcher le plissement de la tôle suite à l'effet de rétreint. La pression de serrage exercée par le serre-flan peut en outre servir à créer une forte tension dans la jupe d'emboutis dans le cas d'emboutis coniques ou pour le calibrage par étirage sur poinçon par exemple.
  • Sur une presse mécanique ou hydraulique classique, le serre-flan et le poinçon peuvent être montés au-dessus de la matrice, la pression de serrage et la force d'emboutissage s'exerçant vers le bas, ou être montés en dessous de la matrice, auquel cas la pression de serrage et la force d'emboutissage s'exercent vers le haut. Dans la première disposition, le serre-flan est constitué d'une pièce mobile actionnée par des vérins hydrauliques ou par un mécanisme d'entraînement. Ces dispositifs assurent une force de serrage qui est usuellement maintenue constante pendant l'opération d'emboutissage tandis que la force d'emboutissage exercée sur le poinçon varie en fonction de la course du poinçon en passant par un maximum. Cependant, il y a un intérêt certain à faire varier la force de serre-flan pendant la course du poinçon, par exemple pour maintenir la force du poinçon à son maximum admissible pendant le cycle d'emboutissage de manière à utiliser au maximum les capacités de déformation du métal. Or les dispositifs connus ne permettent guère de faire varier la force de serre-flan, du moins avec des performances dynamiques suffisamment élevées.
  • En effet, les vérins d'une presse hydraulique montés de manière connue au-dessus d'un serre-flan travaillent en général en fin de course et, de ce fait, le volume de fluide à comprimer est très grand, ce qui a pour conséquence de limiter très sensiblement les performances dynamiques d'un système de régulation de la pression agissant directement sur les vérins serre-flan de la presse. Un pilotage mécanique du serre-flan, quant à lui, ne permet guère de réguler la pression en cours de cycle, et l'adjonction d'un système hydraulique passif, comme cela a déjà été réalisé, ne sert qu'à stabiliser la pression de serrage et ne change en rien l'impossibilité de réguler la pression en cours de cycle.
  • Dans la seconde disposition sur presse, dans laquelle le serre-flan et le poinçon sont montés en dessous de la matrice, le serre-flan repose sur des colonnes qui prennent appui sur le coussin hydraulique ou pneumatique de la presse. Un coussin hydraulique n'offre cependant que de faibles performances dynamiques en terme de régulation de force et un coussin pneumatique n'offre aucune possibilité de variation contrôlée de la pression en cours de cycle. En bref, les presses connues n'offrent que des possibilités limitées de faire varier la force du serre-flan d'une façon contrôlée au cours du cycle d'emboutissage.
  • La présente invention a pour but de proposer un dispositif adaptable sur une presse mécanique ou hydraulique classique et permettant de faire varier la force du serre-flan de façon contrôlée et avec d'excellentes performances dynamiques.
  • Ce but est atteint grâce à l'invention par un dispositif de régulation fluidique qui se trouve placé entre le serre-flan et l'organe coulissant servant à déplacer le serre-flan.
  • Conformément à un premier aspect de l'invention, un mode de réalisation exemplaire comprend un corps destiné à être monté sur l'organe coulissant précité de manière à être entraîné par celui-ci, ledit corps logeant au moins un vérin fluidique compact et comportant au moins un conduit pour l'amenée d'un fluide sous pression dans le vérin, le piston de chaque vérin étant attaché à un organe mobile destiné à coopérer avec et déplacer le serre-flan par rapport audit corps, de manière que, lorsque le déplacement de l'organe coulissant précité se trouve arrêté par une butée, avant que le serre-flan ne soit venu en contact avec un flan placé sur ou contre la matrice, la force exercée par le serre-flan sur ledit flan soit déterminée par la pression du fluide injecté dans ledit vérin et puisse varier au cours du cycle d'emboutissage.
  • Conformément à un second aspect de l'invention, le fluide sous pression est amené par l'intermédiaire d'une vanne de réglage agencée pour régler la pression du fluide en réponse à un signal de réglage (R) représentant l'écart entre la pression effective (P) du fluide à la sortie de la vanne et une consigne de pression (C) déterminée à partir d'au moins un signal de mesure (M) généré par au moins un capteur de mesure et représentant à tout moment la position relative instantanée du poinçon par rapport à la matrice.
  • Grâce à la régulation de la force de serre-flan qu'elle assure, l'invention offre diverses possibilités intéressantes pour résoudre des problèmes pratiques dans la réalisation d'emboutis. Par exemple, l'invention permet de maximiser la force d'emboutissage afin de minimiser les dimensions du flan, ou de supprimer le retour élastique d'un embouti afin d'obtenir une grande précision sur la pièce emboutie, ou encore d'éviter l'apparition de plis dans la jupe de l'embouti et maximiser ainsi le rapport de réduction réalisable en une passe, c'est-à-dire le rapport entre le diamètre du flan et le diamètre du poinçon.
  • D'autres aspects, caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de l'exposé qui suit, dans lequel un mode de réalisation exemplaire de l'invention est décrit à l'aide des dessins joints.
  • La figure 1 est une vue en coupe d'une presse hydraulique typique dans laquelle est incorporé un dispositif exemplaire conforme à l'invention.
  • La figure 2 est une vue semblable à celle de la figure 1, montrant la machine en fin d'opération d'emboutissage.
  • La figure 3 est un diagramme montrant un exemple de variation de la force de serre-flan réalisée avec le dispositif selon l'invention.
  • La figure 4 est un schéma d'ensemble d'un système de régulation organisé autour du dispositif selon l'invention.
  • La figure 5 illustre l'application du dispositif selon l'invention dans un second type de presse hydraulique typique.
  • Se reportant à la figure 1 on voit représentée une presse à emboutir exemplaire, du type hydraulique. Cette presse comprend une table 1 portant une matrice 2 avec une empreinte dont le dessin est celui de la surface extérieure d'une pièce à emboutir. Le signe de référence 3 désigne un serre-flan destiné à exercer une pression sur le flan de tôle à emboutir, le signe de référence 4 désigne le coulisseau de presse, le signe de référence 5 désigne un poinçon ayant un dessin complémentaire de celui de l'empreinte de la matrice, et le signe de référence 6 désigne le coulisseau du poinçon afin de rapprocher et écarter le poinçon 5 de la matrice 2.
  • Conformément à l'invention, le serre-flan 3 ne se trouve pas fixé directement sur le coulisseau de presse 4, mais par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage 10 dont un mode de réalisation exemplaire est décrit ci-après.
  • Ce dispositif selon l'invention comprend un corps 11 fixé (par exemple par des vis non représentées) au coulisseau 4 de la presse. Dans le corps 11 sont aménagés les logements pour des vérins fluidiques compacts 12 à très faible course. Les pistons 15 des vérins 12 prennent appui sur une plaque 16 fixée au serre-flan 3 par des moyens non représentés. La plaque 16 est guidée et bloquée par rapport au corps 11 par des moyens quelconques (non représentés), couramment utilisés dans les outillages de presse. Le corps 11 comporte au moins un conduit 13 pour l'amenée d'un fluide sous pression provenant d'une source de fluide quelconque (source de fluide de la presse ou groupe autonome).
  • Dans le mode d'exécution illustré, le corps 11 porte une plaque de connexions 17 comportant plusieurs canaux 14 pour connecter plusieurs vérins 12 à un conduit d'alimentation 13 de manière interchangeable. Les connexions peuvent être modifiées simplement en remplaçant une plaque de connexion par une autre. L'étanchéité entre la plaque de connexion 17 et le corps 11 est assurée au moyen de joints "0" par exemple. Les vérins sont en principe des vérins à simple effet. Les vérins peuvent également être des vérins annulaires dont l'axe coïncide avec l'axe de l'outil ou être des poches en matière élastomère, par exemple, ou tout autre dispositif capable de produire une pression axiale à l'aide d'un fluide sous pression.
  • En fonctionnement, le coulisseau 4 de la presse descend en entraînant le corps 11, la plaque 16 et le serre-flan 3 vers la table 1 de la machine. Le corps 11 poursuit sa course descendante jusqu'à ce qu'il touche une butée 18 qui est ici fixée sur la table de la machine. La hauteur de la butée 18 et le jeu entre le corps 11 et la plaque 16 sont réglés de manière que la force d'appui s'exerce sur la butée 18 et non point sur la matrice 2 ou sur le flan 100 placé sur la matrice. Lorsque le corps 11 s'appuie sur la butée 18, on met les vérins 12 sous pression en y injectant un fluide tandis que le poinçon 5 se trouve déplacé vers le bas pour venir réaliser un embouti (figure 2). En faisant varier la pression du fluide injecté dans les vérins, on peut ainsi modifier la force exercée sur le serre-flan, ce qui modifie la force exercée par le poinçon car celle-ci a une composante qui est directement liée à la force de serre-flan. On peut ainsi faire varier la pression du fluide des vérins de manière que la force de serre-flan varie de façon telle que le poinçon 5 puisse travailler avec une force constante.
  • La courbe A de la figure 3 représente une variation typique de la force d'un poinçon lorsque la force de serre-flan est maintenue constante comme dans la technique connue. La courbe B représente une courbe de variation exemplaire de la force de serre-flan que permet d'obtenir le dispositif selon l'invention. En réglant la pression du fluide de manière que le profil de la courbe B corresponde au profil inversé de la courbe A, on peut faire travailler le poinçon avec une force pratiquement constante, représentée par la ligne E.
  • Il est à remarquer que, les vérins 12 étant très compacts, le volume de fluide qu'ils contiennent est très réduit et que par conséquent il est possible de réaliser des variations importantes et raides de la force avec des débits de fluide très faibles. Le dispositif de régulation réalisé selon l'invention est donc un système dynamique très sensible, ce qui permet d'effectuer un contrôle et une régulation dynamiques fine et très fiable.
  • Pour assurer un contrôle rigoureux des paramètres du système de régulation, le dispositif décrit plus haut se complète de différents capteurs de mesure placés sur la machine. Un ou plusieurs capteurs de pression peuvent être prévus pour mesurer la pression dans les vérins 12 : on peut par exemple utiliser des capteurs de pression piézo-électriques type 4283A200 de la firme Kistler. Un capteur de déplacement peut être prévu pour mesurer la position du poinçon 5 par rapport à la matrice 2 : on peut par exemple utiliser un capteur de déplacement de la marque Temposonic ayant une précision de mesure de 0,1 mm. Un autre capteur de déplacement peut être prévu pour mesurer l'écart entre le serre-flan 3 et la matrice 2 : on peut par exemple utiliser un capteur de déplacement inductif ayant une précision élevée de 0,01 mm. Un capteur de force, de type piézo-électrique par exemple, peut être prévu entre le poinçon 5 et le coulisseau pour mesurer la force d'emboutissage.
  • Les signaux électriques de tension ou de courant produits par les capteurs précités et qui sont proportionnels aux grandeurs mesurées, sont utilisés pour générer de façon continue une consigne de pression de manière à réguler à tout moment la force de serre-flan à la valeur requise en fonction des paramètres dynamiques de la presse.
  • La figure 4 est un schéma d'ensemble d'un système de régulation dynamique organisé autour du dispositif régulateur de pression conforme à l'invention. Un groupe hydraulique indépendant 21 ou le système hydraulique de la machine délivre un fluide sous pression aux vérins 12 par l'intermédiaire d'une vanne de réglage 22, par exemple une servo-vanne de haute performance telle qu'une vanne Moog série D760 ou une vanne proportionnelle. A la vanne 22 est associée une carte de régulation 23 recevant à une première entrée un signal P représentant la mesure de la pression à la sortie de la vanne 22 effectuée au moyen d'un capteur de pression 24. A une seconde entrée, la carte de régulation 23 reçoit un signal de consigne C représentant une consigne de pression. La carte de régulation 23 est agencée pour déterminer l'écart entre la pression mesurée et la consigne de pression et pour produire un signal de réglage R pour la vanne 22 de manière à réduire ledit écart de pression à zéro.
  • La consigne de pression C est déterminée par un processeur 20 à partir des signaux de mesure M produits par le ou les capteurs en effectuant des calculs mathématiques et/ou des tests logiques adaptés à l'application particulière concernée.
  • Les exemples qui suivent illustrent l'application du système selon l'invention à quelques cas typiques exemplaires. Lorsque l'on désire maximiser la force d'emboutissage afin de minimiser les dimensions du flan, on peut par exemple générer la consigne de pression C suivant le profil de variation illustré par la courbe B de la figure 3, ce profil ayant été déterminé expérimentalement par un premier essai à pression constante. La consigne de pression C est alors générée en fonction de la position du poinçon 5, relevée par un capteur de déplacement et en fonction de l'écart entre la force de poinçon maximum admissible et la force réelle mesurée par un capteur de force. On peut également générer la consigne de pression en fonction de la mesure de la force du poinçon et en fonction d'une logique de régulation prédéterminée.
  • Dans le cas où l'on désire supprimer le retour élastique de l'embouti afin d'obtenir une grande précision sur la pièce emboutie, on peut augmenter brusquement la pression de serre-flan en fin d'emboutissage de manière à réduire ou supprimer le glissement du flan entre la matrice 2 et le serre-flan 3, et à provoquer ainsi une déformation en expansion sur le poinçon 5.
  • Il est possible aussi, grâce au dispositif de l'invention, de ramener la force effective de serre-flan à la valeur minimale strictement nécessaire pour empêcher l'apparition de plis entre serre-flan et matrice et de maximiser ainsi le rapport de réduction (diamètre du flan par rapport au diamètre du poinçon) réalisable en une passe. Ce résultat peut être atteint grâce à l'invention en mesurant la distance entre la matrice 2 et le serre-flan 3 à l'aide d'un capteur de déplacement. En effet, la distance entre la matrice et le serre-flan augmente dès qu'apparaissent des plis. A partir de la mesure de cette distance, le processeur génère la consigne de pression d'après une logique de régulation propre à minimiser la pression de serre-flan à la valeur juste nécessaire à empêcher le développement de plis. Le dispositif peut aussi s'appliquer pour contrôler les plis apparaissant dans la jupe d'un embouti cônique, soit que l'on développe un profil approprié de force de serre-flan comportant par exemple une variation cyclique à valeur moyenne évolutive, soit encore que l'on régule la force de serre-flan à partir de la mesure de l'amplitude des plis dans la jupe de l'embouti, mesure fournie par exemple par des capteurs de déplacements ou par un système optique analysant l'aspect visuel de la jupe en cours d'emboutissage.
  • Le dispositif selon l'invention est évidemment adaptable également à une presse à emboutir dans laquelle le poinçon et le serre-flan sont montés en dessous de la matrice. La figure 5 illustre cette application. Dans cette figure on distingue le coulisseau de presse 1 avec la matrice 2, le serre-flan 3 portant un flan à emboutir 100 et le poinçon 5 reposant sur la table de presse 6. Le corps 11 du dispositif selon l'invention repose ici sur les colonnes coulissantes 4. Le serre-flan 3 repose sur l'organe mobile 16 qui coopère avec les pistons 15 des vérins 12 logés dans le corps 11 comme décrit plus haut. Les butées 18 destinées à limiter la distance entre le coulisseau 1 et le corps 11 sont ici portées par le corps 11. Le fonctionnement du dispositif de réglage de la pression de serre-flan est en tous points similaire à celui du mode de réalisation de la figure 1. Lors de la descente du coulisseau 1, celui-ci vient contre les butées 18 et entraîne le corps 11 vers le bas. Celui-ci est mis en pression contre le coulisseau 1 par l'intermédiaire des butées 18 sous l'effet des colonnes 4 qui s'appuient sur un coussin hydraulique ou pneumatique non représenté. La force de serre-flan sur le flan 100 pincé entre la matrice 2 et le serre-flan 3 est réalisée comme ci-dessus à l'aide des vérins 15. L'ensemble des pièces décrites ci-avant continue sa course vers le bas ; le poinçon 5, qui repose sur la table de la presse, est fixe et la tôle s'emboutit entre ce poinçon 5 et la matrice 2. La force du coussin de presse est toujours supérieure à la force exercée par l'ensemble des vérins 15.
  • Il est bien entendu que le dispositif selon l'invention peut être réalisé dans divers modes d'exécution. Il peut être réalisé pour s'adapter et être monté sur une presse à emboutir existante comme dans le mode d'exécution décrit à titre d'exemple dans ce qui précède. Le dispositif conforme à l'invention peut également être intégré à toute nouvelle presse à emboutir, en divers modes d'exécution.

Claims (10)

  1. Dispositif pour régler la force de serre-flan dans une presse à emboutir comprenant une matrice (2), un organe coulissant (4) sur lequel est monté un serre-flan (3), et un poinçon (5), caractérisé en ce qu'il comprend un corps (11) destiné à être monté sur l'organe coulissant (4) précité de manière à être entraîné par celui-ci, ledit corps (11) logeant au moins un vérin fluidique compact (12) et comportant au moins un conduit (13) pour l'amenée d'un fluide sous pression dans chaque vérin (12), le piston (15) de chaque vérin étant attaché à une organe mobile (16) destiné à coopérer avec et déplacer le serre-flan (3) par rapport audit corps (11), de manière que, lorsque le déplacement de l'organe coulissant précité se trouve arrêté par une butée (18) , avant que le serre-flan (3) ne soit venu en contact avec un flan placé sur ou contre la matrice (2), la force exercée par le serre-flan sur ledit flan soit déterminée par la pression du fluide injecté dans ledit vérin (12) et puisse varier au cours du cycle d'emboutissage.
  2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit corps (11) porte une plaque de connexions (17) comportant plusieurs canaux (14) pour amener un fluide sous pression vers plusieurs vérins (12) de manière interchangeable à partir d'un conduit d'alimentation.
  3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le fluide sous pression est amené par l'intermédiaire d'une vanne de réglage (22) agencée pour régler la pression du fluide en réponse à un signal de réglage (R) représentant l'écart entre la pression effective (P) du fluide à la sortie de la vanne et une consigne de pression (C) déterminée à partir d'au moins un signal de mesure (M) généré par au moins un capteur de mesure et représentant à tout moment la position relative instantanée du poinçon (5) par rapport à la matrice (2).
  4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la consigne de pression (C) est calculée en permanence par un processeur (20).
  5. Presse à emboutir comprenant une table (1) sur laquelle est fixée une matrice (2), un organe coulissant (4) sur lequel est monté un serre-flan (3), et un poinçon 5, caractérisée en ce qu'elle comporte une butée (18) pour limiter la course de l'organe coulissant (4) précité et un dispositif fluidique comprenant, entre le serre-flan (3) et l'organe coulissant (4) précité, au moins un vérin fluidique compact (12), le corps dudit vérin étant solidaire de l'organe coulissant (4) et le piston (15) du vérin étant attaché au serre-flan (3) de manière à déplacer le serre-flan (3) par rapport à l'organe coulissant (4) lorsqu'un fluide sous pression se trouve injecté dans ledit vérin, et de manière que lorsque le déplacement de l'organe coulissant (4) se trouve arrêté par la butée (18) avant que le serre-flan ne soit venu en contact avec un flan placé sur ou contre la matrice (2), la force exercée par le serre-flan sur ledit flan soit déterminée par la pression du fluide injecté dans le vérin (12) et puisse varier au cours du cycle d'emboutissage.
  6. Presse à emboutir selon la revendication 5, caractérisée en ce que le ou les vérins fluidiques compacts sont logés dans un corps (11) monté sur l'organe coulissant (4) précité de manière à être entraîné par celui-ci, ledit corps comportant au moins un conduit (13) pour l'amenée d'un fluide sous pression dans chaque vérin, le piston (15) de chaque vérin étant attaché au serre-flan (3) de manière à déplacer le serre-flan par rapport au corps (11) lorsqu'un fluide sous pression se trouve injecté dans le(s) vérin(s).
  7. Presse à emboutir selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la butée (18) est montée sur la table (1) de la presse.
  8. Presse à emboutir selon la revendication 5 ou 6, caractérisée en ce que la butée (18) est solidaire de l'organe coulissant (4) qui entraîne le serre-flan.
  9. Presse à emboutir selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, caractérisée en ce que le fluide sous pression est amené par l'intermédiaire d'une vanne de réglage (22) agencée pour régler la pression du fluide en réponse à un signal de réglage (R) représentant l'écart entre la pression effective (P) du fluide à la sortie de la vanne et une consigne de pression (C) déterminée à partir d'au moins un signal de mesure (M) généré par au moins un capteur de mesure et représentant à tout moment la position relative instantanée du poinçon (5) par rapport à la matrice (2).
  10. Presse à emboutir selon la revendication 9, caractérisée en ce que la consigne de pression (C) est calculée en permanence par un processeur (20).
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