EP1206983B1 - Procédé et dispositif de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tete. - Google Patents

Procédé et dispositif de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tete. Download PDF

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Publication number
EP1206983B1
EP1206983B1 EP01470020A EP01470020A EP1206983B1 EP 1206983 B1 EP1206983 B1 EP 1206983B1 EP 01470020 A EP01470020 A EP 01470020A EP 01470020 A EP01470020 A EP 01470020A EP 1206983 B1 EP1206983 B1 EP 1206983B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
face
notch
punch
working
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP01470020A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1206983A1 (fr
Inventor
Richard Joly
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Original Assignee
Faurecia Sieges dAutomobile SAS
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Filing date
Publication date
Application filed by Faurecia Sieges dAutomobile SAS filed Critical Faurecia Sieges dAutomobile SAS
Publication of EP1206983A1 publication Critical patent/EP1206983A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1206983B1 publication Critical patent/EP1206983B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/04—Stamping using rigid devices or tools for dimpling

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for locking a reinforcing tube for a motor vehicle seat, in particular a headrest reinforcement tube.
  • head restraints adjustable in height and having several notches distributed longitudinally on at least one reinforcing tube, each notch defining a setting position.
  • a conventional type of head restraint comprises a frame formed for example of an inverted U-shaped curved tube, each leg of the U constituting a rod slidable in a guide integral with the seat back, for positioning the headrest according to the wishes of the user.
  • locking systems such as a spring latch engaging with notches of one or both of the head restraint rods are commonly used.
  • the headrest to prevent the headrest from descending in the event of a major effort of the head of the user, during an accident for example, it is known to achieve the setting notches with a substantially orthogonal upper sidewall in the longitudinal direction of the headrest rod, to constitute a positive abutment opposing sliding down, unless the headrest is unlatched voluntarily.
  • the lower side of the notch is preferably inclined to facilitate the movement of the headrest upwards, without being blocked by the locking latch.
  • an extreme lower notch can be made with an abrupt lower flank, to form a positive stop opposing an involuntary extraction the head restraint out of its guides when it is pulled up, except after a voluntary unlocking.
  • notches located towards the front or towards the rear of the headrest, and these notches may have, according to FIG. intended application, several configurations: an abrupt upper flank and an inclined lower flank or an abrupt lower flank and an inclined upper flank, or two steep sides.
  • the present invention aims to solve the problems mentioned above and aims to provide a method and a tube notching machine that is simple to implement and allows to ensure economically the realization of notches sharp angles on tubes. It is particularly intended to be able to achieve on tubes, generally of substantially circular section, a notch which at least one face of the notches has a sharp angle with the outer surface of the tube wall. It aims to be able to achieve these notches without removing material, and without deforming the outer section of the tube, in particular to not interfere with the sliding of the tube in a guide.
  • the invention is particularly but not exclusively intended to achieve notches commonly called anti-sag or anti-ejection notches in a headrest support frame, benefiting from the reduced weight possible through the use of a tube for to achieve the said armature, and without harming the strength and reliability of this frame.
  • the subject of the invention is a method of notching a reinforcing tube for a motor vehicle seat, in particular a headrest reinforcement tube, a method according to which the tube is produced on the tube at least one notch having at least one locking flank transverse to the longitudinal direction of the tube and forming a sharp angle with the outer surface of the tube.
  • the steep side of the rod cooperates with the latch to ensure reliable locking of the headrest and, for this purpose, the inclination of this steep flank relative to the axis of the headrest rod is about 90 °, ie for example between 80 and 100 °.
  • this flank can even form with the generatrix of the rod on which the notch is made an acute angle, for example up to 70 ° or even less. Such an acute angle, which would be difficult to obtain by known methods, can be easily achieved by the method according to the invention.
  • the working angle between 15 and 45 °, and preferably between 30 ° and 40 °, makes the penetration of the tool in the metal of the tube is made in a direction sufficiently inclined so that there is no crushing effect of the tube, or at least almost negligible compared to the crushing that would occur if the punching was performed in a direction perpendicular to the axis of the tube.
  • this metal is forced towards the inside of the tube, but because the pressure is exerted in a direction relatively close to the axial direction of the tube, the Inward discharge effect is relatively less than the axial spinning effect of the metal produced by the punch leading face.
  • leading edge is rectilinear, insofar as the leading face and the front face are themselves flat, to form a locking flank and a notch bottom themselves planar.
  • flanks and non-planar notches funds adapting the shape of the leading and front faces of the punch forms desired for the flanks of the notch.
  • the leading edge is formed of a radius radius of less than 0.8 mm, more preferably of the order of 0.2 mm. This rounding makes that the leading edge does not shear the stamped metal, but instead tends to push it back under the front face, the rounded sliding somehow on the deformed area as the progress of the tool.
  • the inclination of the rear face relative to the direction of work is preferably between 0 ° and said working angle and still preferably of the order of 20 °.
  • the value of this angle has two effects. Firstly, it determines the inclination of the side of the notch opposite the steep side, and must therefore respect the constraints resulting from the locking system, so as not to hinder the movement of the head restraint in the authorized direction, as it has previously indicated.
  • the inclination of the rear face influences the stamping operation itself. Indeed, depending on this inclination relative to the direction of movement of the punch, the rear face of the punch tooth has a direct effect of drawing more or less accentuated.
  • the angle of inclination is 0 °
  • the rear face of the tooth will simply be guided by sliding against the inclined flank portion formed, without causing specific deformation.
  • the angle of inclination is relatively large, and particularly if it is close to the working angle, the rear face will participate directly in the deformation of the metal by pushing back the portion of wall of the tube which will form the said inclined side of the notch, and goes by the other by the reactive force resulting, tend to push the punch forward, ie in the direction of advance of the punch .
  • the front face of the tool is preferably flat and substantially parallel to the axis of the clamping surface, to form a notch bottom substantially parallel to the axis of the tube.
  • this face can also, if need, realize this face with a predetermined shape and in particular with a certain inclination with respect to the axis of the tube. At the limit, the front face could be almost removed, or somehow confused with the back side, to form then a notch of triangular profile.
  • the forming operations of the notch are renewed by inverting the working angle, symmetrically with respect to a plane orthogonal to the axis of the tube, and so that the front face of the tooth arrives during the second operation at the bottom of the notch formed by the end face during the first forming operation.
  • the front face of the tooth is small relative to the length of the notch, it may remain after the two previous operations, in an intermediate zone between the two formed notches, a medially insufficiently stamped area.
  • the invention also relates to a reinforcing tube for a motor vehicle seat, in particular a headrest reinforcement tube, characterized in that it is provided with a sharp angle notch obtained by the method mentioned above, without removal of material, and without deformation of the outer section of the tube
  • the armature 1 of the head restraint shown in FIG. 1 is formed of a steel tube, for example of the E36 type, having a breaking strength of 400 MPa and an elongation of 22%, and a diameter of 14 mm and greater. 2 mm thick.
  • the tube is bent U-shaped having two branches 11 which constitute the holding rods and guide the headrest, sliding and lockable in a manner known per se in guides integral with the back of a motor vehicle seat.
  • Each rod comprises notches 12, which have an abrupt upper flank 13, located substantially in a plane perpendicular to the axis of the rod, a bottom 14, substantially plane and parallel to the axis, and a lower flank 15 slightly inclined by relation to the said axis.
  • notch 16 On one of the branches, there is also a notch 16 of the same direction but located on the diametrically opposite side of the tube, and a lower notch 17, inverted with respect to other notches.
  • the arrangement of the notches in FIG. 1 is given for illustrative purposes only and in no way limiting.
  • the notch 12 is made by pushing the punch 2, for example by means of a hydraulic jack, in the direction of the arrow F, until the edge 25 formed by the intersection of the leading face 22 and the front face 23 has penetrated into the tube a radial distance equal to the desired depth of the notch.
  • This edge is shaped rounded radius less than 0.8 mm, preferably equal to 0.2 mm.
  • the edge 25 penetrates into the metal of the wall of the tube, in the direction of the arrow F, the leading face 22 gradually pushing the metal in front of it to form the end of the race. steep side 13, while allowing the flow of said metal to the front face 23, which forms at the end of the race the bottom 14 of the notch.
  • the inclined flank 15 is shaped by the rear face 24 of the tooth.
  • the notch 18 with two steep sides is formed in two successive operations, the first being illustrated by the dotted line 31 of the tool, inclined with respect to the axis of the tube of the angle ⁇ 1, to form the first flank 18 'and the second, illustrated by the solid pattern 32, inclined with respect to a plane orthogonal to the tube symmetrically, to form the second flank 18' '.
  • a third stamping operation can be performed by a tool 33 moved perpendicularly to the tube.
  • the machine shown in FIG. 4 comprises a frame 40 which comprises a punching head 41 and a clamping assembly vertically movable relative to the frame 40 and controlled by a clamping jack 43.
  • the frame 40 carries fixed clamping jaws 52, such as the jaws shown in Figures 9 and 10 which will be described later.
  • the movable clamping assembly carries movable clamping jaws 51.
  • the punching head comprises an axially guided punch 6 controlled by a hydraulic jack 42. One end of the punch passes through the clamping jaw 52, in which it is guided. sliding in the direction of work F and immobilized in rotation.
  • the forming tooth 21 of the notch is prominent with respect to the face 64 and extends over the entire width of this face, for example 11 mm, this width being furthermore determined so as to correspond to the width that the finished notch will have.
  • the clamping jaws shown in Figure 9 in the inverted position relative to the representation of Figure 4, comprise a movable jaw 51 and a fixed jaw 52 made in two parts 52a and 52b separated by a joint plane 55.
  • the movable jaw 51 is fixed on the movable clamping assembly, and the fixed jaw 52 is fixed on the frame 40 of the machine.
  • the jaw 51 has a recessed half-cylindrical shape 53, and each part of the fixed jaw 52 has a hollow shape 54 in a quarter-cylinder, so that when the two parts of the jaw 52 are joined together at the joint plane 55 and that the movable jaw is brought in front of all of the two fixed jaw parts, the surfaces of the hollow forms 53 and 54 constitute a cylindrical surface of the same section as the tube 1, and able to energetically grip said tube under the action of the clamping cylinder 43, to immobilize it completely during the formation of the notches.
  • the rectangular section of the punch is guided in a hole of corresponding section, consisting of the combination of two grooves 56 formed respectively in each part of the fixed jaw 52, the rectangular section avoiding any risk of pivoting of the punch about its axis.
  • the implementation of the machine for the realization of a notch will be readily deduced from the foregoing.
  • the movable jaw 51 being lifted by the jack 43, it is sufficient to position the tube 1 in the hollow form of the lower jaw.
  • the tube is then tightened by actuating the clamping cylinder 43.
  • the actuator 42 acting on the punch is controlled so as to make the tooth of the punch penetrate into the wall of the tube until the desired depth, generally defined by the height of the tooth, which therefore corresponds to bringing the end face 64 of the punch tangent with the tube. It then controls the withdrawal of the punch, and then the spacing of the jaws, and we can then move the tube to achieve another notch or set up another tube.
  • the end face 64 is flat, which facilitates the realization of the active end of the punch. It is also possible to make this concave face to better fit the outer surface of the tube, as has already been explained.
  • the shapes and dimensions of the guided end of the punch and the tooth can be modified, to adapt to the dimensions and materials of the tube, without departing from the scope of the invention as defined in the claims.

Landscapes

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Description

  • La présente invention concerne un procédé et un dispositif de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête.
  • Elle s'adresse plus particulièrement mais non limitativement aux appuie-tête réglables en hauteur et comportant plusieurs crans répartis longitudinalement sur au moins un tube d'armature, chaque cran définissant une position de réglage. Un type classique d'appuie-tête comporte une armature formée par exemple d'un tube cintré en forme de U inversé, chaque branche du U constituant une tige pouvant coulisser dans un guide solidaire du dossier du siège, pour positionner l'appuie-tête selon les souhaits de l'utilisateur. Pour conserver la position de réglage choisie, on utilise couramment des systèmes de blocage, tels qu'un loquet à ressort, s'engageant avec des crans d'une ou des deux tiges d'appuie-tête.
  • Par ailleurs, pour éviter que l'appuie-tête descende en cas d'un effort important de la tête de l'utilisateur, lors d'un accident par exemple, il est connu de réaliser les crans de réglage avec un flanc supérieur sensiblement orthogonal à la direction longitudinale de la tige d'appuie-tête, pour constituer une butée positive s'opposant à un coulissement vers le bas, sauf si on déverrouille volontairement l'appuie-tête. Le flanc inférieur du cran est préférentiellement incliné pour faciliter le déplacement de l'appuie-tête vers le haut, sans être bloqué par le loquet de verrouillage.
  • Egalement, un cran inférieur extrême peut être réalisé avec un flanc inférieur abrupt, pour former une butée positive s'opposant à une extraction involontaire de l'appuie tête hors de ses guides lorsque qu'il est tiré vers le haut, sauf après un déverrouillage volontaire.
  • Comme on le voit sur le tube d'armature d'appuie-tête représenté figure 1, on peut donc avoir plusieurs crans situés vers l'avant ou vers l'arrière de l'appuie-tête, et ces crans peuvent avoir, selon l'application visée, plusieurs configurations : un flanc supérieur abrupt et un flanc inférieur incliné ou un flanc inférieur abrupt et un flanc supérieur incliné, ou encore deux flancs abrupts.
  • La réalisation de ces crans sur des tiges métalliques pleines peut se faire aisément par poinçonnage ou emboutissage. Mais, pour réduire le poids de ces armatures d'appuie-tête, on cherche à utiliser des armatures faites à partir de tube. La réalisation des crans sur un tel tube par un simple emboutissage transversal provoque inévitablement une déformation d'écrasement du tube. Ceci ne permet pas d'obtenir, pour les flancs des crans que l'on souhaite être le plus possible à angle vif, les angles vifs souhaités.
  • Pour tenter de résoudre ce problème, il a déjà été proposé de réaliser un usinage d'une préforme obtenue préalablement par emboutissage. Mais cette méthode, outre le coût supplémentaire de l'usinage, conduit à enlever de la matière et donc à affaiblir le tube au niveau des crans.
  • Il a aussi été déjà proposé, par exemple par le document DE 29714315, d'introduire dans le tube, dans la zone où les crans doivent être formés, un manchon ou une tige métallique pour remplir localement le tube et permettre ainsi la réalisation des crans par emboutissage, comme cela serait fait sur une tige pleine. Mais l'utilisation de ce manchon rapporté grève le poids, et de plus il est nécessaire d'assurer le bon positionnement du manchon dans le tube avant l'emboutissage, ce qui crée des problèmes supplémentaires.
  • Il a aussi été proposé de réaliser les crans par hydroformage, mais cette méthode nécessite des moyens spécifiques et très coûteux pour générer les très hautes pressions requises.
  • On connaît aussi par le document EP 974409, une méthode permettant de pratiquer sur des tubes un crantage à angle vif sans enlèvement de matière, et visant à conserver sensiblement constante l'épaisseur du tube au niveau des crans et la disposition des fibres du métal, et sans déformation du tube à distance des crans. Cette méthode consiste à utiliser une machine à riveter sur laquelle on adapte comme outil un outil de formage des crans. Le cran est alors réalisé par le martelage exercé par la machine, qui conduit à une mise en forme progressive des crans, autorisant la réalisation d'angles relativement vifs, du fait que chaque coup d'outil ne déforme la matière que très localement et avec une faible amplitude. Mais ce procédé présente l'inconvénient de nécessiter un temps d'opération relativement long pour réaliser chaque cran.
  • La présente invention a pour but de résoudre les problèmes évoqués ci-dessus et vise à fournir un procédé et une machine de crantage de tube qui soit simple de mise en oeuvre et permette d'assurer de manière économique la réalisation de crans à angles vifs sur des tubes. Elle vise particulièrement à pouvoir réaliser sur des tubes, généralement de section sensiblement circulaire, un crantage dont au moins une face des crans présente un angle vif avec la surface extérieure de la paroi du tube. Elle vise à pouvoir réaliser ces crans sans enlèvement de matière, et sans déformer la section extérieure du tube, notamment pour ne pas perturber le coulissement du tube dans un guide.
  • Elle vise aussi à obtenir le dit crantage sans réduction excessive de l'épaisseur de la paroi au niveau du cran et à son voisinage, en cherchant à satisfaire au souhait d'une épaisseur sensiblement constante, ou même supérieure au fond du cran, pour assurer la meilleure résistance mécanique de l'armature en cas d'efforts importants sur les crans.
  • L'invention vise particulièrement mais non exclusivement à réaliser des crans communément appelés crans anti-affaissement ou crans anti-éjection dans une armature de support d'appuie-tête, en bénéficiant du poids réduit possible grâce à l'utilisation d'un tube pour réaliser la dite armature, et sans nuire à la résistance et à la fiabilité de cette armature.
  • Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un procédé de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête, procédé selon lequel on réalise sur le tube au moins un cran comportant au moins un flanc de verrouillage transversal à la direction longitudinale du tube et formant un angle vif avec la surface extérieure du tube.
  • Selon l'invention, ce procédé est caractérisé en ce que :
    • on maintient le tube, dans la zone environnant le cran à former, enserré entre des mors de serrage définissant une surface de serrage de forme cylindrique enveloppant la périphérie du tube,
    • on utilise un poinçon guidé à travers les mors selon une direction de travail concourante avec l'axe de la surface de serrage et inclinée par rapport au dit axe d'un angle de travail prédéterminé compris entre environ 15° et environ 45°, l'extrémité du poinçon comportant une dent de formage du cran, qui présente une face d'attaque parallèle au dit flanc de verrouillage du cran à réaliser, une face arrière qui s'étend dans un plan incliné par rapport à l'axe du tube, et une face frontale reliant la face d'attaque à la face arrière, l'intersection de la face d'attaque et de la face frontale constituant une arête d'attaque,
    • et on exerce sur le poinçon un effort de poinçonnage apte à faire pénétrer la dent dans la paroi du tube, selon la dite direction de travail, jusqu'à ce que l'arête d'attaque ait pénétré dans le tube d'une distance radiale égale à la profondeur du cran à réaliser.
  • Ainsi, grâce au procédé selon l'invention, et notamment grâce à l'inclinaison de la direction de déplacement du poinçon par rapport à l'axe du tube, on peut réaliser un cran tel que désiré dans le tube, c'est à dire présentant un angle suffisamment vif avec la surface extérieure du tube, et ceci de manière simple et rapide, en une seule opération d'emboutissage.
  • De manière générale, lors de l'utilisation de l'appuie-tête, le flanc abrupt de la tige coopère avec le verrou pour assurer un verrouillage fiable de l'appuie-tête et, à cette fin, l'inclinaison de ce flanc abrupt par rapport à l'axe de la tige d'appuie-tête est d'environ 90°, c'est à dire par exemple entre 80 et 100°. Mais, pour fiabiliser encore le verrouillage, ce flanc peut même former avec la génératrice de la tige sur laquelle le cran est réalisé un angle aigu, par exemple jusqu'à 70° ou même moins. Un tel angle aigu, qui serait difficile à obtenir par les procédés connus, peut par contre être aisément réalisé par le procédé selon l'invention.
  • L'angle de travail compris entre 15 et 45°, et préférentiellement entre 30° et 40°, fait que la pénétration de l'outil dans le métal du tube se fait selon une direction suffisamment inclinée pour qu'il ne se produise pas d'effet d'écrasement du tube, ou au moins de manière quasi négligeable par rapport à l'écrasement qui se produirait si le poinçonnage était effectué selon une direction perpendiculaire à l'axe du tube. Lors de la pénétration de l'arête d'attaque dans le métal du tube, ce métal est refoulé vers l'intérieur du tube, mais du fait que la pression est exercée selon une direction relativement proche de la direction axiale du tube, l'effet de refoulement vers l'intérieur est relativement moindre que l'effet de repoussage du métal dans la direction axiale, produit par la face d'attaque du poinçon.
  • On notera à ce sujet l'importance du serrage du tube, tout autour de celui-ci, non seulement pour éviter, bien évidemment, un déplacement axial sous l'effet de l'effort d'emboutissage, mais aussi pour empêcher une déformation de gonflement du tube autour de la zone emboutie.
  • L'arête d'attaque est rectiligne, dans la mesure où la face d'attaque et la face frontale sont elles-mêmes planes, pour former un flanc de verrouillage et un fond de cran eux-mêmes plans. On pourrait cependant prévoir de réaliser de manière similaire des flancs et fonds de crans non plans, en adaptant la forme des faces d'attaque et frontales du poinçon aux formes désirées pour les flancs du cran.
  • On notera aussi que, préférentiellement, l'arête d'attaque est constituée d'un arrondi de rayon inférieur à 0,8 mm, préférentiellement encore de l'ordre de 0,2 mm. Cet arrondi fait que l'arête d'attaque ne cisaille pas le métal embouti, mais tend au contraire à le refouler sous la face frontale, l'arrondi glissant en quelque sorte sur la zone déformée au fur et à mesure de l'avancée de l'outil.
  • L'inclinaison de la face arrière par rapport à la direction de travail est préférentiellement comprise entre 0° et le dit angle de travail et encore préférentiellement de l'ordre de 20°. La valeur de cet angle a deux effets. En premier lieu, elle détermine l'inclinaison du flanc du cran opposé au flanc abrupt, et doit donc respecter les contraintes résultant du système de verrouillage, pour ne pas gêner le déplacement de l'appuie-tête dans le sens autorisé, comme cela a été précédemment indiqué. En second lieu, l'inclinaison de la face arrière influe sur l'opération d'emboutissage en elle-même. En effet, en fonction de cette inclinaison par rapport à la direction de déplacement du poinçon, la face arrière de la dent du poinçon a un effet direct d'emboutissage plus ou moins accentué. Par exemple, si l'angle d'inclinaison est de 0°, la face arrière de la dent va simplement être guidée en glissant contre la portion de flanc inclinée formée, sans provoquer de déformation spécifique. Si, au contraire, l'angle d'inclinaison est relativement important, et en particulier s'il se rapproche de l'angle de travail, la face arrière va d'une part participer directement à la déformation du métal en repoussant la portion de paroi du tube qui va former le dit flanc incliné du cran, et va d'autre par, par la force réactive en résultant, tendre à repousser le poinçon vers l'avant, c'est à dire dans le sens d'avance du poinçon.
  • C'est la combinaison des effets de ces différents angles qui conduit finalement à ce que le cran puisse être formé sans écrasement du tube autour du dit cran, et donc en formant un angle le plus vif possible entre le flanc de verrouillage et la paroi cylindrique du tube.
  • La face frontale de l'outil est préférentiellement plane et sensiblement parallèle à l'axe de la surface de serrage, pour former un fond de cran sensiblement parallèle à l'axe du tube. Toutefois, on pourra aussi, si besoin, réaliser cette face avec une forme prédéterminée et en particulier avec une certaine inclinaison par rapport à l'axe du tube. A la limite, la face frontale pourrait être quasiment supprimée, ou en quelque sorte confondue avec la face arrière, pour former alors un cran de profil triangulaire.
  • Selon une disposition particulière de l'invention, pour réaliser un cran comportant deux flancs à angle vif, on renouvelle les opérations de formage du cran en inversant l'angle de travail, symétriquement par rapport à un plan orthogonal à l'axe du tube, et de manière que la face frontale de la dent arrive lors de la deuxième opération au niveau du fond du cran formé par la face frontale lors de la première opération de formage.
  • Si la face frontale de la dent est petite par rapport à la longueur du cran, il peut subsister après les deux opérations précédentes, dans une zone intermédiaire entre les deux parties de cran formées, une zone médiane insuffisamment emboutie. On peut alors finir la mise en forme du fond du cran par un poinçon déplacé perpendiculairement à l'axe du tube et dont la face d'extrémité est conformée selon la forme souhaitée du fond du cran.
  • Pour réaliser plusieurs crans sur le tube, on peut utiliser un seul jeu de mors de serrage et poinçon, et réaliser les crans l'un après l'autre, en déplaçant le tube d'une position à l'autre par rapport aux mors de serrage, au moyen d'un positionneur automatisé par exemple. On peut aussi réaliser sur le tube simultanément plusieurs crans, en utilisant une machine équipée de plusieurs poinçons.
  • L'invention a aussi pour objet un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête, caractérisé en ce qu'il est pourvu de crantage à angle vif obtenu par le procédé mentionné ci-dessus, sans enlèvement de matière, et sans déformation de la section extérieure du tube
  • L'invention a encore pour objet un dispositif de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête, caractérisé en ce qu'il comprend :
    • des mors de serrage définissant une surface de serrage de forme cylindrique enveloppant la périphérie du tube, pour enserrer le tube dans la zone environnant le cran à former,
    • un poinçon guidé à travers les mors selon une direction de travail concourante avec l'axe de la surface de serrage et inclinée par rapport au dit axe d'un angle de travail prédéterminé compris entre 15° et 45°, l'extrémité du poinçon comportant une dent de formage du cran, qui présente une face d'attaque parallèle au dit flanc de verrouillage du cran à réaliser, une face arrière qui s'étend dans un plan incliné par rapport à l'axe de la surface de serrage, et une face frontale reliant la face d'attaque à la face arrière, l'intersection de la face d'attaque et de la face frontale constituant une arête d'attaque,
    • des moyens de commande pour exercer sur le poinçon un effort de poinçonnage apte à faire pénétrer la dent dans la paroi du tube, selon la dite direction de travail.
  • Selon d'autres dispositions particulières :
    • la face d'attaque de la dent du poinçon forme avec l'axe de la surface de serrage un angle compris entre 70 et 100°.
    • la face arrière de la dent du poinçon forme avec l'axe de la surface de serrage un angle compris entre 10° et la valeur de l'angle de travail.
    • les mors de serrage comprennent un mors d'appui fixe et un mors de serrage mobile perpendiculairement à l'axe du tube et commandé par un vérin de serrage.
    • un des mors est réalisé en deux parties jointives et comporte un trou de guidage du poinçon, formé par la combinaison de deux rainures réalisées respectivement dans les deux parties du mors au niveau du plan de joint entre les deux dites parties. Ce mode de réalisation permet de créer un trou de guidage de section par exemple rectangulaire, pour recevoir en coulissement une partie d'extrémité du poinçon, de section rectangulaire similaire, ce qui permet de réaliser simplement outil et mors de serrage en empêchant tout pivotement du poinçon autour de son axe.
    • la dent de formage est réalisée proéminente par rapport à une face de bout du poinçon, la dite face de bout venant tangenter le tube en fin de course d'emboutissage du poinçon. La face de bout peut aussi présenter une concavité correspondant à la surface extérieure du tube, de manière à envelopper le tube autour du cran en fin de formage du dit cran, de manière à repousser les éventuels gonflements localisés qui auraient pu apparaître suite à l'emboutissage, pour s'assurer qu'au bout du compte il n'y ait aucune augmentation de la section du tube, en quelque zone que ce soit.
  • D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront dans la description qui va être faite d'un dispositif et d'un procédé de crantage d'un tube d'armature d'appuie-tête, conformes à l'invention.
  • On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en perspective d'une armature tubulaire d'appuie-tête réalisée par le procédé de l'invention,
    • la figure 2 est un schéma de principe du procédé de l'invention pour réaliser un cran d'une telle armature,
    • la figure 3 est un autre schéma illustrant la réalisation d'un cran comportant deux flancs opposés orthogonaux à l'axe du tube,
    • la figure 4 est une vue simplifiée d'une machine conforme à l'invention pour la réalisation de crans sur une armature tubulaire,
    • la figure 5 est une vue en coupe longitudinale du poinçon d'emboutissage,
    • la figure 6 est une vue frontale du poinçon, selon la flèche F1 de la figure 5,
    • la figure 7 est une vue de l'extrémité du poinçon, selon la flèche F2 de la figure 5,
    • la figure 8 est une vue en perspective partielle de l'extrémité du poinçon,
    • la figure 9 est une vue en perspective des mors de serrage du tube,
    • la figure 10 est une vue frontale des mors enserrant le tube, au cours de l'emboutissage.
  • L'armature 1 d'appuie-tête représentée figure 1 est formée d'un tube en acier, par exemple de type E36, présentant une résistance à la rupture de 400 MPa et un allongement de 22%, et de diamètre 14 mm et d'épaisseur 2 mm. Le tube est cintré en forme de U présentant deux branches 11 qui constituent les tiges de maintien et de guidage de l'appuie-tête, coulissantes et verrouillables de manière connue en soi dans des guides solidaires du dossier d'un siège de véhicule automobile. Chaque tige comporte des crans 12, qui présentent un flanc supérieur abrupt 13, situé sensiblement dans un plan perpendiculaire à l'axe de la tige, un fond 14, sensiblement plan et parallèle à l'axe, et un flanc inférieur 15 faiblement incliné par rapport au dit axe. Sur une des branches, on a également représenté un cran 16 de même sens mais situé du côté diamétralement opposé du tube, ainsi que un cran inférieur 17, inversé par rapport aux autres crans. La disposition des crans de la figure 1 est donnée uniquement à titre illustratif et nullement limitatif.
  • La figure 2 illustre de manière schématique la réalisation d'un cran tel que le cran 12, par un poinçon 2, mobile selon la direction de son axe B incliné par rapport à l'axe du tube d'un angle de travail α1, par exemple de 35°, et dont l'extrémité forme une dent 21 qui présente :
    • une face d'attaque 22, située dans un plan faisant un angle α2 compris entre 70° et 100°, par exemple 90° dans l'exemple représenté, par rapport à l'axe A du tube 1.
    • une face frontale 23, sensiblement parallèle à l'axe A,
    • une face arrière 24, inclinée par rapport à l'axe B d'un angle α3 compris entre 0° et la valeur de l'angle α1.
  • Le cran 12 est réalisé en poussant le poinçon 2, par exemple au moyen d'un vérin hydraulique, dans le sens de la flèche F, jusqu'à ce que l'arête 25 formée par l'intersection de la face d'attaque 22 et de la face frontale 23 ait pénétré dans le tube d'une distance radiale égale à la profondeur souhaitée du cran. Cette arête est conformée en arrondi de rayon inférieur à 0,8 mm, préférentiellement égal à 0,2 mm.
  • Lors de l'avancée du poinçon, l'arête 25 pénètre dans le métal de la paroi du tube, selon la direction de la flèche F, la face d'attaque 22 repoussant progressivement le métal devant elle en pour former en fin de course le flanc abrupt 13, tout en autorisant l'écoulement dudit métal vers la face frontale 23, laquelle forme en fin de course le fond 14 du cran. Simultanément, le flanc incliné 15 est mis en forme par la face arrière 24 de la dent.
  • Dans le cas illustré figure 3, le cran 18 à deux flancs abrupts est formé en deux opérations successives, la première étant illustrée par le tracé en trait mixte 31 de l'outil, incliné par rapport à l'axe du tube de l'angle α1, pour former le premier flanc 18' et la deuxième, illustrée par le tracé plein 32, incliné par rapport à un plan orthogonal au tube de manière symétrique, pour former le deuxième flanc 18''. Pour finir le fond du cran, une troisième opération d'emboutissage peut être réalisée par un outil 33 déplacé perpendiculairement au tube.
  • La machine représentée figure 4 comporte un bâti 40 qui comprend une tête de poinçonnage 41 et un ensemble de serrage mobile verticalement par rapport au bâti 40 et commandé par un vérin de serrage 43. Le bâti 40 porte des mors de serrage fixes 52, tels que les mors représentés figures 9 et 10 qui seront décrits par la suite. L'ensemble de serrage mobile porte des mors de serrage mobiles 51. La tête de poinçonnage comporte un poinçon 6 guidé axialement et commandé par un vérin hydraulique 42. Une extrémité du poinçon passe à travers le mors de serrage 52, dans lequel elle est guidée en coulissement selon la direction de travail F et immobilisée en rotation.
  • Le poinçon 6 utilisé dans la machine de la figure 4 est représenté aux figures 5 à 8. Il comporte un corps 61, dont une extrémité 62 est aménagée de manière connue en soi pour être reliée sur le vérin de commande 42. Vers l'autre extrémité, le corps comporte une portion de guidage 63 de section rectangulaire qui se termine par une face de bout 64, inclinée selon un angle de travail α1 = 35° par rapport à l'axe B du poinçon. La dent 21 de formage du cran est proéminente par rapport à la face 64 et s'étend sur toute la largeur de cette face, par exemple 11 mm, cette largeur étant par ailleurs déterminée de manière à correspondre à la largeur qu'aura le cran fini.
  • Les mors de serrage, représentés figure 9 en position inversée par rapport à la représentation de la figure 4, comportent un mors mobile 51 et un mors fixe 52 réalisé en deux parties 52a et 52b séparées par un plan de joint 55. Le mors mobile 51 est fixé sur l'ensemble de serrage mobile, et le mors fixe 52 est fixé sur le bâti 40 de la machine.
  • Le mors 51 comporte une forme demi-cylindrique en creux 53, et chaque partie du mors fixe 52 comporte une forme en creux 54 en quart de cylindre, de manière que lorsque les deux parties du mors 52 sont assemblées jointivement au niveau du plan de joint 55 et que le mors mobile est amené en face de l'ensemble des deux parties de mors fixe, les surfaces des formes en creux 53 et 54 constituent une surface cylindrique de même section que le tube 1, et apte à enserrer énergiquement le dit tube sous l'action du vérin de serrage 43, pour l'immobiliser totalement lors de la formation des crans.
  • La section rectangulaire du poinçon est guidée dans un trou de section correspondante, constitué par la combinaison de deux rainures 56 réalisées respectivement dans chaque partie du mors fixe 52, la section rectangulaire évitant tout risque de pivotement du poinçon autour de son axe.
  • La mise en oeuvre de la machine pour la réalisation d'un cran se déduira aisément de ce qui précède. Le mors mobile 51 étant levé par le vérin 43, il suffit de positionner le tube 1 dans la forme en creux du mors inférieur. On serre ensuite le tube en actionnant le vérin de serrage 43. Puis on commande le vérin 42 agissant sur le poinçon, de manière à faire pénétrer la dent du poinçon dans la paroi du tube, jusqu'à la profondeur souhaitée, en général définie par la hauteur de la dent, ce qui correspond donc à amener la face de bout 64 du poinçon tangente avec le tube. On commande alors le retrait du poinçon, puis l'écartement des mors, et l'on peut alors déplacer le tube pour réaliser un autre cran ou mettre en place un autre tube.
  • L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus uniquement à titre d'exemple
  • Dans l'exemple représenté, la face de bout 64 est plane, ce qui facilite la réalisation de l'extrémité active du poinçon. On peut aussi réaliser cette face concave pour épouser au mieux la surface extérieure du tube, comme cela a déjà été expliqué.
  • Egalement, les formes et dimensions de l'extrémité guidée du poinçon et de la dent pourront être modifiées, pour les adapter aux dimensions et matériaux du tube, sans sortir du cadre de l'invention comme définie dans les revendications.

Claims (12)

  1. Procédé de crantage d'un tube (1) d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête, procédé selon lequel on réalise sur le tube au moins un cran (12) comportant au moins un flanc de verrouillage (13) transversal à la direction longitudinale (A) du tube et formant un angle vif avec la surface extérieure du tube,
       caractérisé en ce que :
    - on maintient le tube (1), dans la zone environnant le cran à former, enserré entre des mors de serrage (51, 52) définissant une surface de serrage (53, 54) de forme cylindrique enveloppant la périphérie du tube,
    - on utilise un poinçon (6) guidé à travers les mors selon une direction de travail (B) concourante avec l'axe (A) de la surface de serrage et inclinée par rapport au dit axe d'un angle de travail (α1) prédéterminé compris entre environ 15° et environ 45°, l'extrémité (63) du poinçon comportant une dent (21) de formage du cran, qui présente une face d'attaque (22) parallèle au dit flanc de verrouillage du cran à réaliser, une face arrière (24) qui s'étend dans un plan incliné par rapport à l'axe du tube, et une face frontale (23) reliant la face d'attaque à la face arrière, l'intersection de la face d'attaque et de la face frontale constituant une arête d'attaque (25),
    - et on exerce sur le poinçon un effort de poinçonnage apte à faire pénétrer la dent (21) dans la paroi du tube, selon la dite direction de travail, jusqu'à ce que l'arête d'attaque ait pénétré dans le tube d'une distance radiale égale à la profondeur du cran à réaliser.
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'angle de travail (α1) est compris entre 30° et 40°.
  3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'inclinaison (α3) de la face arrière (24) par rapport à la dite direction de travail (B) est comprise entre 0° et le dit angle de travail (α1).
  4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour réaliser un cran (18) comportant deux flancs à angle vif, on renouvelle les opérations de formage du cran en inversant l'angle de travail, symétriquement par rapport à un plan orthogonal à l'axe du tube, et de manière que la face frontale (23) de la dent arrive lors de la deuxième opération au niveau du fond du cran (18) formé par la face frontale lors de la première opération de formage.
  5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on finit la mise en forme du fond du cran par un poinçon (33) déplacé perpendiculairement à l'axe du tube et dont la face d'extrémité est conformée selon la forme souhaitée du fond du cran (18).
  6. Dispositif de crantage d'un tube d'armature pour un siège de véhicule automobile, notamment un tube d'armature d'appuie-tête, caractérisé en ce qu'il comprend :
    - des mors de serrage (51, 52) définissant une surface de serrage (53, 54) de forme cylindrique enveloppant la périphérie du tube (1), pour enserrer le tube dans la zone environnant le cran (12) à former,
    - un poinçon (6) guidé à travers les mors selon une direction de travail (B) concourante avec l'axe (A) de la surface de serrage et inclinée par rapport au dit axe d'un angle de travail (α1) prédéterminé compris entre 15° et 45°, l'extrémité du poinçon comportant une dent (21) de formage du cran, qui présente une face d'attaque (22) parallèle au flanc de verrouillage (13) du cran à réaliser, une face arrière (24) qui s'étend dans un plan incliné par rapport à l'axe de la surface de serrage, et une face frontale (23) reliant la face d'attaque à la face arrière, l'intersection de la face d'attaque et de la face frontale constituant une arête d'attaque (25),
    - des moyens de commande (42) pour exercer sur le poinçon (6) un effort de poinçonnage apte à faire pénétrer la dent (21) dans la paroi du tube, selon la dite direction de travail.
  7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face d'attaque (22) de la dent (21) du poinçon (6) forme avec l'axe (A) de la surface de serrage (53, 54) un angle (α2) compris entre 70 et 100°.
  8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la face arrière (24) de la dent (21) du poinçon forme avec l'axe (A) de la surface de serrage un angle compris entre 0° et la valeur de l'angle de travail (α1).
  9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les mors de serrage comprennent un mors d'appui fixe (52) et un mors de serrage (51) mobile perpendiculairement à l'axe (A) du tube et commandé par un vérin de serrage (43).
  10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que un des mors est réalisé en deux parties (52a, 52b) jointives et comporte un trou de guidage du poinçon (6), formé par la combinaison de deux rainures (56) réalisées respectivement dans les deux parties du mors au niveau du plan de joint (55) entre les deux dites parties.
  11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la dent (21) est réalisée proéminente par rapport à une face de bout (64) du poinçon, la dite face de bout venant tangenter la surface de serrage en fin de course d'emboutissage du poinçon.
  12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la face de bout (64) présente une concavité correspondant à la surface de serrage.
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