EP2435197A1 - Procede d'emboutissage d'un element en tole, notamment de la caisse d'un vehicule automobile - Google Patents

Procede d'emboutissage d'un element en tole, notamment de la caisse d'un vehicule automobile

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Publication number
EP2435197A1
EP2435197A1 EP10723668A EP10723668A EP2435197A1 EP 2435197 A1 EP2435197 A1 EP 2435197A1 EP 10723668 A EP10723668 A EP 10723668A EP 10723668 A EP10723668 A EP 10723668A EP 2435197 A1 EP2435197 A1 EP 2435197A1
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EP
European Patent Office
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shoulders
stamping
sheet
boss
punching
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10723668A
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German (de)
English (en)
Inventor
David Gavaza
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Filing date
Publication date
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Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • 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
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • 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
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the present invention relates to a method for stamping on a sheet metal two surfaces bounded to one another by two shoulders extending transversely with respect to one another and being connected to one another.
  • the invention also relates to the application of the method according to the invention to the stamping of a sheet metal element of the body of a motor vehicle and more particularly, the stamping of the lower zone of the amount of bay of a cockpit side of the body of a motor vehicle.
  • Figure 1 shows a partial plan view of a cockpit side of the body of a motor vehicle.
  • the zone 1 surrounded by dots is the lower zone of the amount of bay 2 of the windshield of the cockpit side 3.
  • FIG. 2 is a sectional view on an enlarged scale along the plane N-II of FIG.
  • Zone 1 of FIG. 1 is a zone stamped on a metal sheet which has two surfaces 4, 5 limited to one another by two shoulders 6 and 7. One of these two shoulders is shown in FIG. 2. A first surface 4 is connected to the upper edge of each of the two shoulders 6, 7 and the second surface 5 is connected to the lower edge of each of the two shoulders 6, 7.
  • a first stamping is carried out in which the shoulders 6, 7 are connected to the surface 5 by a radius of curvature R ( see Figure 2) relatively important.
  • a second so-called calibration stamping is then performed in which the aforementioned radius of curvature is reduced, as shown in dashed lines in FIG.
  • connection area between the two shoulders 6, 7 and the surface 5 of the sheet is stretched so that the sheet may tear.
  • the object of the present invention is to provide a simple solution to the problem above.
  • This object is achieved, according to the invention, by means of a method for stamping on a sheet two surfaces bounded by two shoulders extending transversely with respect to one another and connecting with each other , a first surface of the sheet being connected to the upper edge of each of the two shoulders and a second surface of the sheet being connected to the lower edge of each of these two shoulders, in which method, a first stamping is carried out, then a second calibration embossing to reduce the radius of curvature between each of the two shoulders and the second surface of the sheet, characterized in that during the first stamping, a boss is pressed on the second surface in the connection zone between the two shoulders; to locally reduce the depth of stamping.
  • This boss preferably has a rounded surface projecting on the second surface of the sheet.
  • said boss overflows on either side of the bisecting plane of the dihedron formed by the two shoulders.
  • said boss is connected to each of said shoulders by an area raised relative to the connection area between the second surface of the sheet and each of said shoulders.
  • said boss includes a volume of sheet material which substantially compensates for the volume of sheet material which is stretched due to the reduction of the radius of curvature achieved during the second sizing.
  • the method according to the invention can be applied to the stamping of a sheet metal element of the body of a motor vehicle and in particular to the stamping of the lower zone of the amount of bay on one side of the passenger compartment of the body of a motor vehicle.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the projection made according to the invention, during the first stamping of the sheet
  • FIG. 4 is an enlarged perspective view of the boss shown in FIG. 2.
  • FIG. 3 shows an enlarged scale of the embossed area 1 of FIG.
  • the stamped sheet has, as in FIG. 1, two surfaces 4, 5 limited to one another by two shoulders 6, 7 extending transversely with respect to each other and being connected to one another.
  • a first surface 4 of the sheet is connected to the upper edge of each of the two shoulders 6, 7 and a second surface 5 of the sheet is connected to the lower edge of each of these two shoulders, 6, 7.
  • the method according to the invention consists in carrying out a first stamping, then a second stamping to reduce the radius of curvature between each of the two shoulders 6, 7 and the second surface 5 of the sheet.
  • a boss 8 for locally reducing the depth of stamping is stamped on the second surface 5, in the connection area between the two shoulders 6, 7, a boss 8 for locally reducing the depth of stamping.
  • This boss 8 has a rounded surface projecting on the second surface
  • this boss 8 overflows on both sides of the bisector plane P of the dihedron formed by the two shoulders 6 and 7.
  • this boss 8 is connected to each of the shoulders 6, 7 by an elevated zone 9 with respect to the connection zone 6a, 7a between the second surface 5 of the sheet and each of the shoulders 6, 7.
  • FIGS. 3 and 4 also show that the boss 8 has the general shape of a bean whose contour has a curve 8a whose concavity is directed towards the connection zone between the two shoulders 6, 7 and a curve 8b of which the convexity is directed towards the outside of the shoulders 6, 7.
  • Figure 4 shows two lines L1 and L2 each corresponding with the intersection between the outer surface of the sheet and the bisector plane P defined above.
  • Line L1 shown in dashed lines is that obtained during the first stamping.
  • This line L1 shows because of the presence of the boss 8 that in the connection area between the two shoulders 6, 7, the depth of the stamping is lower than in the adjacent areas 6a, 7a.
  • Line L2 shows that after the second stamping, the boss 8 has disappeared, the drawing depth is in the connection zone between the two shoulders 6, 7 equal to the drawing depth in the adjacent areas 6a, 7a. Moreover, the radius of curvature between the shoulders 6, 7 and the surface 5 has been reduced.
  • the extent of the boss 8 is a function of the reserve of material that must be constituted to prevent the appearance of crack or tear.

Abstract

Procédé pour emboutir sur une tôle deux surfaces (4, 5) limitées entre elles par deux épaulements (6, 7) s'étendant transversalement l'un par rapport à l'autre et se raccordant l'un avec l'autre, une première surface (4) de la tôle étant raccordée au bord supérieur de chacun des deux épaulements (6, 7) et une seconde surface (5) de la tôle étant raccordée au bord inférieur de chacun de ces deux épaulements, (6, 7) procédé dans lequel, on procède à un premier emboutissage, puis à un second emboutissage de calibrage pour réduire le rayon de courbure entre chacun des deux épaulements (6, 7) et la seconde surface (5) de la tôle, caractérisé en ce que lors du premier emboutissage, on emboutit sur la seconde surface (5) dans la zone de raccordement entre les deux épaulements (6, 7), un bossage (8) permettant de réduire localement la profondeur d'emboutissage.

Description

PROCEDE D'EMBOUTISSAGE D'UN ELEMENT EN TOLE, NOTAMMENT
DE LA CAISSE D'UN VEHICULE AUTOMOBILE
La présente invention concerne un procédé pour emboutir sur une tôle deux surfaces limitées entre elles par deux épaulements s'étendant transversalement l'un par rapport à l'autre et se raccordant l'un avec l'autre.
L'invention concerne également l'application du procédé selon l'invention à l'emboutissage d'un élément en tôle de la caisse d'un véhicule automobile et plus particulièrement, l'emboutissage de la zone inférieure du montant de baie d'un côté d'habitacle de la caisse d'un véhicule automobile. La figure 1 représente une vue en plan partielle d'un côté d'habitacle de la caisse d'un véhicule automobile.
Sur cette figure, la zone 1 entourée par des pointillés est la zone inférieure du montant de baie 2 du pare-brise du côté d'habitacle 3.
La figure 2 est une vue en coupe à échelle agrandie suivant le plan N-Il de la figure 1.
La zone 1 de la figure 1 est une zone emboutie sur une tôle qui présente deux surfaces 4, 5 limitées entre elles par deux épaulements 6 et 7. L'un 6 de ces deux épaulements est représenté sur la figure 2. Une première surface 4 est raccordée au bord supérieur de chacun des deux épaulements 6, 7 et la seconde surface 5 est raccordée en bord inférieur de chacun des deux épaulements 6, 7.
Pour emboutir la zone 1 , comme d'ailleurs, le reste du côté d'habitacle 3, de façon connue, on procède à un premier emboutissage lors duquel les épaulements 6, 7 sont raccordés à la surface 5 par un rayon de courbure R (voir figure 2) relativement important.
On procède ensuite à un second emboutissage dit de calibrage lors duquel le rayon de courbure précité est réduit, comme représenté en pointillés sur la figure 2.
Lors de ce second emboutissage, la zone de raccordement entre les deux épaulements 6, 7 et la surface 5 de la tôle est étirée de telle sorte que la tôle risque de se déchirer.
Ce risque de déchirure de la tôle existe surtout dans la zone dans laquelle les deux épaulements 6, 7 se raccordent l'un à l'autre. Le but de la présente invention est d'apporter une solution simple au problème ci-dessus.
Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à un procédé pour emboutir sur une tôle deux surfaces limitées entre elles par deux épaulements s'étendant transversalement l'un par rapport à l'autre et se raccordant l'un avec l'autre, une première surface de la tôle étant raccordée au bord supérieur de chacun des deux épaulements et une seconde surface de la tôle étant raccordée au bord inférieur de chacun de ces deux épaulements, procédé dans lequel, on procède à un premier emboutissage, puis à un second emboutissage de calibrage pour réduire le rayon de courbure entre chacun des deux épaulements et la seconde surface de la tôle, caractérisé en ce que lors du premier emboutissage, on emboutit sur la seconde surface dans la zone de raccordement entre les deux épaulements un bossage permettant de réduire localement la profondeur d'emboutissage.
Il a été constaté que le bossage ci-dessus permettait d'éviter la déchirure de la tôle lors de la seconde opération d'emboutissage.
Ce bossage présente de préférence, une surface arrondie en saillie sur la seconde surface de la tôle.
De préférence également, ledit bossage déborde de part et d'autre du plan bissecteur du dièdre formé par les deux épaulements. Avantageusement, ledit bossage est raccordé à chacun desdits épaulements par une zone surélevée par rapport à la zone de raccordement entre la seconde surface de la tôle et chacun desdits épaulements.
Selon une version préférée de l'invention, ledit bossage englobe un volume de matière en tôle qui compense sensiblement le volume de matière en tôle qui est étiré du fait de la réduction du rayon de courbure réalisée lors du second emboutissage de calibrage.
Le procédé selon l'invention peut s'appliquer à l'emboutissage d'un élément en tôle de la caisse d'un véhicule automobile et en particulier à l'emboutissage de la zone inférieure du montant de baie d'un côté d'habitacle de la caisse d'un véhicule automobile.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au long de la description ci-après.
Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 3 est une vue en perspective montrant le bossage réalisé selon l'invention, lors du premier emboutissage de la tôle,
- la figure 4 est une vue en perspective à plus grande échelle du bossage montré sur la figure 2. La figure 3 montre sous une échelle agrandie la zone emboutie 1 de la figure
1.
La tôle emboutie présente comme sur la figure 1 , deux surfaces 4, 5 limitées entre elles par deux épaulements 6, 7 s'étendant transversalement l'un par rapport à l'autre et se raccordant l'un avec l'autre. Une première surface 4 de la tôle est raccordée au bord supérieur de chacun des deux épaulements 6, 7 et une seconde surface 5 de la tôle est raccordée au bord inférieur de chacun de ces deux épaulements, 6, 7.
Le procédé selon l'invention consiste à procéder à un premier emboutissage, puis à un second emboutissage de calibrage pour réduire le rayon de courbure entre chacun des deux épaulements 6, 7 et la seconde surface 5 de la tôle.
Conformément à l'invention, lors du premier emboutissage, on emboutit sur la seconde surface 5, dans la zone de raccordement entre les deux épaulements 6, 7, un bossage 8 permettant de réduire localement la profondeur d'emboutissage. Ce bossage 8 présente une surface arrondie en saillie sur la seconde surface
5 de la tôle.
De plus, ce bossage 8 déborde de part et d'autre du plan bissecteur P du dièdre formé par les deux épaulements 6 et 7.
Par ailleurs, ce bossage 8 est raccordé à chacun des épaulements 6, 7 par une zone surélevée 9 par rapport à la zone de raccordement 6a, 7a entre la seconde surface 5 de la tôle et chacun des épaulements 6, 7.
On voit également sur les figures 3 et 4 que le bossage 8 présente la forme générale d'un haricot dont le contour présente une courbe 8a dont la concavité est dirigée vers la zone de raccordement entre les deux épaulements 6, 7 et une courbe 8b dont la convexité est dirigée vers l'extérieur des épaulements 6, 7.
La figure 4 représente deux lignes L1 et L2 correspondant chacune avec l'intersection entre la surface extérieure de la tôle et le plan bissecteur P défini plus haut. La ligne L1 représentée en pointillés est celle obtenue lors du premier emboutissage.
Cette ligne L1 montre du fait de la présence du bossage 8 que dans la zone de raccordement entre les deux épaulements 6, 7, la profondeur de l'emboutissage est plus faible que dans les zones adjacentes 6a, 7a.
La ligne L2 montre qu'après le second emboutissage, le bossage 8 a disparu, la profondeur d'emboutissage est dans la zone de raccordement entre les deux épaulements 6, 7 égale à la profondeur d'emboutissage dans les zones adjacentes 6a, 7a. Par ailleurs, le rayon de courbure entre les épaulements 6, 7 et la surface 5 a été réduit.
On constate que lors du second emboutissage dit de calibrage aucune fissure, ni déchirure, ni autre défaut de la tôle n'apparaît, malgré l'étirage de la tôle dû à la réduction du rayon de courbure. Ce résultat s'explique par la présence du bossage 8 réalisé lors du premier emboutissage qui forme une réserve de matière qui compense le volume de matière qui est étiré du fait de la réduction du rayon de courbure réalisée lors du second emboutissage.
L'étendue du bossage 8 est fonction de la réserve de matière que l'on doit constituer pour éviter l'apparition de fissure ou de déchirure.
Celle-ci dépend de la profondeur de l'emboutissage et de la réduction du rayon de courbure réalisée lors du second emboutissage.
Bien entendu, l'invention peut s'appliquer à l'emboutissage de tout autre élément en tôle que celui présenté à titre d'exemple dans la présente description.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé pour emboutir sur une tôle deux surfaces (4, 5) limitées entre elles par deux épaulements (6, 7) s'étendant transversalement l'un par rapport à l'autre et se raccordant l'un avec l'autre, une première surface (4) de la tôle étant raccordée au bord supérieur de chacun des deux épaulements (6, 7) et une seconde surface (5) de la tôle étant raccordée au bord inférieur de chacun de ces deux épaulements, (6, 7) procédé dans lequel, on procède à un premier emboutissage, puis à un second emboutissage de calibrage pour réduire le rayon de courbure entre chacun des deux épaulements (6, 7) et la seconde surface (5) de la tôle, caractérisé en ce que lors du premier emboutissage, on emboutit sur la seconde surface (5) dans la zone de raccordement entre les deux épaulements (6, 7), un bossage (8) permettant de réduire localement la profondeur d'emboutissage.
2. Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le bossage (8) présente une surface arrondie en saillie sur la seconde surface (5) de la tôle.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit bossage (8) déborde de part et d'autre du plan bissecteur (P) du dièdre formé par les deux épaulements (6, 7).
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit bossage (8) est raccordé à chacun desdits épaulements (6, 7) par une zone surélevée (9) par rapport à la zone de raccordement entre la seconde surface de la tôle et chacun desdits épaulements (6, 7).
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit bossage (8) englobe un volume de matière en tôle qui compense sensiblement le volume de matière en tôle qui est étiré du fait de la réduction du rayon de courbure réalisée lors du second emboutissage du calibrage.
6. Application du procédé selon l'une des revendications 1 à 5, à l'emboutissage d'un élément en tôle de la caisse d'un véhicule automobile.
7. Application selon la revendication 6, à l'emboutissage de la zone inférieure du montant de baie d'un côté d'habitacle de la caisse d'un véhicule automobile.
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