EP2705913B1 - Outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle - Google Patents

Outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle Download PDF

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EP2705913B1
EP2705913B1 EP13175908.6A EP13175908A EP2705913B1 EP 2705913 B1 EP2705913 B1 EP 2705913B1 EP 13175908 A EP13175908 A EP 13175908A EP 2705913 B1 EP2705913 B1 EP 2705913B1
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EP
European Patent Office
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counter
pressing
metal sheet
punch
press
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Dominique Leray
Jean Luc Dumas
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PSA Automobiles SA
Original Assignee
Peugeot Citroen Automobiles SA
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Publication date
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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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • B21D19/082—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws for making negative angles
    • B21D19/084—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws for making negative angles with linear cams, e.g. aerial cams

Definitions

  • Embossing is a shaping operation of a thin sheet which is commonly used in industry, particularly in the automotive industry to form including cladding panels, such as a hood of a motor vehicle.
  • the support frame carries a punch which delimits a stamping face of the sheet.
  • the edge of the sheet bent undercut has the disadvantage of being able to oppose the removal of the sheet on the punch and make the cutting of the sheet difficult or impossible.
  • the counter-form is slidably mounted on the support frame in a first direction, between a stamping position in which the counterform is adapted to cooperate with the sheet, and a retracted position in which the against -form allows the removal of the stamped sheet.
  • the counter-form is driven in displacement by drive means which is generally arranged in a housing formed in the punch or below the punch, as described and shown in the document.
  • drive means which is generally arranged in a housing formed in the punch or below the punch, as described and shown in the document.
  • the punch is generally partially hollowed out to provide the housing of the drive means so that the punch is weakened mechanically, particularly in the vicinity of the portion of the punch which cooperates with the drawing portion of the counter-form, this portion of the punch may have a significant overhang.
  • the invention allows to arrange the drive means beyond the punch, that is to say outside the space occupied by the punch.
  • the counter-form is slidably mounted on the support frame in the first direction, between its retracted position and its stamping position.
  • the drive means can cooperate with the drive portion of the counterform to pull the counterform from its retracted position to its drawing position.
  • This feature allows the counterform to be automatically recalled to its retracted position.
  • a punch 18 is mounted on the support frame 14, the punch 18 delimiting an upper stamping face 20 of the sheet 12 on which the sheet 12 is extended, as partially shown in FIG. figure 1 .
  • the counterform 22 extends in a first direction A, the counterform 22 having a first front end section which forms the drawing portion 24 and cooperating with the punch 18, a second opposite rear end section which forms a sliding drive portion 26, and an intermediate portion 28 which connects the stamping portion 24 and the portion of the training 26 between them.
  • the sliding plates 52a, 54a, 52b, 54b forming synchronization and sliding means which are designed to drive the press member 50 into its working position during the descent of the mobile frame 16, when the counter-form 22 occupies its stamping position.
  • the tool 10 is open, the mobile frame 16 is at the top of the stroke, the counter-form 22 occupies its retracted position and the press member 50 occupies its rest position, as shown in FIG. figure 1 .
  • the first profile of the cam 30a cooperates with the second profile 32b of the cam follower 30b so as to drive the counterform 22 into its drawing position, by the intermediate of the bushel 34 associated, according to the figure 2 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

  • L'invention concerne un outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle en contre-dépouille, selon le préambule de la revendication 1.
  • L'emboutissage est une opération de mise en forme d'une tôle mince qui est couramment utilisée dans l'industrie, notamment dans l'industrie automobile pour former notamment des panneaux d'habillage, comme un capot avant d'un véhicule automobile.
  • L'emboutissage est réalisé sous presse au moyen d'un outil d'emboutissage comprenant un bâti de support inférieur et un bâti mobile supérieur d'emboutissage.
  • Le bâti de support porte un poinçon qui délimite une face d'emboutissage de la tôle.
  • De façon complémentaire, le bâti de support comporte au moins une contre-forme qui délimite une portion d'emboutissage en contre-dépouille de la tôle conçue pour coopérer avec le poinçon.
  • Le bord de la tôle plié en contre-dépouille présente l'inconvénient de pouvoir s'opposer au retrait de la tôle sur le poinçon et rendre le décoiffage de la tôle délicat voire impossible.
  • Pour pallier cet inconvénient, la contre-forme est montée coulissante sur le bâti de support selon une première direction, entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme est apte à coopérer avec la tôle, et une position escamotée dans laquelle la contre-forme permet le retrait de la tôle emboutie.
  • La contre-forme est entraînée en déplacement par un moyen d'entraînement qui est généralement agencé dans un logement formé dans le poinçon ou au-dessous du poinçon, comme décrit et représenté dans le document US-A-7,243,524 .
  • Une telle disposition du moyen d'entraînement de la contre-forme est souvent réalisée au détriment de la robustesse du poinçon.
  • En effet, le poinçon est généralement évidé en partie pour réaliser le logement du moyen d'entraînement de sorte que le poinçon est affaibli mécaniquement, notamment au voisinage de la portion du poinçon qui coopère avec la portion d'emboutissage de la contre-forme, cette portion du poinçon pouvant présenter un porte-à-faux important.
  • De plus, ce type d'agencement du moyen d'entraînement rend peu ou pas accessible le moyen d'entraînement.
  • L'invention vise à pallier notamment ces inconvénients en proposant un outil d'emboutissage qui permet d'entraîner en déplacement la contre-forme sans affaiblir le poinçon.
  • Dans ce but, l'invention propose un outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle, du type comportant :
    • un bâti de support,
    • un poinçon qui est monté sur le bâti de support et qui délimite une face d'emboutissage de la tôle,
    • au moins une contre-forme qui délimite une portion d'emboutissage de la tôle en contre-dépouille conçue pour coopérer avec le poinçon, et qui est montée mobile sur le bâti de support selon une première direction, entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme est apte à coopérer avec la tôle, et une position escamotée dans laquelle la contre-forme permet le retrait de la tôle emboutie,
    • un moyen d'entraînement en déplacement de la contre-forme,
    • un bâti mobile qui est mobile par rapport au bâti de support, portant un presseur qui est conçu pour presser et maintenir la tôle contre le poinçon, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement entraîne la contre-forme dans sa position d'emboutissage en tirant la contre-forme vers l'extérieur du poinçon.
  • Ainsi, l'invention permet d'agencer le moyen d'entraînement au-delà du poinçon, c'est-à-dire à l'extérieur de l'espace occupé par le poinçon.
  • Selon une autre caractéristique préférée, la contre-forme est montée coulissante sur le bâti de support selon la première direction, entre sa position escamotée et sa position d'emboutissage.
  • Avantageusement, la contre-forme s'étend selon ladite première direction, la contre-forme comportant :
    • un premier tronçon d'extrémité qui forme ladite portion d'emboutissage et qui coopère avec le poinçon,
    • un second tronçon d'extrémité opposé qui forme une portion d'entraînement en coulissement de la contre-forme et qui est agencé au-delà du poinçon, et
    • un tronçon intermédiaire qui relie la portion d'emboutissage et la portion d'entraînement.
  • Aussi, le moyen d'entraînement peuvent coopère avec la portion d'entraînement de la contre-forme pour tirer la contre-forme depuis sa position escamotée, jusqu'à sa position d'emboutissage.
  • Cette caractéristique permet d'agencer le moyen d'entraînement au-delà du poinçon.
  • De plus, le moyen d'entraînement comporte avantageusement:
    • une came qui est portée par le bâti mobile,
    • un boisseau qui est monté coulissant sur le bâti de support selon une seconde direction et qui entraîne la contre-forme en déplacement,
    • une contre-came qui est portée par le boisseau, la came et la contre-came étant conçues pour entraîner en déplacement la contre-forme depuis sa position escamotée, jusqu'à sa position d'emboutissage.
  • De même, la came et la contre-came peuvent être interposées entre la portion d'entraînement de la contre-forme et le poinçon.
  • Selon une autre caractéristique préférée, l'outil comporte un premier moyen de rappel élastique de la contre-forme vers sa position escamotée.
  • Cette caractéristique permet à la contre-forme d'être rappelée automatiquement vers sa position escamotée.
  • En outre, l'outil comporte avantageusement un élément de presse qui est monté coulissant sur le bâti mobile, entre une position de repos et une position de travail dans laquelle l'élément de presse coopère avec la contre-forme pour emboutir la tôle en contre-dépouille, et qui coopère avec des moyens de synchronisation et de coulissement conçus pour entraîner l'élément de presse dans sa position de travail sous l'action du bâti mobile, lorsque la contre-forme occupe sa position d'emboutissage.
  • Complémentairement, l'outil comporte un second moyen de rappel élastique de l'élément de presse vers sa position de repos.
  • D'autres caractéristiques préférées et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit pour la compréhension de laquelle on se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 est une vue en section transversale, qui illustre un outil d'emboutissage comportant une contre-forme en position escamotée et un élément de presse en position de repos, selon un mode de réalisation de l'invention ;
    • la figure 2 est une vue en section transversale similaire à la figure 1, qui illustre la contre forme de l'outil de la figure 1 dans une position d'emboutissage ;
    • la figure 3 est une vue en section transversale similaire à la figure 1, qui illustre la contre forme de l'outil de la figure 1 dans une position d'emboutissage et l'élément de presse dans une position de travail ;
    • la figure 4 est une vue en section transversale similaire à la figure 1, qui illustre la contre forme de l'outil de la figure 1 dans sa position escamotée et la tôle emboutie en contre-dépouille.
  • Dans la description et les revendications, on utilisera à titre non limitatif les expressions « supérieur », « inférieur » et « bas », « haut » en référence à la partie supérieure et à la partie inférieure respectivement des figures 1 à 4.
  • De même, pour clarifier la description et les revendications, on adoptera à titre non limitatif la terminologie longitudinal, vertical et transversal en référence au trièdre L, V, T indiqué aux figures.
  • De plus, on utilisera les expressions « avant » repéré AV sur les figures, en référence à la partie droite des figures, et « arrière » repéré AR sur les figures, en référence à la partie gauche des figures.
  • On a représenté à la figure 1 un outil 10 de presse pour l'emboutissage d'une tôle 12, du type qui comporte un bâti de support 14 inférieur et un bâti mobile 16 supérieur.
  • Le bâti mobile 16 est conçu pour se rapprocher et s'éloigner en translation du bâti de support 14, selon une direction V supposée verticale, et respectivement lors des cycles de fermeture et d'ouverture de l'outil 10.
  • Un poinçon 18 est monté sur le bâti de support 14, le poinçon 18 délimitant une face d'emboutissage 20 supérieure de la tôle 12 sur laquelle est étendue la tôle 12, comme le montre partiellement la figure 1.
  • De façon complémentaire, l'outil 10 est équipé d'une contre-forme 22 qui délimite une portion d'emboutissage 24 conçue pour coopérer avec le poinçon 18 pour emboutir la tôle 12 en contre-dépouille.
  • Comme le montre la figure 1, la portion d'emboutissage 24 formée par la contre-forme 22 est agencée au dessous d'une partie saillante du poinçon 18.
  • La contre-forme 22 s'étend selon une première direction A, la contre-forme 22 comportant un premier tronçon d'extrémité avant qui forme la portion d'emboutissage 24 et qui coopère avec le poinçon 18, un second tronçon d'extrémité arrière opposé qui forme une portion d'entraînement 26 en coulissement, et un tronçon intermédiaire 28 qui relie la portion d'emboutissage 24 et la portion d'entraînement 26 entre elles.
  • La portion d'entraînement 26 en coulissement de la contre-forme 22 est ici agencée au-delà, ou à l'extérieur, du poinçon 18, c'est-à-dire qu'il n'est pas nécessaire de réserver un espace dans, ou sous, le poinçon 18 pour agencer la portion d'entraînement 26.
  • De plus, la contre-forme 22 est montée coulissante sur le bâti de support 14 au moyen d'une première liaison glissière 29.
  • Plus particulièrement, la contre-forme 22 est coulissante d'arrière en avant, selon la première direction A, entre une position d'emboutissage représentée aux figures 2 et 3, dans laquelle la contre-forme 22 est apte à coopérer avec la tôle 12 pour l'emboutir, et une position escamotée représentée aux figures 1 et 4, dans laquelle la contre-forme 22 permet le retrait de la tôle 12 emboutie par le dessus, par exemple au moyen d'un bras robotisé (non représenté).
  • A cet effet, l'outil 10 comporte un moyen d'entraînement en déplacement de la contre-forme 22, qui est conçu pour entraîner la contre-forme 22 dans sa position d'emboutissage en tirant la contre-forme 22 vers l'extérieur du poinçon 18, c'est-à-dire de l'avant vers l'arrière.
  • Le terme « tirer » s'oppose ici au terme « pousser » qui impliquerait que le moyen d'entraînement est agencé à l'avant de la contre-forme 22, par exemple au-dessous de la contre-forme 22.
  • Le moyen d'entraînement de la contre-forme 22 comporte une came 30a qui est portée par le bâti mobile 16 et qui délimite un premier profil 32a de travail incliné par rapport à la direction verticale V.
  • De plus, le moyen d'entraînement comporte un boisseau 34 qui est monté coulissant sur le bâti de support 14 d'avant en arrière selon une seconde direction transversal sensiblement inclinée par rapport à la première direction A de coulissement de la contre-forme 22.
  • Le boisseau 34 comporte une platine 36 transversale, qui est liée en coulissement sur le bâti de support 14 au moyen d'une seconde liaison glissière 35, et un doigt 38 d'entraînement qui s'étend verticalement vers le haut depuis la platine 36.
  • Comme le montre la figure 1, le doigt 38 d'entraînement délimite une face arrière 40 verticale qui est équipée d'une plaque 42 de glissement.
  • La plaque 42 de glissement est agencée en appui transversal contre une plaque 44 de glissement complémentaire qui est montée sur la portion d'entraînement 26 de la contre-forme 22.
  • De plus, le doigt 38 d'entraînement délimite une face avant 46 verticale qui est équipée d'une contre-came 30b.
  • La contre-came 30b délimite un second profil 32b de travail qui s'étend contre le premier profil 32a et parallèlement au premier profil 32a de la came 32a.
  • Ainsi, le mouvement vertical du bâti mobile 16 vers le bas entraîne le boisseau 34 vers l'arrière par l'intermédiaire de la came 32a et de la contre-came 32b prévues à cet effet, le boisseau 34 agissant simultanément sur la portion d'entraînement 26 de la contre-forme 22 pour entraîner la contre-forme 22 depuis sa position escamotée, jusqu'à sa position d'emboutissage.
  • Complémentairement, l'outil 10 comporte un premier moyen de rappel élastique 48 qui coopère avec la première liaison glissière 29 et qui rappelle élastiquement la contre-forme 22 en avant vers sa position escamotée lorsque le bâti mobile 16 est entraîné vers le haut.
  • Comme le montre les figures 1 à 4, la came 30a et la contre-came 30b sont interposées transversalement entre la portion d'entraînement 26 de la contre-forme 22 et le poinçon 18.
  • Selon un autre aspect, l'outil 10 comporte un élément de presse 50 qui délimite un tronçon d'emboutissage 51 qui est conçu pour coopérer avec la portion d'emboutissage 24 de la contre-forme 22 afin d'emboutir la tôle 12 en contre-dépouille.
  • L'élément de presse 50 présente une double rampe et il est équipé d'une première plaque de glissement 52a supérieure coopérant avec une plaque de glissement 54a complémentaire du bâti mobile 16 et une seconde plaque de glissement 52b inférieure coopérant avec une plaque de glissement 54b complémentaire du bâti mobile 16.
  • L'élément de presse 50 est monté coulissant sur le bâti mobile 16 selon la première direction A, au moyen d'une liaison glissière (non représentée), entre une position de repos et une position de travail dans laquelle l'élément de presse 50 coopère avec la portion d'emboutissage 24 de la contre-forme 22 pour emboutir la tôle 12 en contre-dépouille, comme le montre la figure 3.
  • Les plaques de glissement 52a, 54a, 52b, 54b formant moyens de synchronisation et de coulissement qui sont conçus pour entraîner l'élément de presse 50 dans sa position de travail lors de la descente du bâti mobile 16, lorsque la contre-forme 22 occupe sa position d'emboutissage.
  • A cet effet, selon les figures 2 et 3, la came 30a délimite un troisième profil 32c de travail vertical et la contre-came 32a délimite un quatrième profil 32d de travail vertical, le troisième profil 32c et le quatrième profil 32d étant agencé et conçu pour permettre la descente verticale du bâti 16 à la suite de l'entraînement de la contre-forme 22 dans sa position d'emboutissage.
  • De façon complémentaire, l'outil 10 comporte un second moyen de rappel élastique 56 du type vérin, qui est conçu pour rappeler l'élément de presse 50 vers l'arrière, vers sa position de repos, lorsque le bâti mobile 16 remonte vers le haut.
  • Enfin, le bâti mobile 16 porte un presseur 58 qui est conçu pour presser et maintenir la tôle 12 contre le poinçon 18 au cours de l'emboutissage de la tôle par l'action de l'élément de presse sur la portion d'emboutissage 24 de la contre-forme 22.
  • Le fonctionnement de l'outil 10 d'emboutissage est décrit dans la suite de la description, en commençant par le cycle de fermeture puis en terminant par le cycle d'ouverture.
  • Initialement, l'outil 10 est ouvert, le bâti mobile 16 est en haut de course, la contre-forme 22 occupe sa position escamotée et l'élément de presse 50 occupe sa position de repos, comme le montre la figure 1.
  • Dans une première partie de course descendante du bâti mobile 16, le premier profil de la came 30a coopère avec le second profil 32b de la contre-came 30b de façon à entraîner la contre-forme 22 dans sa position d'emboutissage, par l'intermédiaire du boisseau 34 associé, selon la figure 2.
  • Dans une seconde partie de course descendante du bâti mobile 16, les plaques de glissement 52a, 54a, 52b, 54b formant moyens de synchronisation et de coulissement entraînent l'élément de presse 50 dans sa position de travail, de sorte que la tôle 12 en emboutie en contre-dépouille, comme le montre la figure 3.
  • A l'inverse, dans une première partie de course ascendante du bâti mobile 16, l'élément de presse 50 est rappelé dans sa position de repos par le second moyen de rappel élastique 56 prévu à cet effet.
  • Enfin, dans une seconde partie de course ascendante du bâti mobile 16, la contre-forme 22 est rappelée dans sa position escamotée par le premier moyen de rappel élastique 48 prévu à cet effet, come le montre la figure 4.
  • Ainsi, l'invention permet notamment d'agencer le moyen d'entraînement de la contre-forme 22 à l'extérieur, ou au-delà, du poinçon 18, pour éviter d'affaiblir mécaniquement le poinçon 18.
  • De plus, seule la portion d'emboutissage 24 de la contre-forme 22 est agencée au-dessous du poinçon 18.

Claims (9)

  1. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12), du type comportant :
    - un bâti de support (14),
    - un poinçon (18) qui est monté sur le bâti de support (14) et qui délimite une face d'emboutissage (20) de la tôle (12),
    - au moins une contre-forme (22) qui délimite une portion d'emboutissage (24) de la tôle (12) en contre-dépouille conçue pour coopérer avec le poinçon, et qui est montée mobile sur le bâti de support (14) selon une première direction (A), entre une position d'emboutissage dans laquelle la contre-forme (22) est apte à coopérer avec la tôle (12), et une position escamotée dans laquelle la contre-forme (22) permet le retrait de la tôle (12) emboutie,
    - un moyen d'entraînement (30a, 30b, 34) en déplacement de la contre-forme (22),
    - un bâti mobile (16) qui est mobile par rapport au bâti de support (14), portant un presseur (58) qui est conçu pour presser et maintenir la tôle (12) contre le poinçon (18), caractérisé en ce que le moyen d'entraînement (30a, 30b, 34) entraîne la contre-forme (22) dans sa position d'emboutissage en tirant la contre-forme (22) vers l'extérieur du poinçon (18).
  2. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contre-forme (22) est montée coulissante sur le bâti de support (14) selon la première direction (A), entre sa position escamotée et sa position d'emboutissage.
  3. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la contre-forme (22) s'étend selon ladite première direction (A), la contre-forme (22) comportant :
    - un premier tronçon d'extrémité qui forme ladite portion d'emboutissage (24) et qui coopère avec le poinçon (18),
    - un second tronçon d'extrémité opposé qui forme une portion d'entraînement (26) en coulissement de la contre-forme (22) et qui est agencé au-delà du poinçon (18), et
    - un tronçon intermédiaire (28) qui relie la portion d'emboutissage (24) et la portion d'entraînement (26).
  4. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon la revendication 3, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement coopère avec la portion d'entraînement de la contre-forme pour tirer la contre-forme depuis sa position escamotée, jusqu'à sa position d'emboutissage.
  5. Outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'entraînement (30a, 30b, 34) comporte :
    - une came (30a) qui est portée par le bâti mobile (16),
    - un boisseau (34) qui est monté coulissant sur le bâti de support (14) selon une seconde direction et qui entraîne la contre-forme (22) en déplacement,
    - une contre-came (30b) qui est portée par le boisseau (34), la came (30a) et la contre-came (30b) étant conçues pour entraîner en déplacement la contre-forme (22) depuis sa position escamotée, jusqu'à sa position d'emboutissage.
  6. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon les revendications 3 et 5, caractérisé en ce que la came (30a) et la contre-came (30b) sont interposées entre la portion d'entraînement (26) de la contre-forme (22) et le poinçon (18).
  7. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen de rappel élastique (48) de la contre-forme (22) vers sa position escamotée.
  8. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément de presse (50) qui est monté coulissant sur le bâti mobile (16), entre une position de repos et une position de travail dans laquelle l'élément de presse (50) coopère avec la contre-forme (22) pour emboutir la tôle (12) en contre-dépouille, et qui coopère avec des moyens de synchronisation et de coulissement (52a, 52b, 54a, 54b) conçus pour entraîner l'élément de presse (50) dans sa position de travail sous l'action du bâti mobile (16), lorsque la contre-forme (22) occupe sa position d'emboutissage.
  9. Outil (10) de presse pour l'emboutissage d'une tôle (12) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un second moyen de rappel élastique (56) de l'élément de presse (50) vers sa position de repos.
EP13175908.6A 2012-09-10 2013-07-10 Outil de presse pour l'emboutissage d'une tôle Active EP2705913B1 (fr)

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