FR3072893A1

FR3072893A1 - Outil de poinconnage d’un flan de tole et procede de poinconnage utilisant un tel outil

Info

Publication number: FR3072893A1
Application number: FR1760177A
Authority: FR
Inventors: Yves Lanternier
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: PSA Automobiles SA
Priority date: 2017-10-27
Filing date: 2017-10-27
Publication date: 2019-05-03
Anticipated expiration: 2037-10-27
Also published as: FR3072893B1

Abstract

L'invention a trait un outil de poinçonnage d'un flan de tôle (4), comprenant un bâti supérieur et un bâti inférieur et des moyens de guidage (3) positionnables sous le flan de tôle (4), les moyens de guidage (3) comportant des socles (33) solidaires du bâti inférieur, des bras (32) montés pivotant sur les socles (33) et des éléments roulants (31) montés sur les bras (32), les éléments roulants (31) étant destinés à former les supports sur lesquels peut rouler le flan de tôle (4) lors de son déplacement, les bras (32) étant soumis à un effort élastique adapté pour que les éléments roulant (31) maintiennent le flan de tôle (4) à distance de la surface étendue (22) lors dudit déplacement, caractérisé en ce qu'au moins un des moyens de guidage (3) comporte sur un bras (32) deux éléments roulant (31).

Description

OUTIL DE POINÇONNAGE D’UN FLAN DE TÔLE ET PROCÉDÉ DE POINÇONNAGE UTILISANT UN TEL OUTIL

L’invention a trait au domaine de l’outillage d’emboutissage de flan de tôle, notamment de flan de tôle de carrosserie de véhicule automobile. L’invention a plus particulièrement trait au domaine de l’outillage de poinçonnage d’un flan de tôle, plus particulièrement encore aux moyens d’alimentation et de découpe d’un flan de tôle dans de tels outillages.

Un flan de tôle est une tôle métallique en début ou en cours de fabrication, de faible épaisseur, obtenue par découpe, et destinée à être emboutie.

Tel que divulgué dans le document FR1454115 et à la figure 1 qui est une vue d’un flan de tôle 1 d’un côté de caisse de véhicule automobile. On peut remarquer des ajours 11 réalisés pour les ouvertures de portes, de contour 12 de roue ou encore de contour 13 au niveau du toit. Ces ajours et ces contours sont généralement effectués sur des outillages de poinçonnage par découpe du flan de tôle 1. Les découpe d’un flan de tôle 1 est généralement réalisée par un outillage comprenant un bâti supérieur et un bâti inférieur qui forment des supports pour un poinçon et pour une matrice. La découpe se fait par cisaillement entre deux bords coupants du poinçon et de la matrice grâce à un mouvement relatif entre le bâti supérieur et le bâti inférieur. Un outillage de poinçonnage est généralement monté dans une presse d’emboutissage qui génère ce mouvement relatif. L’alimentation d’un flan de tôle dans un outillage de poinçonnage et en vue de la découpe est généralement réalisée par défilement latéral ou par dépose verticale sur une matrice. Le défilement latéral d’un flan de tôle est une réalisation qui généralement offre un avantage de cadence. Elle est généralement moins onéreuse que celle par dépose par un robot car elle nécessite des systèmes de guidage généralement relativement simples qui se font par l’intermédiaire de rouleaux qui peuvent s’escamoter lors de l’opération de poinçonnage. Mais ces rouleaux lorsqu’ils s’escamotent lors de l’opération de poinçonnage peuvent être source d’apparition de défauts de qualité par marquage du flan de tôle.

L’invention a pour objectif de proposer une solution pour la réalisation d’un outillage de poinçonnage d’un flan de tôle, notamment un flan de tôle de carrosserie de véhicule automobile, l’outillage palliant au moins un des inconvénients mentionnés ci-dessus. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de proposer un dispositif et un procédé pour le guidage et la découpe d’un flan de tôle d’un tel outillage de manière à réduire les défauts de qualité.

L’invention a pour objet un outillage de poinçonnage d’un flan de tôle, comprenant :

• Un bâti supérieur et un bâti inférieur, le bâti supérieur présentant une première position haute permettant un déplacement du flan de tôle le long d’une surface étendue du bâti inférieur et une seconde position basse pour le poinçonnage du flan de tôle, • des moyens de guidage positionnables sous le flan de tôle, les moyens de guidage comportant des socles solidaires du bâti inférieur, des bras montés pivotant sur les socles et des éléments roulants montés sur les bras, les éléments roulants étant destinés à former les supports sur lesquels peut rouler le flan de tôle lors de son déplacement, les bras étant soumis à un effort élastique adapté pour que les éléments roulant maintiennent le flan de tôle à distance de la surface étendue lors dudit déplacement, tel qu’au moins un des moyens de guidage comporte sur un bras deux éléments roulant.

Selon une première caractéristique de l’invention, les moyens de guidage comportent chacun un unique bras monté pivotant sur un socle, lesdits deux éléments roulants étant positionnés le long dudit unique bras. L’effort élastique desdits moyens de guidage est obtenu par des ressorts dont une première extrémité est solidaire du socle d’un desdits moyens de guidage et dont une seconde extrémité est solidaire du bras monté pivotant sur ledit socle.

Selon une deuxième caractéristique de l’invention, dans la position haute du bâti supérieur, les deux éléments roulant, le bras et le ressort sont agencés pour que le flan de tôle puisse se déplacer en appui sur un seul desdits deux éléments roulants.

Selon une troisième caractéristique de l’invention, dans la position basse du bâti supérieur, les deux éléments roulant, le bras et le ressort sont agencés pour que le flan de tôle soit immobilisé en appui sur lesdits deux éléments roulants.

Selon une quatrième caractéristique de l’invention, la matrice inférieure comporte un premier bord de découpe de telle sorte que dans la position haute du bâti supérieur, l’effort élastique des éléments roulant est adapté pour maintenir le flan de tôle à distance dudit premier bord de découpe, ladite distance verticale du premier bord de découpe étant d’au moins 30 mm, idéalement de 37 mm.

Selon une cinquième caractéristique de l’invention, chacun des éléments roulants des moyens de guidage est apte à être en contact avec le flan de tôle sur une surface comprise entre 5mm² et 30mm². Les moyens de guidage sont répartis sur la surface étendue à raison d’un nombre de moyens de guidage qui est compris entre 0,2 et 2 par dm². Les éléments roulants des moyens de guidage sont répartis généralement uniformément sur la surface étendue, lesdits éléments roulant étant orientés de manière à présenter une direction de roulement commune correspondant à la direction de déplacement du flan de tôle.

La présente invention concerne aussi un procédé de découpe d’un flan de tôle, comprenant l’utilisation d’une matrice de découpe telle que décrite précédemment, faisant qu’en position haute du bâti supérieur, le flan de tôle est en appui que sur un seul desdits deux éléments roulants de chacun des moyens de guidage, ladite position haute du bâti supérieur correspondant aux étapes d’approvisionnement et d’évacuation de la partie du flan de tôle à poinçonner et qu’en position basse du bâti supérieur, le flan de tôle est en appui sur les deux éléments roulants de chacun des moyens de guidage, ladite position basse du bâti supérieur correspondant aux étapes de serrage et de poinçonnage dudit flan de tôle.

D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à l’aide de la description et des dessins parmi lesquels :

- La figure 1 est une vue d’un flan de tôle de carrosserie de véhicule automobile tel qu’obtenu avec poinçonnage dans un outil de poinçonnage ;

- La figure 2 est une vue en perspective d’un outil de poinçonnage conforme à l’invention, réalisé pour la découpe du flan de tôle de la figure 1 ;

- La figure 3 est une vue en coupe d’un des moyens de guidage selon l’invention ; et

- Les figures 4 sont des vues en coupe d’une partie de l’outil de poinçonnage selon l’invention, lors des différentes opérations de poinçonnage.

La figure 1 a été décrite précédemment. Les découpes sont présentées à titres d’exemples et peuvent être effectuées par l’outillage de poinçonnage que l’on va décrire plus bas.

La figure 2 est une vue en perspective du bâti inférieur 2 qui comporte une matrice de découpe 21 d’un flan de tôle (le flan de tôle étant représenté en figures 3 et 4), selon l’invention. Le bâti inférieur 2 comprend une surface étendue 22 le long de laquelle est destinée à s’étendre le flan de tôle. La surface étendu 22 comprend une série de lames inférieures 23 pour la découpe du flan de tôle. Les lames inférieures 23 sont en saillie de la surface étendu 22. Le bâti inférieur 2 comprend des moyens de guidage 3 qui comportent des éléments roulants 31 aptes à soutenir et à guider le flan de tôle en vue de son déplacement. Un tel déplacement doit s’effectuer à distance au-dessus des lames inférieures 23. Les moyens de guidage 3 peuvent être répartis sur la surface étendue 22 à raison d’un nombre d’éléments roulant compris entre 0,2 et 2 par dm². Les moyens de guidage 3 sont répartis généralement uniformément sur la surface étendue 22 et orientés de manière à présenter une direction de roulement commune, cette direction est représentée par une flèche Dg correspondant à la direction de déplacement du flan de tôle. Chacun des moyens de guidage 3 est apte à être en contact avec le flan de tôle sur une surface comprise entre 5mm2 et 30mm2. La répartition ainsi que l’encombrement relativement réduit des moyens de guidage 3 rendent plus flexible la réalisation de la matrice de découpe 21, en particulier aux emplacements des lames inférieures 23 où le nombre de moyens de guidage 3 est plus faible. Des doigts de guidage latéraux 24 sont aussi positionnés le long du bâti inférieur 2, guidant latéralement le déplacement du flan de tôle et délimitant latéralement la surface étendu 22.

La figure 3 est une vue en perspective d’un des moyens de guidage 3 conforme à l’invention. Sur cette figure est aussi représenté le flan de tôle 4 selon deux positions ; une première position haute représentée en traits plein, où les éléments de guidage 3 sont positionnés de telle sorte à permettre le déplacement du flan de tôle 4 le long de la surface étendue 22 du bâti inférieur à distance des lames inférieures 23 et une seconde position basse représentée en traits discontinues permettant le poinçonnage du flan de tôle 4 au moyen des lames inférieures 23 et des lames supérieures (non représentées sur cette figure). L’élément de guidage 3 comporte des éléments roulants 31 constitués par une première roue 311, positionnée à une première extrémité d’un bras 32 de l’élément de guidage 3 et par une seconde roue 312. Le bras 32 de l’élément de guidage 3 forme un support à la première roue 311 et à la seconde roue 312. L’élément de guidage 3 comporte un socle 33 solidarisé sur la surface étendu 22. Le bras 32 est monté pivotant sur le socle 33 à sa seconde extrémité. Un ressort 34 maintien le bras 32 en position haute en l’absence de contrainte sur les éléments roulant 31. Le ressort 34 est calibré de telle sorte que lorsque le flan de tôle 4 est posé en appui sur les moyens de guidage 3 pour son déplacement, que ledit flan reste à distance des lames inférieures. Dans cette configuration, seule la première roue 311 des éléments roulant 31 est en contact du flan de tôle 4. Le fait de limiter aussi le nombre de roues en contact du flan de tôle permet de limiter les frottements entre les roues 311 et le flan de tôle 4, facilitant le déplacement du flan de tôle 4 le long de la surface étendue 22. Lorsque le bâti supérieur descend pour mettre ne forme le flan de tôle 4, des lames supérieures descendent en appui contre la surface supérieure du flan de tôle 4, abaissant le flan de tôle 4 en position basse, contre les lames inférieures 23. Le bras 32 bascule comprimant le ressort de rappel 34. Le flan de tôle 4 se retrouve en appui sur la première roue 311 et sur la seconde roue 312. Le fait de doubler dans cette position basse des moyens de guidage 3 le nombre des éléments roulant 31 en contact du flan de tôle 4, permet de limiter le risque de marquage des éléments roulant 31 sur le flan de tôle 4 et cela notamment dans les parties de la surface étendue 22 qui comportent le moins de moyens de guidage 3. Chacun des éléments roulant 31 peut être en métal et/ou en plastique et est apte à être en contact avec le flan de tôle 4 sur une surface comprise entre 5mm2 et 30mm2 suivant la largeur des roues utilisées. En position haute chacun des moyens de guidage 3 aura donc une surface de contact comprise entre 5mm2 et 30mm2 avec le flan de tôle 4 et en position basse chacun des moyens de guidage 3 aura donc une surface de contact comprise entre 10mm2 et 60mm2 avec le flan de tôle 4. Le moyen de guidage 3 peut avoir une variation de hauteur entre la position basse et la position haute d’au moins 30 mm, idéalement de 37 mm, permettant de s’assurer que le flan de tôle 4 ne soit jamais en contact d’un des éléments présent le long de la surface étendue 22 lors de son déplacement. Un tel contact crée des marques qui rendent la pièce impossible à utiliser sans devoir le retoucher.

Les figures 4 représentent des vues en coupe d’un outil de poinçonnage selon quatre étapes d’un procédé de poinçonnage du flan de tôle 4 mettant en oeuvre des moyens de guidage 3 selon l’invention. L’outil de poinçonnage comporte un bâti inférieur 2 selon l’invention et un bâti supérieur 5 permettant le poinçonnage du flan de tôle 4. Sur ces figures est représenté un presseur 51 et une lame supérieure 53 qui sont solidaires du bâti supérieur 5 et qui sont adaptés pour collaborer avec des lames inférieures 23 du bâti inférieur 2. Le presseur 51 est fixe par rapport au bâti supérieur 5 alors que la lame supérieure 53 est monté pivotant par rapport au presseur 51. Un ressort de rappel 52 est interposée entre le presseur 51 et la lame supérieure 53, comme expliqué ultérieurement.

Sur la figure 4a est représenté une première étape du procédé de poinçonnage du flan de tôle 4. Le flan de tôle 4 est alimenté sur la surface étendue 22 du bâti inférieur 2 suivant la direction de déplacement Dg. Le flan de tôle 4 est maintenu à distance des lames inférieures 23 par les moyens de guidage 3 qui sont fixés sur la surface étendu 22. Seules deux moyens de guidage 3 sont représentés à titre d’exemple, de part et d’autre d’un exemple de lame inférieur 23. Dans cette première étape, les moyens de guidage 3 sont en position haute avec uniquement la première roue 311 qui est en contact du flan de tôle 4. La seconde roue 312 reste en retrait sous le flan de tôle 4. Le bâti supérieur 5 est en position haute, faisant que le presseur 51, la lame supérieure 53 et les ressorts de rappel 52 sont en position de repos.

Sur la figure 4b est représenté une deuxième étape du procédé de poinçonnage du flan de tôle 4. Le flan de tôle 4 est stoppé à sa position de poinçonnage sur la surface étendue 22 du bâti inférieur 2. La descente du bâti supérieur 5 fait que le presseur 51 appui contre le flan de Tôle 4. Le flan de tôle 4 est positionné en appui entre le presseur 51 et les lames inférieures 23. Les moyens de guidage 3 sont positionnés en position basse faisant que la première roue 311 et la seconde roue 312 de chacun des moyens de guidage 3 sont en contact du flan de tôle 4. Dans cette deuxième étape, la lame supérieure 53 et les ressorts de rappel 52 sont toujours en position de repos.

Sur la figure 4c est représenté une troisième étape du procédé de poinçonnage du flan de tôle 4. Le flan de tôle 4 est bloqué en position entre le presseur 51 et les lames inférieures 23. La lame supérieure 53 descend en compriment les ressorts de rappel 52, poinçonnant le flan de tôle 4 à l’emplacement de la lame supérieure 53. Durant cette étape de poinçonnage du flan de tôle 4, les moyens de guidage 3 restent positionnés en position basse faisant que la première roue 311 et la seconde roue 312 de chacun des moyens de guidage 3 sont toujours en contact du flan de tôle 4.

Sur la figure 4d est représenté une quatrième étape du procédé de poinçonnage du flan de tôle 4. Aidé par les ressorts de rappel 52, la lame supérieure 53 n’est plus actionnée et remonte en position de repos. Le bâti supérieur 5 dans son ensemble peut alors remonter lui aussi en position haute, libérant le flan de tôle 4. Les moyens de guidage 3 remontent à leur tour en position haute, positionnant le flan de tôle 4 à distance des lames inférieures 23. Le flan de tôle 4 est de nouveau uniquement soutenu par la première roue 311 de chacun des moyens de guidage 3, permettant au flan de tôle 4 de pouvoir se déplacer suivant la direction de déplacement Dg pour un nouveau cycle de poinçonnage tel que présenté à l’étape 1.

Claims

REVENDICATIONS

1. Outil de poinçonnage d’un flan de tôle (4), comprenant :

• Un bâti supérieur (5) et un bâti inférieur (2), le bâti supérieur (5) présentant une première position haute permettant un déplacement du flan de tôle (4) le long d’une surface étendue (22) du bâti inférieur (2) et une seconde position basse pour la découpe du flan de tôle (4), • des moyens de guidage (3) positionnables sous le flan de tôle (4), les moyens de guidage (3) comportant des socles (33) solidaires du bâti inférieur (2), des bras (32) montés pivotant sur les socles (33) et des éléments roulants (31) montés sur les bras (32), les éléments roulants (31) étant destinés à former les supports sur lesquels peut rouler le flan de tôle (4) lors de son déplacement, les bras (32) étant soumis à un effort élastique adapté pour que les éléments roulant (31 ) maintiennent le flan de tôle (4) à distance de la surface étendue (22) lors dudit déplacement, caractérisé en ce qu’au moins un des moyens de guidage (3) comporte sur un bras (32) deux éléments roulant (31).
2. Outil de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage (3) comportent chacun un unique bras (32) monté pivotant sur le socle (33), lesdits deux éléments roulants (31) étant positionnés le long dudit unique bras (32).
3. Outil de poinçonnage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l’effort élastique desdits moyens de guidage (3) est obtenu par des ressorts (34) dont une première extrémité est solidaire du socle (33) dudit moyen de guidage (3) et dont une seconde extrémité est solidaire du bras (32) monté pivotant sur ledit socle (33).
4. Outil de poinçonnage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans la position haute du bâti supérieur (5), les deux éléments roulant (31), le bras (32) et le ressort (34) sont agencés pour que le flan de tôle (4) se déplace en appui sur un seul (311 ) desdits deux éléments roulants (31 ).
5. Outil de poinçonnage selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que, dans la position basse du bâti supérieur (5), les deux éléments roulant (31), le bras (32) et le ressort (34) sont agencés pour que le flan de tôle (4) soit immobilisé en appui sur lesdits deux éléments roulants (31).
6. Outil de poinçonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le bâti inférieur (2) comporte au moins une lame inférieure (23), l’effort élastique des moyens de guidage (3) étant adapté pour que, dans la position haute du bâti supérieur (5), le flan de tôle (4) soit maintenu à distance de ladite lame inférieure (23).
7. Outil de poinçonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chacun des éléments roulants (31) des moyens de guidage (3) est apte pour être en contact avec le flan de tôle (4) sur une surface comprise entre 5mm² et 30mm².
8. Outil de poinçonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de guidage (3) sont répartis sur la surface étendue (22) à raison d’un nombre de moyens de guidage (3) compris entre 0,2 et 2 par dm².
9. Outil de poinçonnage selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les éléments roulants (31) des moyens de guidage (3) sont répartis généralement uniformément sur la surface étendue (22), lesdits éléments roulant (31) étant orientés de manière à présenter une direction de roulement commune correspondant à la direction de déplacement (Dg) du flan de tôle (4).
10. Procédé de poinçonnage d’un flan de tôle (4), comprenant l’utilisation d’un outil de poinçonnage selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, en position haute du bâti supérieur (5), le flan de tôle (4) est en appui sur un seul (311) desdits deux éléments roulants (31) de chacun desdits moyens de guidage (3), ladite position haute du bâti supérieur (5) correspondant aux étapes d’approvisionnement et d’évacuation du flan de tôle (4) et qu’en position basse du bâti supérieur (5), le flan de tôle (4) est en appui sur au moins deux éléments roulants (31) de chacun des moyens de guidage (3), ladite position basse du bâti supérieur correspondant aux étapes de serrage et de poinçonnage dudit flan de tôle (4).