FR3101266A1 - Outil de sertissage et procede pour sertir les bords de deux pieces en tole - Google Patents
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Abstract
L’invention concerne un procédé et un outil (1) de sertissage destiné à sertir les bords de deux pièces en tôle remarquable en ce qu’il comprend au moins une lame (3) de sertissage se présentant sous forme d’un bloc montrant une face latérale avec une forme galbée dans laquelle sont formées deux vrilles (5) de sertissage définissant chacune une surface de contact, lesdites vrilles (5) de sertissage étant disposées symétriquement par rapport à un plan perpendiculaire à la direction de déplacement de ladite lame (3) de sertissage Figure à publier avec l’abrégé : Fig. 5
Description
L’invention a trait au domaine de la mise en forme et de l’assemblage de tôles métalliques, notamment d’éléments de carrosserie de véhicule automobile. Plus particulièrement, l’invention se situe dans le domaine des dispositifs de sertissage.
Certaines pièces d’un véhicule nécessitent un sertissage d’au moins un de leurs bords. C’est notamment le cas pour les doublures de porte d’un véhicule automobile qui sont serties par un bord d’élément de carrosserie. Ce sertissage est réalisé à l’aide d’un outil de sertissage, également nommée « tête de sertissage », monté sur un robot et déplacé par ce dernier de sorte à replier un bord d’une première pièce sur un bord d’une deuxième pièce. Les pièces sont disposées sur une matrice et y sont maintenues en place. Avant l’opération de sertissage, le bord de la première pièce de tôle à plier présente généralement – mais pas obligatoirement - une inclinaison de 90 degrés avec le bord de l’autre pièce. Une fois l’opération de sertissage terminée, les deux bords sont parallèles l’un par rapport à l’autre, en ce qu’un des bords est complètement plié sur l’autre bord.
La lame de sertissage peut montrer différentes formes. Le document FR2987290 décrit un outil de sertissage comprenant une lame, l’outil étant destiné à sertir les deux bords d’une pièce en tôle. La lame est constituée d’un bloc comprenant au moins deux vrilles de sertissage usinées dans une des faces latérales dudit bloc permettant chacune, lors du déplacement de l’outil, de replier le bord de l’une des deux pièces sur le bord de l’autre pièce. L’outil peut donc être utilisé, sans avoir à être remplacé, en cas de changement du sens de déplacement, et/ou en cas de modification de la géométrie des pièces à sertir.
De même, le document US20050262912 décrit un système de sertissage par rouleau qui offre la particularité de pouvoir être utilisé dans deux sens de déplacement différents le long du bord des pièces à sertir.
Les solutions proposées par ces documents sont intéressantes mais adaptées à un sertissage de bords rectilignes. Lorsqu‘au moins une portion du bord de l’ensemble des pièces à sertir présente une courbure, il est souvent nécessaire de faire appel à un outil d’anglage complémentaire ce qui augmente le temps et les coûts de production. Une solution reste donc à trouver pour pallier ce problème.
Les procédés et outils de sertissage peuvent donc être encore améliorés. Par exemple, il existe un besoin de permettre le sertissage d’un ensemble de pièces en une seule passe indépendamment de l’angle de rabattement de la première pièce sur la deuxième, et/ou de permettre le sertissage d’ensemble de pièces indépendamment du fait que le bord des pièces à sertir soit rectiligne ou courbe, de préférence sans nécessiter l’emploi d’outil d’anglage. Il existe également un besoin de limiter l’usure des outils de sertissage lorsque l’outil de sertissage est un outil travaillant par frottement.
L’invention a pour objectif d’apporter une réponse à au moins un des inconvénients rencontrés dans l’art antérieur. En particulier, l’invention a pour objectif de proposer un nouvel outil et un nouveau procédé de sertissage qui soit plus rapide, plus économique, et adaptable à toute formes de pièces à sertir.
A cet effet et selon un premier aspect, l’invention a pour objet un outil de sertissage destiné à sertir les bords de deux pièces en tôle, remarquable en ce qu’il comprend au moins une lame de sertissage se présentant sous forme d’un bloc montrant une face latérale avec une forme galbée dans laquelle sont formées deux vrilles de sertissage définissant chacune une surface de contact, lesdites vrilles de sertissage étant disposées symétriquement par rapport à un plan P perpendiculaire à la direction F de déplacement de ladite lame de sertissage. Préférentiellement, la face latérale galbée a une forme convexe.
Comme on l’aura compris à la lecture de la définition qui vient d’en être donnée, l’invention est remarquable en ce qu’elle est configurée pour pouvoir sertir des pièces à la fois selon une direction rectiligne, mais également selon des lignes courbes, du fait de la forme galbée de sa lame qui va s’adapter à la courbure de la tôle à sertir. D’autre part, l’invention est remarquable en ce qu’elle peut effectuer un sertissage sur une tôle montrant une courbure selon deux sens (F1, F2) de déplacement différents. L’invention est remarquable en ce qu’elle offre un gain de temps appréciable puisque le sertissage d’une pièce peut se faire en intégralité avec une seule passe du robot sertisseur et en ce que ce même robot n’a pas besoin de réorienter sa tête entre deux opérations de sertissage, les deux opérations successives pouvant se faire selon des sens de déplacement différents.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, chacune des deux vrilles de sertissage de là où d’au moins une lame de sertissage montre un profil transversal de la surface de contact présentant une variation d’inclinaison le long de la totalité de la surface de contact qui est comprise entre 120 et 180 degrés ; préférentiellement entre 140 et 180 degrés.
Préférentiellement, chacune des deux vrilles de sertissage de là ou d’au moins une lame de sertissage montrant une zone d’entrée et une zone de sortie de la tôle, ladite ou au moins une desdites lames de sertissage montrant un corps au niveau duquel est agencé la zone d’entrée desdites vrilles de sertissage, l’outil est remarquable en ce que les zones de sortie desdites vrilles de sertissage forment un nez en saillie par rapport audit corps de ladite ou au moins une desdites lames de sertissage.
Avantageusement, ledit nez montre un profil galbé convexe et/ou ledit nez montre une longueur telle que mesurée selon la direction de déplacement F de la lame de sertissage qui est d’au moins 20% de la longueur du corps de la lame de sertissage ; de préférence, d’au moins 40%.
Selon une mise en œuvre préférée de l’invention, les deux vrilles de sertissage sont identiques et/ou les deux vrilles de sertissage formant la lame de sertissage sont formées d’une pièce.
De manière optionnelle, l’outil comprend en outre un support et là où les lames de sertissage sont fixées sur le support ; de préférence, la ou les lames de sertissage sont fixées sur le support de manière réversible.
Idéalement, au moins une lame de sertissage est constituée d’un matériau choisi parmi les carbures ou les céramiques ; de préférence, au moins une lame de sertissage est constituée de carbure de tungstène.
Selon un deuxième aspect, l’invention a pour objet un procédé de sertissage comprenant au moins deux opérations de sertissage successives réalisées sur des ensembles de pièces différents, le bord d’au moins un des ensembles de pièces montrant un rayon de courbure sur au moins une partie de la longueur dudit bord, le procédé étant remarquable en ce qu’au moins deux opérations de sertissage successives sont réalisées par un outil selon le premier aspect selon des directions différentes de déplacement dudit outil. Ainsi, une première opération de sertissage sur un premier ensemble de pièces peut être réalisée selon le sens de déplacement F1, tandis que l’opération de sertissage suivante sur un deuxième ensemble de pièces sera réalisée selon le sens de déplacement F2, inverse à F1, et ainsi de suite.
Préférentiellement, le procédé comprend au moins une opération de sertissage à 180 degrés de deux bords tombés imbriqués l’un dans l’autre.
L’invention sera bien comprise et d’autres aspects et avantages apparaîtront clairement à la lecture de la définition qui va suivre, donnée en référence aux planches de dessins annexées sur lesquelles :
Dans la description qui suit, le terme « comprendre » est synonyme de « inclure » et n’est pas limitatif en ce qu’il autorise la présence d’autres éléments dans l’outil ou d’autres étapes dans le procédé auquel il se rapporte. Il est entendu que le terme « comprendre » inclut les termes « consister en ». Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires.
On se réfèrera en premier lieu aux figures 1 et 2 montrant un premier exemple de réalisation d’un outil 1 de sertissage selon l’invention. L’outil 1 de sertissage est destiné à sertir les bords de deux pièces en tôle, et est remarquable en ce qu’il comprend au moins une lame 3 de sertissage se présentant sous forme d’un bloc montrant une face latérale avec une forme galbée dans laquelle sont formées deux vrilles 5 de sertissage définissant chacune une surface de contact. L’outil 1 de sertissage est donc un outil de sertissage par frottement. Selon l’invention, lesdites vrilles 5 de sertissage sont disposées symétriquement par rapport à un plan P perpendiculaire à la direction de déplacement F de ladite lame 3.
Les deux vrilles 5 de sertissage peuvent être identiques ou différentes. Lorsqu’elles sont différentes, elles sont utilisées pour réaliser deux opérations de sertissage de géométrie différentes. Néanmoins, selon une mise en œuvre préférée de l’invention, les deux vrilles 5 de sertissage sont identiques de manière à pouvoir réaliser des opérations de sertissage de même géométrie. Il n’est alors pas nécessaire de remplacer la lame 3 lors d’un changement de sens de déplacement le long des bords des pièces à sertir. L’invention permet la mise en œuvre d’un procédé dans lequel deux ensembles de pièces à sertir successifs sont sertis avec la même lame 3 de sertissage se déplaçant selon un sens différent. L’invention est remarquable en ce que le robot sertisseur n’a pas besoin de se repositionner à sa position initiale entre les deux ensembles successifs de pièces à sertir, ce qui permet d’économiser les coûts et le temps de production.
La figure 2 illustre le caractère galbé de la face latérale de la lame 3 dans laquelle sont usinées les vrilles de sertissage. Le rayon de courbure Rp suivi par la face galbée de la lame 3 permet à l’outil de procéder à un sertissage le long de zones courbes sans que la vrille de sertissage non-travaillante ne gêne dans le déplacement de la lame 3. De préférence, la face latérale galbée de la lame 3 de sertissage a une forme convexe. On aura compris que le support 7 sur lequel est monté la lame 3 montre le même profil galbé.
En effet, en revenant à la figure 1 et selon une mise en œuvre préférée de l’invention, l’outil 1 de sertissage comprend en outre un support 7 sur lequel sont fixées la ou les lames 3 de sertissage. La ou les lames 3 de sertissage comprennent alors une partie travaillante 9 présentant au moins une face comprenant au moins une vrille 5 de sertissage, et de préférence deux vrilles 5 de sertissage ; et une partie de fixation 11. De préférence, la partie travaillante 9 et la partie de fixation 11 forment une seule pièce. Avantageusement, au moins une lame 3 de sertissage est fixée sur le support 7 de manière réversible. De préférence, au moins une lame 3 est fixée sur le support 7 par brasage ou par vissage. Le support 7 présente alors avantageusement un logement 13 destiné à recevoir la lame de sertissage ; de préférence, il présente au moins deux logements 13.
Dans l’exemple de réalisation illustré en figure 1, la lame 3 de sertissage est fixée sur le support 7 par vissage, et présente à cet effet au moins deux alésages 15 pour le passage de vis de fixation. Lesdites vis sont destinées à être placées en regard d’alésages taraudés (non représentés) dans le support 7. Eventuellement, il est prévu un léger désaxage entre les alésages 15 de la lame 3 et ceux du support 7, ce qui permet d’assurer le placage de ladite lame 3 dans deux directions. Eventuellement, des butés de placage (non représentées) sont également prévues sur le support 7 pour garantir ledit placage. Le support 7 permet avantageusement le raccordement de l’outil 1 à un moyen d’entraînement en déplacement (non représenté) ; par exemple, à la main d’un robot.
De manière optionnelle, le support 7 porte au moins un organe presseur (non représenté) qui, lors du déplacement de la lame 3 de sertissage le long des bords respectifs des deux pièces à sertir, est apte à exercer, sur l’un desdits bords, une force prédéterminée. La force prédéterminée est appliquée devant la vrille 5 de sertissage en travail et permet de plaquer les deux pièces à sertir l’une sur l’autre avant le passage de ladite vrille 5. L’organe presseur peut être constitué par une lame élastique. L’emploi d’un organe presseur permet d’obtenir un sertissage de qualité sans avoir à utiliser un presseur.
Selon un mode de réalisation de l’invention, chacune des vrilles 5 de sertissage est réalisée dans un bloc de matériau formant un élément distinct du support 7. Néanmoins, selon une mise en œuvre préférée de l’invention, les deux vrilles 5 de sertissage formant la lame 3 de sertissage sont formées d’une pièce.
Afin d’éviter une usure prématurée de la surface de frottement, la lame 3 de sertissage est avantageusement constituée en un matériau dont la dureté est supérieure à la dureté du support 7. Par exemple, le support 7 est réalisé en acier et la lame 3 de sertissage et réalisée en un matériau choisi parmi les carbures ou les céramiques. Lorsque le matériau constituant la lame 3 de sertissage est un carbure, l’homme du métier choisira préférentiellement le carbure de tungstène. Lorsque le matériau constituant la lame 3 de sertissage est une céramique, l’homme du métier pourra choisir des céramiques non-oxydées, par exemple de type nitrure de silicium (Si3N4), ou des céramiques oxydées de type oxyde de zirconium (ZrO2) ou oxyde d’aluminium (Al2O3). Selon un mode de réalisation préféré, la lame 3 de sertissage est constituée de carbure de tungstène. L’emploi de lames 3 de sertissage constituées de carbure de tungstène est connu de l’homme du métier et est par exemple décrite dans le document FR3067622.
Sur l’exemple de réalisation illustré en figure 1, les vrilles 5 de sertissage comprennent un profil transversal présentant une variation d’inclinaison qui est comprise entre 20 et 90 degrés, de préférence entre 20 et 60 degrés. Ce type de lame de sertissage permet de rabattre un bord qui est, par exemple, préalablement plié à 90° et montrant une orientation verticale jusqu’à une orientation horizontale.
Un bord plié à 90 degrés est généralement obtenu lors d’une opération de tombage généralement mise en œuvre dans le cadre d’un procédé d’emboutissage et consistant à rabattre vers le bas le ou les bords d’une tôle par le déplacement de lames prévues à cet effet. Malheureusement, lorsque les bords des pièces à sertir sont composés de deux bords tombés imbriqués l’un dans l’autre, le rabattage d’un bord sur l’autre doit se faire à 180 degrés et les lames de sertissage montrant une ou des vrilles avec une variation d’inclinaison de l’ordre de 90 degrés ne sont plus suffisantes. Le document WO2017144791 montre un exemple de lame de sertissage dont la vrille peut permettre un sertissage à 180 degrés en une seule passe.
L’invention s’adresse également à un outil 1 présentant des lames 3 de sertissage montrant des vrilles 5 plus prononcées, c’est-à-dire avec une variation d’inclinaison supérieure à 90 degrés.
Ainsi, selon un mode de réalisation préféré de l’invention illustré en figures 3 à 5, au moins une des deux vrilles 5 de sertissage, et de préférence chacune des deux vrilles 5 de sertissage de là où d’au moins une lame 3 de sertissage montre un profil transversal de la surface de contact présentant une variation d’inclinaison le long de la totalité de la surface de contact qui est compris entre 120 et 180 degrés ; préférentiellement entre 140 et 180 degrés. La surface de contact de chacune des vrilles 5 de la lame 3 de sertissage montre une zone d’entrée 17 et une zone de sortie 19 du bord de la tôle à sertir.
Il est rappelé au besoin que le profil transversal, c’est-à-dire dans un plan perpendiculaire à la direction de travail de la lame, est généralement rectiligne. Son inclinaison varie entre la zone d’entrée 17 et la zone de sortie 19 donnant une forme en vrille (ou hélicoïdale) à la surface de travail. Une variation d’inclinaison de 180 degrés va permettre de rabattre le bord d’une tôle à 180 degrés. Avantageusement, l’inclinaison montrée par la surface de contact au niveau de la zone d’entrée 17 de la tôle est parallèle à la l’inclinaison montrée par la surface de contact au niveau de la zone de sortie 19 de la tôle, mais les zones d’entrée 17 et de sortie 19 sont situées à des hauteurs différentes. Les zones de sortie forment donc un nez 21 en saillie par rapport à la zone d’entrée 17 qui est, quant à elle, préférentiellement au même niveau que la partie de fixation 11. Le nez 21 montre une surface de contact qui est incliné en direction de l’intérieur de la lame 3. Cette portion de la lame 3 de sertissage a pour fonction de faire basculer le bord de la première tôle en direction de la deuxième tôle.
Le nez 21 étant formé par les zones de sortie 19 des deux vrilles 5 de la lame 3 de sertissage, il est symétrique par rapport au plan P perpendiculaire à la direction de déplacement F de ladite lame. Afin de pouvoir utiliser la lame sur des bords de tôles montrant un rayon de courbure donné sans gêner le déplacement de la lame 3 de sertissage le long du bord de la pièce à sertir, le nez 21 présente au niveau de sa surface de contact un profil galbé convexe montrant un rayon de courbure inverse par rapport au rayon de courbure Rp principal montré par la face latérale, et d’une valeur inférieure à ce dernier.
Selon un mode de réalisation préféré de l’invention, la surface de la zone de contact au niveau de la zone d’entrée 17 de la tôle est disposée parallèle à la surface de la zone de contact au niveau de la zone de sortie 19 de la tôle de sorte à montrer un écartement équivalent à l’épaisseur montrée par les bords l’ensemble de pièces serties après l’opération de sertissage.
Claims (10)
- Outil (1) de sertissage destiné à sertir les bords de deux pièces en tôle caractérisé en ce qu’il comprend au moins une lame (3) de sertissage se présentant sous forme d’un bloc montrant une face latérale avec une forme galbée dans laquelle sont formées deux vrilles (5) de sertissage définissant chacune une surface de contact, lesdites vrilles (5) de sertissage étant disposées symétriquement par rapport à un plan P perpendiculaire à la direction F de déplacement de ladite lame (3) de sertissage.
- Outil (1) de sertissage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la face latérale galbée a une forme convexe.
- Outil (1) de sertissage selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chacune des deux vrilles (5) de sertissage de là où d’au moins une lame (3) de sertissage montre un profil transversal de la surface de contact présentant une variation d’inclinaison le long de la totalité de la surface de contact qui est comprise entre 120 et 180 degrés ; préférentiellement entre 140 et 180 degrés.
- Outil (1) de sertissage selon la revendication 3, chacune des deux vrilles (5) de sertissage de là où d’au moins une lame (3) de sertissage montrant une zone d’entrée (17) et une zone de sortie (19) de la tôle, ladite ou au moins une desdites lames (3) de sertissage montrant un corps au niveau duquel est agencé la zone d’entrée (17) desdites vrilles (5) de sertissage, l’outil (1) est caractérisé en ce que les zones de sortie (19) desdites vrilles (5) de sertissage forment un nez (21) en saillie par rapport audit corps de ladite ou au moins une desdites lames (3) de sertissage.
- Outil (1) de sertissage selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nez (21) montre un profil galbé convexe et/ou en ce que le nez (21) montre une longueur telle que mesurée selon la direction de déplacement (F) de la lame (3) de sertissage qui est d’au moins 20% de la longueur du corps de la lame (3) de sertissage ; de préférence, d’au moins 40%.
- Outil (1) de sertissage selon l’une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les deux vrilles (5) de sertissage sont identiques et/ou en ce que les deux vrilles (5) de sertissage formant la lame (3) de sertissage sont formées d’une pièce.
- Outil (1) de sertissage selon l’une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l’outil (1) comprend en outre un support et en ce que la ou les lames (3) de sertissage sont fixées sur le support ; de préférence, la ou les lames (3) de sertissage sont fixées sur le support de manière réversible.
- Outil (1) de sertissage selon l’une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu’au moins une lame (3) de sertissage est constituée d’un matériau choisi parmi les carbures ou les céramiques, de préférence, au moins une lame (3) de sertissage est constituée de carbure de tungstène.
- Procédé de sertissage comprenant au moins deux opérations de sertissage successives réalisées sur des ensembles de pièces différents, le bord d’au moins un des ensembles de pièces montrant un rayon de courbure sur au moins une partie de la longueur dudit bord, le procédé étant caractérisé en ce qu’au moins deux opérations de sertissage successives sont réalisées par un outil (1) de sertissage selon l’une des revendications 1 à 8 selon des directions différentes de déplacement dudit outil.
- Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu’il comprend au moins une opération de sertissage à 180 degrés de deux bords tombés imbriqués l’un dans l’autre.
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| FR3101266B1 (fr) | 2022-01-14 |
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