FR3017552A1 - PRESS TO BOTTLE A STEEL ROOF PIECE WITH A VERY HIGH ELASTIC LIMIT, SUCH AS A MOTOR VEHICLE BRANCARD - Google Patents
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Description
PRESSE POUR EMBOUTIR UNE PIÈCE EN TÔLE D'ACIER À TRÈS HAUTE LIMITE ÉLASTIQUE, TELLE QU'UN BRANCARD DE VÉHICULE AUTOMOBILE La présente invention concerne une presse pour emboutir une pièce en tôle en particulier en acier du type THLE (très haute limite élastique). L'invention concerne plus particulièrement l'application de cette presse à l'emboutissage des brancards ou longerons avant en tôle THLE pour véhicules automobiles. Ces tôles THLE sont de plus en plus utilisées lors de la fabrication de pièces en tôles pour véhicules automobiles pour améliorer leur prestation en cas de chocs et réduire leur masse. Les pièces en question sont en particulier les brancards. Les presses actuelles ne sont pas adaptées pour travailler les tôles THLE précitées.The present invention relates to a press for stamping a sheet metal part, in particular steel type THLE (very high elastic limit). The invention relates more particularly to the application of this press to the stamping of stretchers or front rails sheet metal THLE for motor vehicles. These THLE sheets are increasingly used in the manufacture of sheet metal parts for motor vehicles to improve their performance in case of shocks and reduce their weight. The parts in question are in particular the stretchers. The current presses are not suitable for working the aforementioned THLE sheets.
En effet, le travail de cette nuance de tôle engendre les trois problèmes suivants : - l'effort important mis en oeuvre par la presse pour travailler une telle tôle, - l'obligation de sécuriser les organes sensibles de la presse pour éviter la casse de ceux-ci, et, - de maîtriser le retour élastique de la tôle. La figure 1 est une vue en coupe verticale montrant une presse d'emboutissage classique. Cette presse comprend un bâti supérieur 1 mobile verticalement, un serre-flan 2, un poinçon 3 et un bâti inférieur 4.Indeed, the work of this shade of plate generates the three following problems: - the important effort made by the press to work such a plate, - the obligation to secure the sensitive organs of the press to avoid the breakage of these, and, - to control the elastic return of the sheet. Figure 1 is a vertical sectional view showing a conventional stamping press. This press comprises an upper frame 1 movable vertically, a blank holder 2, a punch 3 and a lower frame 4.
La pièce en tôle 5 est emboutie entre une surface du bâti supérieur 1 et une surface du poinçon 3. Cette presse classique présente l'avantage de présenter deux mouvements, à savoir un mouvement vers le bas (voir flèche F) et un mouvement vers le haut (voir flèche F1).The sheet metal part 5 is pressed between a surface of the upper frame 1 and a surface of the punch 3. This conventional press has the advantage of having two movements, namely a downward movement (see arrow F) and a movement towards the up (see arrow F1).
Cependant, cette presse présente l'inconvénient de ne pas pouvoir résoudre les trois problèmes évoqués plus haut. De plus, la zone entourée A sur la figure 1 montre que l'emboutissage de la pièce 5 entraîne des chutes qui augmente le coût des pièces.However, this press has the disadvantage of not being able to solve the three problems mentioned above. In addition, the zone surrounded by A in FIG. 1 shows that the stamping of the part 5 causes falls which increases the cost of the parts.
Pour fabriquer un brancard, il est nécessaire de réaliser deux tombages sur la pièce en tôle pour obtenir une pièce de section transversale en U. A cet effet, les presses connues comportent un presseur sollicité par des ressorts pouvant s'appuyer sur la pièce à travailler, en position sur un poinçon fixe et deux lames portées chacune par un porte-lame pour réaliser les deux tombages. Cependant, les presses de ce type ne permettent pas actuellement de résoudre les problèmes énoncés plus haut. Le but de la présente invention est précisément d'apporter des solutions à 10 ces problèmes. Ce but est atteint, selon l'invention, grâce à une presse pour emboutir une pièce en tôle comprenant un bâti supérieur mobile verticalement vers un bâti inférieur, un presseur sollicité par des ressorts pouvant s'appuyer sur la pièce à travailler, en position sur un poinçon fixe, au moins une lame de tombage 15 permettant de réaliser sur la pièce au moins un bord tombé, caractérisée en ce que le presseur est monté dans un évidement du bâti supérieur qui débouche sur le dessus de ce bâti, le nombre de ressorts étant suffisant pour solliciter le presseur vers la pièce à travailler avec une force supérieure à la limite élastique de l'acier de la pièce en tôle, lorsque celle-ci est du type THLE (tôle à très haute 20 limite élastique). Le montage du presseur sur le dessus du bâti supérieur de la presse permet de placer dans ce presseur un grand nombre de ressorts pour pouvoir solliciter le presseur vers la pièce à travailler avec la force requise par celle-ci du fait que l'acier de cette pièce est du type THLE. 25 A titre indicatif, l'emboutissage d'un brancard en tôle du type THLE requiert une force de l'ordre de 150 tonnes. Dans un mode de réalisation de l'invention, le bâti supérieur comporte une plaque supérieure qui est fixée sur le pourtour de l'évidement qui débouche sur le dessus du bâti supérieur et ferme cet évidement. 30 De préférence, les ressorts sont en appui contre ladite plaque supérieure et une paroi parallèle à cette plaque qui constitue le fond du presseur.To manufacture a stretcher, it is necessary to make two scores on the sheet metal part to obtain a U-shaped cross-section piece. For this purpose, the known presses comprise a presser urged by springs that can rest on the workpiece. , in position on a fixed punch and two blades each carried by a blade holder to achieve the two drops. However, presses of this type do not currently solve the problems mentioned above. The object of the present invention is precisely to provide solutions to these problems. This object is achieved, according to the invention, by means of a press for stamping a sheet metal part comprising an upper frame movable vertically towards a lower frame, a presser urged by springs that can rest on the workpiece, in position on a fixed punch, at least one falling blade 15 for producing on the part at least one fallen edge, characterized in that the pressure is mounted in a recess of the upper frame which opens on the top of this frame, the number of springs being sufficient to urge the presser towards the workpiece with a force greater than the elastic limit of the steel of the sheet metal part, when this is of the THLE type (very high elastic limit plate). Mounting the presser on the top of the upper frame of the press allows to place in this presser a large number of springs to be able to urge the presser to the workpiece with the force required by the latter because the steel of this room is of the THLE type. As an indication, the stamping of a sheet metal stretcher of the THLE type requires a force of the order of 150 tons. In one embodiment of the invention, the upper frame comprises an upper plate which is fixed on the periphery of the recess which opens on top of the upper frame and closes this recess. Preferably, the springs bear against said upper plate and a wall parallel to this plate which constitutes the bottom of the presser.
Ainsi, lors de la descente du bâti supérieur, le presseur s'appuie sur la pièce en tôle avec une force correspondant à la force nécessaire pour comprimer les ressorts. De préférence également, lesdits ressorts sont des ressorts à gaz comprenant chacun un piston mobile dans un cylindre dont l'axe est vertical. Selon une particularité également avantageuse de l'invention, le presseur comprend des chandelles parallèles, verticales et fixées à ladite plaque supérieure, ces chandelles étant agencées pour renvoyer vers cette plaque et le bâti supérieur les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle.Thus, during the descent of the upper frame, the presser relies on the sheet metal part with a force corresponding to the force required to compress the springs. Also preferably, said springs are gas springs each comprising a piston movable in a cylinder whose axis is vertical. According to an equally advantageous feature of the invention, the presser comprises parallel candles, vertical and fixed to said upper plate, these candles being arranged to return to this plate and the upper frame the forces generated during the work of the sheet metal part.
Selon d'autres particularités avantageuses de l'invention : - lesdites chandelles sont engagées respectivement dans des ouvertures réalisées dans ladite paroi qui constitue le fond du presseur et, - lesdites chandelles sont disposées entre lesdits ressorts. On obtient ainsi une répartition homogène de ressorts et de chandelles, qui est capable de transmettre et de renvoyer des efforts très importants dans un volume relativement restreint. Dans le cas où la presse selon l'invention est destinée à l'emboutissage d'une pièce en tôle de section transversale en U, cette presse comprend deux lames de tombage agencées respectivement pour tomber les deux ailes du U de la pièce et portées chacune par un porte-lame, les deux porte-lames étant reliés l'un à l'autre par un tirant fusible lorsque les deux lames sont sollicitées par une force supérieure à la limite élastique dudit tirant. Ce tirant fusible permet ainsi de protéger la presse à l'égard des risques de casse de parties difficiles et onéreuses à réparer, lorsqu'en cas de dysfonctionnement deux pièces à travailler sont présentes entre le presseur et le poinçon. Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux de l'invention, chacun des deux porte-lames comprend un épaulement pour recevoir l'une des lames, chacun de ces deux porte-lames étant traversé par l'une des deux extrémités du tirant, chacune de ces extrémités étant fixée de façon démontable à l'un des deux porte-lames. Ce tirant est ainsi facile à démonter en cas de rupture due au dysfonctionnement évoqué plus haut. 301 75 52 4 Selon un autre aspect, l'invention concerne également l'application de la presse selon l'invention à l'emboutissage des brancards en tôle THLE pour véhicules automobiles. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront encore tout au 5 long de la description ci-après. Aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples, non limitatifs : - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 concernant une presse comportant un presseur entre le bâti supérieur et le poinçon portant la tôle à travailler, 10 - la figure 3 est une vue en coupe verticale d'une presse selon l'invention, - la figure 4 est une vue en coupe d'une partie de la presse, représentée sur la figure 3, montrant la répartition des efforts engendrés lors du travail de la presse, - la figure 5 est une vue analogue à la figure 4 mais dépourvue des lames 15 de tombage, - la figure 6 est une vue de dessus du presseur, après enlèvement de la plaque supérieure, - la figure 7 est une vue du dessous de la presse selon l'invention, - la figure 8 est une autre vue du dessous de la presse. 20 La figure 2 représente une presse pour emboutir une pièce en tôle 6, comprenant un bâti supérieur 7 mobile verticalement vers un bâti inférieur 8. Sous le bâti supérieur 7 est monté un presseur 9 sollicité par des ressorts, tels que le ressort 10, qui permettent à ce presseur 9 de s'appuyer sur la pièce 6 à travailler, qui est en position sur un poinçon 11. 25 Le bâti supérieur 7 porte en outre à sa partie inférieure une lame de tombage 12 permettant de réaliser sur la pièce en tôle 6 au moins un bord tombé 6a. Cependant, cette presse n'est pas conçue pour travailler une tôle du type THLE pour réaliser une pièce de section en U, telle qu'un longeron avant ou un brancard de véhicule automobile. 30 Un tel objectif est atteint par la presse représentée sur les figures 3 à 8. Cette presse comprend un bâti supérieur 13 mobile vers un bâti inférieur 14 portant un poinçon 15.According to other advantageous features of the invention: - said candles are engaged respectively in openings in said wall which constitutes the bottom of the presser and - said candles are arranged between said springs. This gives a uniform distribution of springs and candles, which is capable of transmitting and returning very large efforts in a relatively small volume. In the case where the press according to the invention is intended for stamping a U-shaped cross-section sheet metal part, this press comprises two falling blades respectively arranged to drop the two wings of the U of the part and carried each by a blade holder, the two blade holders being connected to each other by a fuse tie when the two blades are biased by a force greater than the elastic limit of said tie rod. This fuse puller thus protects the press against the risk of breakage of difficult and expensive parts to repair, when in case of malfunction two workpieces are present between the presser and the punch. In a particularly advantageous embodiment of the invention, each of the two blade holders comprises a shoulder for receiving one of the blades, each of these two blade holders being traversed by one of the two ends of the tie rod, each of these ends being removably attached to one of the two blade holders. This tie is thus easy to disassemble in case of rupture due to the malfunction mentioned above. According to another aspect, the invention also relates to the application of the press according to the invention to the drawing of stretchers sheet metal THLE for motor vehicles. Other features and advantages of the invention will become apparent throughout the description below. In the accompanying drawings, given by way of nonlimiting example: FIG. 2 is a view similar to FIG. 1 relating to a press comprising a presser between the upper frame and the punch carrying the sheet to be worked, FIG. is a vertical sectional view of a press according to the invention, - Figure 4 is a sectional view of a portion of the press, shown in Figure 3, showing the distribution of the forces generated during the work of the press FIG. 5 is a view similar to FIG. 4 but devoid of falling blades, FIG. 6 is a view from above of the presser, after removal of the upper plate, FIG. 7 is a bottom view of FIG. the press according to the invention, - Figure 8 is another view of the bottom of the press. FIG. 2 shows a press for stamping a sheet metal part 6, comprising an upper frame 7 movable vertically towards a lower frame 8. Under the upper frame 7 is mounted a presser 9 biased by springs, such as the spring 10, which allow this presser 9 to rely on the workpiece 6 to be worked, which is in position on a punch 11. 25 The upper frame 7 also has at its lower part a dropping blade 12 for making on the sheet metal part 6 at least one fallen edge 6a. However, this press is not designed to work a THLE type sheet to make a U-section piece, such as a front spar or a stretcher of a motor vehicle. Such an objective is achieved by the press shown in FIGS. 3 to 8. This press comprises an upper frame 13 movable towards a lower frame 14 bearing a punch 15.
Le bâti supérieur 13 porte un presseur 16 qui est sollicité par des ressorts 17 qui permettent aux deux lames 18 de s'appuyer sur la pièce en tôle 19 portée par le poinçon 15 et réaliser sur celle-ci deux bords tombés pour former une section en U.The upper frame 13 carries a presser 16 which is urged by springs 17 which allow the two blades 18 to rest on the sheet metal part 19 carried by the punch 15 and make on it two edges fallen to form a cross-section. U.
Ces deux lames 18 sont portées chacune par un porte-lame 20 qui est fixé de façon amovible à la partie inférieure 13a du bâti supérieur 13. Conformément à l'invention, le presseur 16 est monté dans un évidement 21 du bâti supérieur 13 qui débouche sur la face de dessus 13b de ce bâti 13. Comme montré sur les figures 3 à 6, le presseur 16 comporte un grand 10 nombre de ressorts 17 dans un volume relativement compact. Ce nombre de ressorts est suffisant pour solliciter, c'est-à-dire pousser la partie inférieure du presseur 16 vers la pièce 19 à travailler, avec une force supérieure à la limite élastique de l'acier du type THLE pour pouvoir plier cette pièce en U. 15 Les figures 3 à 5 montrent que le bâti supérieur 13 comporte une plaque supérieure 22 qui est fixée sur le pourtour de l'évidement 21 qui débouche sur le dessus 13b du bâti supérieur 13 de façon à fermer cet évidement 21. Les ressorts 17 sont en appui contre la plaque supérieure 22 et contre une paroi 23 parallèle à la plaque 22 qui constitue le fond du presseur 16. 20 Dans l'exemple montré sur les figures 3 à 5, les ressorts 17 sont des ressorts à gaz et comprennent chacun un piston mobile dans un cylindre dont l'axe est vertical, pour pouvoir comprimer le gaz compris dans ce cylindre. A volume égal, ces ressorts à gaz peuvent présenter une force de tarage supérieure à celle des ressorts hélicoïdaux classiques. 25 Par ailleurs, le presseur 16 comporte des chandelles 24 verticales et parallèles dont l'extrémité supérieure est fixée à la plaque supérieure 22. Ces chandelles 24 sont agencées pour renvoyer vers cette plaque 22 et le bâti supérieur 13 les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle 19. A cet effet, les chandelles 24 sont engagées chacune dans une ouverture 25 30 réalisée dans la paroi 23 qui constitue le fond du presseur 16. On voit sur les figures 3 à 5 que les chandelles 24 sont disposées entre les ressorts 17 de façon à obtenir une répartition régulière et homogène de ces chandelles et ressorts à l'intérieur du presseur 16.These two blades 18 are each carried by a blade holder 20 which is removably attached to the lower part 13a of the upper frame 13. According to the invention, the presser 16 is mounted in a recess 21 of the upper frame 13 which opens On the top face 13b of this frame 13. As shown in FIGS. 3 to 6, the presser 16 has a large number of springs 17 in a relatively compact volume. This number of springs is sufficient to urge, that is to say push the lower part of the presser 16 to the workpiece 19 to work, with a force greater than the elastic limit of the steel type THLE to be able to bend this piece Figures 3 to 5 show that the upper frame 13 has an upper plate 22 which is fixed on the periphery of the recess 21 which opens on the top 13b of the upper frame 13 so as to close this recess 21. springs 17 are in abutment against the upper plate 22 and against a wall 23 parallel to the plate 22 which constitutes the bottom of the presser 16. In the example shown in FIGS. 3 to 5, the springs 17 are gas springs and each comprise a piston movable in a cylinder whose axis is vertical, in order to compress the gas included in this cylinder. At equal volume, these gas springs may have a setting force greater than that of conventional coil springs. Furthermore, the presser 16 comprises vertical and parallel candles 24 whose upper end is fixed to the upper plate 22. These candles 24 are arranged to return to this plate 22 and the upper frame 13 the forces generated during the work of the sheet metal part 19. For this purpose, the candles 24 are each engaged in an opening 25 30 made in the wall 23 which constitutes the bottom of the presser 16. It can be seen in FIGS. 3 to 5 that the candles 24 are arranged between the springs 17 so as to obtain a regular and homogeneous distribution of these candles and springs inside the presser 16.
Les figures 3 et 4 montrent que la presse comprend deux lames de tombage 18 disposées l'une en face de l'autre et agencées pour réaliser par tombage les deux ailes du U de la pièce en tôle 19. Ces deux lames 18 sont portées chacune par un porte-lame 20.FIGS. 3 and 4 show that the press comprises two falling blades 18 arranged facing each other and arranged to make by striking the two wings of the U of the sheet metal part 19. These two blades 18 are each carried by a blade holder 20.
Les deux porte-lames 20 sont reliés l'un à l'autre par un tirant en acier 26 (voir figures 4 et 5). Ce tirant 26 est fusible lorsque les deux lames de tombage 18 sont sollicitées par une force qui est supérieure à la limite élastique du tirant 26. Par ailleurs, chacun des deux porte-lames 20 comprend un épaulement 27 pour recevoir l'une des deux lames 18. De plus, chacun des deux porte-lames 20 est traversé par l'une des deux extrémités 26a, 26b du tirant 26. L'une de ces deux extrémités 26a, 26b du tirant 26 peut être filetée et porter un écrou serré contre une face du porte-lame 20 opposée à l'épaulement 27 et l'autre extrémité du tirant 26 peut comporter une tête élargie en appui contre l'autre porte-lame 20. La figure 6 montre le dessus du presseur 16 après enlèvement de la plaque supérieure 22. On voit ainsi l'extrémité supérieure des ressorts à gaz 17 et des chandelles 24. Cette figure 6 montre en particulier que le nombre de ressorts à gaz 17 est relativement élevé pour que le presseur puisse exercer une force de travail suffisamment élevée pour compenser les efforts engendrés lors du travail de la pièce en tôle 19.The two blade holders 20 are connected to each other by a steel tie 26 (see FIGS. 4 and 5). This tie rod 26 is fusible when the two falling blades 18 are biased by a force which is greater than the elastic limit of the tie rod 26. Moreover, each of the two blade holders 20 comprises a shoulder 27 to receive one of the two blades 18. In addition, each of the two blade holders 20 is traversed by one of the two ends 26a, 26b of the tie rod 26. One of these two ends 26a, 26b of the tie rod 26 may be threaded and bear a tight nut against one side of the blade holder 20 opposite the shoulder 27 and the other end of the tie rod 26 may comprise an enlarged head bearing against the other blade holder 20. FIG. 6 shows the top of the presser 16 after removal of the upper plate 22. This shows the upper end of the gas springs 17 and candles 24. This figure 6 shows in particular that the number of gas springs 17 is relatively high so that the presser can exert a sufficiently high work force louse compensate for the forces generated during the work of the sheet metal part 19.
Les figures 7 et 8 sont des vues montrant le dessous du presseur 16 de la presse selon l'invention. Sur ces figures, la référence 18 désigne chacun des deux porte-lames 20. La référence 26 désigne l'un des tirants fusible. La référence 30 désigne une clé de verrouillage.Figures 7 and 8 are views showing the underside of the presser 16 of the press according to the invention. In these figures, the reference 18 designates each of the two blade holders 20. The reference 26 designates one of the fusible tie rods. The reference 30 designates a locking key.
La référence 13 désigne le bâti supérieur de la presse. Le centrage du presseur, lors de la mise au point, est assuré par des clavettes 31.Reference 13 designates the upper frame of the press. The centering of the presser, during the development, is provided by keys 31.
Celles-ci sont démontées lors de l'exploitation de la presse où le centrage est assuré par des goupilles 32. On va maintenant expliquer le fonctionnement de la presse selon l'invention. Le bâti supérieur 13 est mobile entre une position haute dans laquelle les deux lames 18 sont espacées du poinçon 15 sur lequel est posé un flan en tôle, et une position basse, telle que représentée sur la figure 3, dans laquelle la descente des deux lames 18 a déformé vers le bas les deux ailes de la pièce en tôle 19 pour obtenir une section en U. La flèche F1, représentée sur la figure 4, montre l'effort de serrage appliqué par le presseur 16 sur la pièce 19. Cet effort est exercé par les ressorts à gaz 17. La flèche F2 montre l'effort de travail des lames 18 qui est encaissé par les chandelles 24 de renvoi d'efforts. Lorsqu'en cas de dysfonctionnement, deux flans ou deux pièces en tôle sont présents sur le poinçon 19, lors de la descente des lames 18, celles-ci sont déplacées latéralement, comme montré par la flèche F3 sur la figure 4. En se déplaçant, les lames 18 poussent chacun le porte-lame 20 correspondant dans le sens de la flèche F3, ce qui provoque un allongement du tirant 26 dans une direction parallèle à la flèche F3, jusqu'à la rupture de ce tirant 20 26. Ainsi, la rupture du tirant 26 évite la rupture d'une partie de la fonderie de la presse, ce qui entraînerait des coûts de réparation beaucoup plus élevés que ceux résultants d'une simple réparation d'un ou plusieurs tirants. L'invention permet ainsi de remédier d'une manière efficace aux trois 25 problèmes énoncés dans l'introduction du présent mémoire.These are disassembled during the operation of the press where the centering is provided by pins 32. We will now explain the operation of the press according to the invention. The upper frame 13 is movable between a high position in which the two blades 18 are spaced from the punch 15 on which is placed a sheet blank, and a low position, as shown in Figure 3, in which the descent of the two blades 18 deformed downwardly the two wings of the sheet metal part 19 to obtain a U-shaped section. The arrow F1, shown in Figure 4, shows the clamping force applied by the presser 16 on the part 19. This effort is exerted by the gas springs 17. The arrow F2 shows the work force of the blades 18 which is cashed by the candles 24 of force transfer. When in case of malfunction, two blanks or two sheet metal parts are present on the punch 19, during the descent of the blades 18, they are moved laterally, as shown by the arrow F3 in Figure 4. In moving , the blades 18 each push the corresponding blade holder 20 in the direction of the arrow F3, which causes an elongation of the tie rod 26 in a direction parallel to the arrow F3, until the breaking of this tie rod 26. Thus, the breaking of the tie rod 26 avoids the breakage of part of the casting of the press, which would involve much higher repair costs than those resulting from a simple repair of one or more tie rods. The invention thus makes it possible to effectively remedy the three problems set forth in the introduction to this memo.
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| JPH09271856A (en) * | 1996-04-08 | 1997-10-21 | Kanto Auto Works Ltd | Press-forming die |
| EP2411166B1 (en) * | 2009-03-24 | 2012-09-19 | Peugeot Citroën Automobiles Société Anonyme | Pressing equipment for trimming and flanging a single sheet metal edge in a single operation, and method using such equipment |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3017552B1 (en) | 2016-02-19 |
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