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Title:
HEAD FOR FOLDING THE EDGE OF A METAL SHEET BY 180° WITH BEARING ROLLER AND ASSOCIATED FOLDING METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/025997
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a head (8) for folding an edge (2.1) of a metal sheet (2), comprising a support (10); an edge contact surface (2.1), which surface is attached to the support (10) and is capable of folding the edge (2.1) as it moves along the edge; a roller (14) bearing on a die (6), which roller is attached to the support (10); the contact surface extending along a twisted profile on a folding blade (12) and being configured to fold the edge (2.1) by at least 160° in a folding direction against another edge (4.1) of another metal sheet (4); and the bearing roller (14) being capable of being rotated about an axis that is stationary relative to the support (10).

Inventors:
COQUET JEAN MARIE (FR)
CLEMENT STEPHANE (FR)
BECH SEBASTIEN (FR)
Application Number:
PCT/FR2022/051477
Publication Date:
March 02, 2023
Filing Date:
July 22, 2022
Export Citation:
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Assignee:
PSA AUTOMOBILES SA (FR)
International Classes:
B21D39/02
Domestic Patent References:
WO2017144791A12017-08-31
Foreign References:
DE102014015020A12015-04-23
EP2714298A12014-04-09
FR3097144A12020-12-18
JP2000005834A2000-01-11
FR2108851A11972-05-26
EP1685915A12006-08-02
Attorney, Agent or Firm:
MOMBELLI, Philippe (FR)
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Claims:
9

REVENDICATIONS

[Revendication 1 .] Tête de pliage (8) d’un bord (2.1 ) d’une tôle métallique (2), comprenant :

- un support (10) ;

- une surface de contact avec le bord (2.1 ), fixée au support (10) et apte à plier ledit bord (2.1 ) lors d’un déplacement le long dudit bord ;

- un galet (14) d’appui sur une matrice (6), fixé au support (10) ; caractérisé en ce que la surface de contact s’étend suivant un profil vrillé sur une lame de pliage (12) et est configurée pour rabattre le bord (2.1 ) d’au moins 160° dans une direction de rabattement contre un autre bord (4.1 ) d’une autre tôle métallique (4) ; et le galet d’appui (14) est rotatif autour d’un axe fixe par rapport au support (10).

[Revendication 2.] Tête de pliage (8) selon la revendication 1 , comprenant une pièce (16) d’accouplement à un bras robotisé, le support (10) étant mobile en translation par rapport à la pièce d’accouplement (16) contre un effort élastique.

[Revendication 3.] Tête de pliage (8) selon la revendication 2, dans laquelle le support (10) est mobile en translation par rapport à la pièce d’accouplement (16) dans la direction de rabattement.

[Revendication 4.] Tête de pliage (8) selon l’une des revendications 2 et 3, dans laquelle la pièce d’accouplement (16) comprend une bride de fixation

(16.1 ) s’étendant dans un plan perpendiculaire à la direction de rabattement.

[Revendication 5.] Tête de pliage (8) selon l’une des revendications 2 à 4, dans laquelle la pièce d’accouplement (16) comprend une partie en saillie

(16.2) s’engageant de manière mobile en translation avec une portion allongée (10.2) du support (10).

[Revendication 6.] Tête de pliage (8) selon la revendication 5, dans laquelle la portion en saillie (16.2) forme un cylindre et la portion allongée (10.2) forme une broche s’engageant de manière coulissante dans ledit cylindre. [Revendication 7.] Tête de pliage (8) selon l’une des revendications 1 à 6, dans laquelle le galet d’appui (14) est orienté pour prendre appui sur la matrice dans la direction de rabattement.

[Revendication 8.] Tête de pliage (8) selon l’une des revendications 1 à 7, dans laquelle le galet d’appui (14) est rotatif autour d’un axe fixe par rapport au support (10) et orienté suivant une direction perpendiculaire à la direction de rabattement ou incliné de 15° ou moins par rapport à ladite direction perpendiculaire.

[Revendication 9.] Tête de pliage (8) selon l’une des revendications 1 à 8, dans laquelle le galet d’appui (14) est ajustable en position par rapport au support (10) dans la direction de rabattement, au moyen d’une ou plusieurs cales d’épaisseur (22).

[Revendication 10.] Procédé de pliage d’un bord (2.1 ) de tôle métallique (2) comprenant les étapes suivantes :

(a) dépose de la tôle métallique (2) sur une matrice (6) ;

(b) dépose d’une autre tôle métallique (4) sur la tôle métallique (2), avec un autre bord (4.1 ) adjacent au bord (2.1 ) ;

(c) pliage du bord (2.1 ) contre l’autre bord (4.1 ) par déplacement d’une tête de pliage (8) le long dudit bord (2.1 ) ; caractérisé en ce que la tête de pliage (8) est selon l’une des revendications 1 à 9, et le déplacement de la tête de pliage (8) à l’étape (c) comprend un roulement continu du galet d’appui (14) sur la matrice (6) le long du bord

Description:
DESCRIPTION

TÊTE DE PLIAGE DE BORD DE TÔLE MÉTALLIQUE A 180° AVEC GALET D'APPUI ET METHODE DE PLIAGE ASSOCIEE

Domaine technique

La présente invention revendique la priorité de la demande française 2108851 déposée le 24 août 2021 , dont le contenu (texte, dessins et revendications) est ici incorporé par référence.

L’invention a trait au domaine de la mise en forme d’emboutis, en particulier d’éléments de carrosserie de véhicule automobile, plus particulièrement par pliage.

Technique antérieure

Le document de brevet publié WO 2017/144791 A1 divulgue un procédé de pliage d’un bord de tôle métallique contre un autre bord d’une autre tôle métallique, en vue d’un sertissage du bord et de l’autre bord, par déplacement d’une tête de pliage, par un bras robotisé, le long du bord en question. La tête de pliage comprend une lame avec une surface de contact vrillée configurée pour plier le bord contre l’autre bord. Le profil transversal de la surface de contact présente une variation d'inclinaison le long de ladite surface qui est de l’ordre de 180° de manière à pouvoir plier le bord de 180° autour de la tranche de l’autre bord. Un seul passage de la lame en question le long du bord permet ainsi de le plier contre l’autre bord.

Dans le sertissage décrit ci-avant, le mouvement de basculement du bord autour de la tranche de l’autre bord peut manquer de précision quant à la hauteur du pli à 180°, essentiellement en raison des différences de raideur dans différentes directions du bras robotisé déplaçant la tête de pliage.

Le document de brevet publié EP 1 685 915 A1 divulgue une tête de pliage apte à sertir deux bords de tôles métalliques en rabattant d’environ 90° un desdits bords sur l’autre desdits bords. La tête de pliage comprend deux roulettes avec des angles d’inclinaison différents, de manière à réaliser avec la première roulette un premier pliage et avec la deuxième roulette un deuxième pliage. Le bord est ainsi rabattu contre l’autre bord en un seul passage de la tête de pliage. La première roulette est montée coulissante sur un support de la tête, contre un effort élastique ou commandé par un vérin hydraulique, de manière à pouvoir suivre un contour non- rectiligne du bord à plier. Un galet d’appui est solidaire de la première roulette sur le support coulissant, de manière à assurer un suivi du contour non-rectiligne. Cette solution est intéressante mais ne permet pas de mieux contrôler la position du pli car la première roulette et la deuxième roulette se limitent à rabattre le bord préalablement plié à environ 90°.

Exposé de l'invention

L’invention a pour objectif de pallier au moins un inconvénient de l’état de la technique susmentionné. Plus particulièrement, l’invention a pour objectif de permettre un sertissage de deux bords de tôles métalliques où un bord est rabattu d’environ 180° sur l’autre bord, avec un meilleur contrôle de la hauteur du pli à 180° ainsi formé.

L’invention a pour objet une tête de pliage d’un bord d’une tôle métallique, comprenant un support ; une surface de contact avec le bord, fixée au support et apte à plier ledit bord lors d’un déplacement le long dudit bord ; un galet d’appui sur une matrice, fixé au support ; remarquable en ce que la surface de contact s’étend suivant un profil vrillé sur une lame de pliage et est configurée pour rabattre le bord d’au moins 160° dans une direction de rabattement contre un autre bord d’une autre tôle métallique ; et le galet d’appui est rotatif autour d’un axe fixe par rapport au support.

Selon un mode avantageux de l’invention, la tête de pliage comprend une pièce d’accouplement à un bras robotisé, le support étant mobile en translation par rapport à la pièce d’accouplement contre un effort élastique.

Selon un mode avantageux de l’invention, le support est mobile en translation par rapport à la pièce d’accouplement dans la direction de rabattement.

Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce d’accouplement comprend une bride de fixation s’étendant dans un plan transversal, préférentiellement perpendiculaire, à la direction de rabattement.

Selon un mode avantageux de l’invention, la pièce d’accouplement comprend une partie en saillie s’engageant de manière mobile en translation avec une portion allongée du support. Selon un mode avantageux de l’invention, la portion en saillie forme un cylindre et la portion allongée forme une broche s’engageant de manière coulissante dans ledit cylindre.

Selon un mode avantageux de l’invention, le galet d’appui est orienté pour prendre appui sur la matrice dans la direction de rabattement.

Selon un mode avantageux de l’invention, le galet d’appui est rotatif autour d’un axe fixe par rapport au support et orienté suivant une direction perpendiculaire à la direction de rabattement ou incliné de 15° ou moins par rapport à ladite direction perpendiculaire.

Selon un mode avantageux de l’invention, le galet d’appui est ajustable en position par rapport au support dans la direction de rabattement, au moyen d’une ou plusieurs cales d’épaisseur.

L’invention a également pour objet un procédé de pliage d’un bord de tôle métallique comprenant les étapes suivantes : (a) dépose de la tôle métallique sur une matrice ; (b) dépose d’une autre tôle métallique sur la tôle métallique, avec un autre bord adjacent au bord ; (c) pliage du bord contre l’autre bord par déplacement d’une tête de pliage le long dudit bord ; remarquable en ce que la tête de pliage est selon l’invention, et le déplacement de la tête de pliage à l’étape (c) comprend un roulement continu du galet d’appui sur la matrice le long du bord.

Avantageusement, à l’étape (c), le bord est plié d’au moins 160°.

Avantageusement, la tôle métallique est une paroi extérieure de toit ouvrant de véhicule automobile, et le bord est préalablement plié à 90°, dans une tolérance de ±20°, et délimite l’ouverture du toit. Avantageusement, l’autre tôle métallique est une doublure de toit ouvrant de véhicule automobile, et l’autre bord est préalablement plié à 90°, dans une tolérance de ±20°, et délimite l’ouverture du toit.

Les mesures de l’invention sont avantageuses en ce qu’elles permettent de réaliser un sertissage de deux bords de tôles métalliques par pliage et rabattement d’un des dits bord sur l’autre des desdits bords de manière efficace et maitrisée en ce qui concerne la hauteur du bord ainsi plié et rabattu. L’utilisation d’une lame de pliage avec une surface de contact gauche et vrillée est intéressante en ce qu’elle permet de réaliser un pliage et rabattement sur environ 180° en une seule passe, contrairement aux roulettes de pliage qui, de par leurs surfaces de contact annulaires cylindriques, ne permettent de plier, chacune, le bord que d’un angle limité, typiquement jusqu’à 45°. Le fait de prévoir le galet d’appui fixe par rapport à la lame de pliage permet ainsi de contrôler la position de la surface de contact sur ladite lame de pliage par rapport au reste des tôles métalliques et, partant, de contrôler la géométrie du bord ainsi plié et rabattu.

Brève description des dessins

[Fig 1] est une vue en coupe de deux bords de tôles métalliques sertis, selon l’invention ;

[Fig 2] est une vue en perspective d’une paroi extérieure et d’une doublure de toit ouvrant de véhicule automobile, dont les bords sont en train d’être sertis par déplacement d’une tête de pliage ;

[Fig 3] est une vue en coupe de la tête de pliage de la figure 2.

Description détaillée

La figure 1 en vue en coupe de deux bords de tôles métalliques sertis par pliage d’un desdits bords contre l’autre desdits bords.

La tôle métallique 2 comprend un bord 2.1 préalablement plié à environ 90°, par exemple par « tombage » lors d’une opération de mise en forme sur une presse d’emboutissage. L’autre tôle métallique 4 comprend également un bord 4.1 préalablement plié à environ 90°, similairement au bord 2.1 , et disposé contre ledit bord 2.1 . Ce dernier est plié à 180° autour de la tranche 4.2 de l’autre bord 4.1 et rabattu contre celui-ci, formant ainsi un pli à 180° 2.2 et une portion rabattue 2.3. Le bord 2.1 avant pliage et rabattement est illustré en trait pointillé, correspondant au pli à 180° et à la portion rabattue 2.3. Le pliage et rabattement du bord 2.1 peut se faire en s’appuyant sur la tranche 4.2 de l’autre bord 4.1 mais cela a pour conséquence que la hauteur H du bord 2.1 rabattu est déterminée par la hauteur de l’autre bord 4.1 . Or ce dernier peut présenter une hauteur variable de long de son étendue, conduisant alors à une hauteur H non-constante le long des bords 2.1 et 4.1 ainsi sertis.

Il est souhaitable d’obtenir une hauteur H du bord 2.1 rabattu qui est constante et maîtrisée le long de son étendue. A cet effet, l’invention prévoit que le bord 2.1 en question soit plié autour et rabattu contre l’autre bord 4.1 avec un jeu dans le fond de la gorge formée par le pli à 180° 2.2, tel qu’illustré à la figure 1 . Une telle approche permet alors de s’affranchir des tolérances de la hauteur de l’autre bord 4.1 . A cet effet, le bord 2.1 est plié autour et rabattu contre l’autre bord 4.1 au moyen d’une tête de pliage et d’un procédé correspondant illustrés aux figures 2 et 3.

La figure 2 est une vue en perspective d’une paroi extérieure 2 et d’une doublure 4 de toit ouvrant de véhicule automobile, dont les bords sont sertis par déplacement d’une tête de pliage. La paroi extérieure correspond à la tôle métallique 2 de la figure 1 et la doublure correspondant à l’autre tôle métallique 4 de la figure 1 . Les bords respectifs 2.1 et 4.1 visibles à la figure 1 sont présents à la figure 2 le long de l’ouverture du toit ouvrant, toutefois difficilement visibles. La tôle métallique 2 est disposée contre une matrice 6 spécialement dimensionnée et mise en forme pour cette opération.

Une tête de pliage 8 est appliquée contre le bord à plier et déplacée le long dudit bord en vue de le plier et le rabattre contre l’autre bord, afin d’obtenir le sertissage illustré à la figure 1 . La tête de pliage 8 est supportée par un bras robotisé non représenté, en soi bien connu de l’homme de métier.

La figure 3 est une vue en coupe de la tête de pliage 8.

La tête de pliage 8 comprend un support 10 auquel est fixée une lame de pliage 12 et un galet d’appui 14. La lame de pliage 12 peut être telle que divulguée dans le document de brevet publié WO 2017/144791 A1 , c’est-à-dire formée essentiellement d’un corps massif présentant une surface de contact avec le bord, ladite surface étant gauche et vrillée essentiellement suivant une direction généralement parallèle à la direction de travail de la lame. La surface en question peut correspondre à une surface formée par une génératrice préférentiellement rectiligne qui se déplace en translation le long du bord de la lame de pliage 12 en subissant une rotation correspondant au pliage et rabattement du bord. La variation d'inclinaison du profil transversal de la surface de contact, depuis une zone d'entrée jusqu'à la zone de sortie, correspond essentiellement à l'angle de rabattement qui doit être appliqué au bord.

La tête de pliage 8 comprend également une pièce 16 d’accouplement avec le bras robotisé. La pièce d’accouplement 16 comprend une bride 16.1 de fixation au bras robotisé et une partie cylindrique 16.2 en saillie de la bride de fixation 16.1 . Le support 10 est monté mobile en translation, contre un effort élastique, sur la pièce d’accouplement 16. En l’occurrence, le support 10 comprend une partie centrale 10.1 sur laquelle sont fixés la lame 12 et le galet d’appui 14, et une partie allongée 10.2, formant une broche, s’engageant de manière coulissante dans la partie cylindrique 16.2 de la pièce d’accouplement 16. On peut observer que la broche comprend une portion proximale avec une surface extérieure cylindrique montée coulissante dans une bague de guidage 16.3 montée sur l’extrémité distale de la partie cylindrique 16.2 de la pièce d’accouplement 16, et une portion distale, d’extrémité, supportant un coulisseau 10.3 monté coulissant dans un alésage de ladite partie cylindrique 16.2 de la pièce d’accouplement 16. Un ressort 18, en l’occurrence de compression, est logé dans la partie cylindrique 16.2 de la pièce d’accouplement 16, avec une première extrémité contre une surface d’appui 16.4 de ladite partie cylindrique 16.2 et une deuxième extrémité contre une bague d’appui 10.4 fixée à la broche formée par la partie allongée 10.2 du support 10. Dans cet exemple de réalisation, la broche en question forme un épaulement sur lequel la bague d’appui 10.4 vient en butée. Le ressort 18 exerce ainsi un effort élastique sur le support 10, via la bague d’appui 10.4 et la partie allongée 10.2 dudit support 10.

En référence à la vue de détail de la figure 3, on peut observer que la lame de pliage 12 a sa surface de contact contre la portion rabattue 2.3 du bord 2.1 de la tôle métallique 2 correspondant en l’occurrence à une peau extérieure de toit, contre l’autre bord 4.1 de l’autre tôle métallique 4 correspondant en l’occurrence à une doublure de toit. La direction de rabattement est alors verticale et parallèle à l’autre bord 4.1 . Le galet d’appui 14 est adjacent à la lame de pliage 12 et est configuré pour prendre appui sur la matrice 6 dans une direction correspondant à la direction de rabattement. Plus précisément, l’axe de rotation du galet d’appui 14, représenté par le trait d’axe généralement horizontal, est perpendiculaire à la direction de rabattement, qui est en l’occurrence verticale, ou du moins forme avec ladite perpendiculaire un angle de 15° ou moins.

Lors du déplacement de la tête de pliage 8 le long du bord 2.1 à plier et rabattre contre l’autre bord 4.1 , le galet d’appui est appliqué contre une surface de référence de la matrice 6, adjacente audit bords 2.1 et 4.1 , de manière à contrôler et maîtriser la hauteur de la lame de pliage 12 et donc de sa surface de contact avec le bord 2.1. Ce contact est facilité par le montage coulissant en translation contre un effort élastique du support 10 sur la pièce d’accouplement 16. Le bras robotisé auquel la pièce d’accouplement 16 est fixée peut ainsi, lors du déplacement de la tête de pliage 8 le long du bord 2.1 , exercer un effort sur le support 10 via le ressort 18, cet effort étant alors repris par le galet d’appui 14 roulant sur la matrice 6. Cet effort élastique assure alors un contact permanent du galet d’appui 14 sur la matrice lors du déplacement de la tête de pliage 8 de long du bord 2.1 à plier et rabattre, et, partant, un positionnement exact, dans la direction de rabattement, de la surface de contact de la lame de pliage 12. Ces mesures permettent ainsi de réaliser un jeu de fond de gorge dans le pli 2.2 à 180° du bord 2.1 , et ainsi de réaliser une hauteur H du bord 2.1 constante, comme discuté ci-avant en relation avec la figure 1 .

Il est à noter que le coulissement contre un effort élastique, dans la tête de pliage 8, tel que décrit ci-avant est optionnel en ce que le déplacement par le bras robotisé peut être suffisamment précis pour assurer un contact permanent du galet d’appui 14 contre la matrice. Le bras robotisé présente également une élasticité intrinsèque pouvant remplacer ou compléter le montage mobile contre un effort élastique décrit ci-avant.

Encore en référence à la vue de détail de la figure 3, on peut observer que la lame de pliage 12 est montée sur une pièce intermédiaire 20 présentant un profil en L permettant de loger le galet d’appui 14, dans le creux du L, directement adjacent à la lame de pliage 12 fixée elle à une extrémité de la petite branche du L. Le galet d’appui 14 est monté sur la pièce intermédiaire 20 via une cale d’épaisseur 22 permettant d’assurer un positionnement exact et rigide. Cette cale d’épaisseur 22 peut ainsi être complétée ou remplacée par une ou plusieurs autres cales d’épaisseur.

Toujours en référence à la vue de détail de la figure 3, on peut observer que la matrice 6 comprend deux parties distinctes, à savoir une partie intérieure 6.1 et une partie extérieure 6.2 adjacente à la partie intérieure 6.1 , étant toutefois entendu qu’elle peut aussi être d’un seul tenant. La surface de roulement 6.2.1 de la matrice 6 sur laquelle roule le galet d’appui 14 est directement adjacente à la surface d’appui latéral 6.2.2 du bord 2.1 et en hauteur par rapport à la surface d’appui frontal 6.1 .1 de la tôle métallique 2. La surface de roulement 6.2.1 est avantageusement perpendiculaire à la surface d’appui latéral 6.2.2 ou inclinée de 15° ou moins par rapport à ladite perpendiculaire. Il est toutefois entendu que la surface de roulement 6.2.1 peut être à des hauteurs différentes par rapport à la surface d’appui frontal

6.1.1.

Dans la description de l’invention faite ci-avant, l’amplitude de pliage et rabattement du bord de la tôle métallique est de l’ordre de 180°. Il est toutefois entendu qu’il peut être plus faible, par exemple jusqu’à 160°. Dans ce cas le bord de la tôle métallique à l’état non rabattu peut être pré-plié d’un angle faible, par exemple jusque 20°.

Similairement l’amplitude de pliage et rabattement peut être plus grande, auquel cas le bord à l’état non rabattu peut être pré-plié dans le sens opposé au rabattement.

Dans ces deux cas, les avantages de l’invention sont présents, compte tenu de la faible valeur de l’angle de pré-pliage.