Brevet FR2005122A1 — publié le 19691205

i. 2005122 La présente invention se rapporte à une machine qui se présente sous la forme d'une presse pouvant être utilisée pour souder, découper et emboutir une pièce» Cette machine se prête particulièrement, mais non exclusivement, à l'utilisation de moyens 5 de chauffage tels qu'un générateur de courant alternatif de haute fréquence. On sait que la fabrication de certains articles, par exemple de certaines chaussures, peut impliquer des opérations simultanées de soudage et d'emboutissage, et une opération subséquente de dé-10 coupage de plusieurs couches de matière, par exemple de cuir ou de matière synthétique, en pièces ayant une forme correspondant à celle d'un emporte-pièce. Ce procédé peut être exécuté en utilisant une machine qui comporte un outil profilé,pour traiter la matière en feuille et lui conférer la forme et le dessin désirés 15 et des moyens de chauffage pour souder cette matière et aider l'outil à couper et à emboutir la matière. Les machines de ce genre sont universellement connues et utilisent généralement un générateur de courant alternatif de haute fréquence comme moyen de chauffage. Le courant du générateur sert 20 à chauffer la pièce dans la zone du bord actif de l'outil de forme. Une telle machine comporte un plateau supérieur et un plateau inférieur, ces deux plateaux pouvant se déplacer afin de faire pénétrer l'outil disposé entre eux dans la pièce et lui conférer la forme et le dessin désirés. Le générateur de courant alterna-- 25 tif de haute fréquence est commandé et est actionné par le mouvement des plateaux de façon à exécuter un cycle de chauffage prédéterminé en synchronisme avec les mouvements des plateaux et avec l'action de l'outil. La séquence habituelle d'opérations d'une machine-type est la suivante; 30 (a) Au départ, le générateur est inopérant et la pièce, qui se présente sous la forme d'uneou de plusieurs feuilles, est disposée entre le plateau inférieur et le plateau supérieur, l'outil profilé est disposé pour venir au contact de ces feuilles lorsque le plateau supérieur descend vers le plateau inférieur. 35 (b) Au moment où l'outil vientau contact de la pièce, ou à un autre moment prédéterminé, le générateur de haute fréquence est mis en marche et applique un courant alternatif de haute fréquence entre l'outil et le bâti de la machine qui comprend le plateau inférieur. Ce courant provoque un échauffement local dans la 40 région de l'outil, pendant que ce dernier est pressé dans la ma 69 09441 2. 2005122 t1ère. (c) Quand la partie coupante de l'outil, ou emporte-pièce, a presque complètement traversé la pièce, le fonctionnement du générateur est arrêté, afin d'éviter que celui-ci soit court-cir-5 cuité au moment où une partie quelconque de 1'emporte-pièce vient toucher le plateau inférieur. Il est souvent utile de ménager une période de refroidissement à ce stade pour permettre à la matière plastifiée de se solidifier avant la coupe finale. 10 (d) Finalement, le plateau supérieur s'abaisse, généralement avec une force accrue, pour découper la pièce de part en part. Les divers réglages nécessaires pour permettre à la pièce d'exécuter correctement cette séquence opératoire sont critiques. Le réglage correct de la machine peut être assez compliqué et il 15 est difficile de maintenir la machine parfaitement réglée. A cela s'ajoute que la hauteur de la partie coupante de l'outil peut varier avec le temps et avec le modèle d'emporte-pièce utilisé. En conséquence, le but général de l'invention est de réaliser 20 une machine capable d'exécuter les fonctions indiquées ci-dessus. Un autre but de l'invention est de proposer une machine conçue de façon que son fonctionnement puisse être commandé et réglé_ de manière simple et sûre. La presse selon l'invention comprend un plateau supérieur et 25 un plateau inférieur pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre et deux ensembles à cylindre et piston adaptés pour déplacer les plateaux, ces ensembles ayant une capacité différente et la position de fonctionnement de ces ensembles étant réglable. Selon une autre particularité de l'invention, un outil pro-30 filé est prévu pour être monté entre les plateaux afin de s'appliquer oontre une pièce quand ces plateaux se déplacent l'un vers l'autre, et des moyens de chauffage sont associés à l'outil pour produire un chauffage local de la pièce. De plus, selon l'invention, les positions de fonctionnement des ensembles à cylindre 35 et piston sont réglables à la fois conjointement et l'une par rapport à 1'autre. Pendant le fonctionnement de la machine, un premier ensemble à cylindre et piston rapproche les plateaux jusqu'à ce que la partie coupante de l'outil soit juste venue au contact de la pièce. 40 Le générateur est mis en marche pour chauffer la pièce dans la 69 09441 3. 2005122 zone s'étendant autour de l'emporte-pièce, afin de plastifier effectivement la pièce et l'outil est pressé dans la pièce plastifiée afin, d'y former une empreinte et/ou de souder la pièce. De préférence, le générateur est arrêté automatiquement avant que 5 l'emporte-pièce ait complètement traversé la pièce et le second ensemble à cylindre et piston est actionné, le cas échéant, après un temps de maintien approprié, afin que l'emporté-pièce achève la course de coupe. D'autres caractéristiques de 1'invention ressortiront dé la 10 description qui va suivre, donnée uniquement à titré d'exemple, en référence au dessin annexé, dans lequel : la Pig. 1 est une vue en élévation d'une machine conforme à l'invention ; la Fig. 2 est une vue en bout de la machine de la Fig. 1; et, 15 la Fig. 3 est un schéma illustrant les moyens de chauffage et les moyens pour établir un temps de maintien dans la machine des Fig. 1 et 2. La machine représentée sur le dessin comprend un bâti 91 comportant un plateau supérieur 10 et un plateau inférieur 12. 20 Un outil profilé 11 qui a été représenté, pour simplifier, sous la forme d'un emporte-pièce, est fixé au plateau 10. Comme représenté., l'outil 11 a la forme d'un emporte-pièce destiné à couper et, éventuellement, comporte d'autres accessoires pour imprimer un dessin à une pièce. Dans l'exemple représenté, l'outil 11 est 25 monté sur une plaque d'appui lia. Le plateau inférieur 12 comporte, de préférence, un élément d'appui détachable fait d'un métal relativement mou, tel que le laiton, pour des raisons qui"seront expliquées par la suitë. Le plateau supérieur 10 est fixé à une tige 13 qui comporte 30 un élément de butée 14 à son extrémité supérieure. Un culbuteur 15, porté par le bâti 91, est disposé dans la partie supérieure de ce dernier. Le culbuteur 15 pivote autour d'un axe 16. Le culbuteur 15 comporte une face 17 destinée à s'appliquer contre l'élément de butée 14. Le culbuteur 15 peut être déplacé au moyen d'un 35 premier ensemble/a cylindre et piston à fluide sous pression ou au moyen d'un second ensemble 19 à cylindre et piston à fluide sous pression. Les ensembles 18 et 19 sont disposés comme représenté sur le dessin, le cylindre de l'ensemble 19 ayant un plus grand volume que celui de l'ensemble 18. L'ensemble 18 comporte une ti-40 ge de piston 20 qui est reliée à l'extrémité du culbuteur 15 si 69 .09441 4. 2005122 tuée à l'opposé de la tige 13. A cette fin, la tige de piston 20 est reliée à un poussoir 21 qui porte un axe 22 s'engageant dans une lumière du culbuteur 15. L'ensemble 19 comporte une tige de piston 23 qui est reliée au culbuteur 15 à un point plus proche 5 de l'axe de pivotement 16 de celui-ci. De la même façon que l'ensemble 18, la tige de piston 23 est reliée à un poussoir 24 qui porte un axe 25 s'engageant dans une ouverture du culbuteur 15. Pour éviter le jeu et pallier l'effet de l'usure à la jonction entre la tige de piston 20 et le culbuteur 15 d'une part, et en-10 tre ce dernier et l'élément de-butée 14, d'autre part, il est préférable de prévoir des éléments élastiques à ces jonctions. Les cylindres des ensembles 18, 19 sont fixés à un bloc mobile 26. Un coin 27 s'applique contre la face inférieure du bloc 26 de sorte que ce bloc 26 peut être déplacé verticalement en dé-15 plaçant le coin 27 latéralement. Le coin 27 est monté de façon déplaçable dans le bâti de la machine et est déplacé au moyen d'une tringlerie 28. La tringlerie 28 peut être réglée manuellement au moyen d'un bouton 29. Dans le mode de réalisation représenté, on peut tourner le bouton 29 pour déplacer un bloc 80 dans 20 la direction de la flèche A ou B. Ceci est réalisé par un accouplement à vis entre une tige 8l reliée au bouton 29 et le bloc 80. On conçoit que le mouvement du bloc 80 fait pivoter la tringlerie 28 autour d'un axe 82 en déplaçant le coin 27. Des moyens, tels qu'un ou plusieurs autres ensembles à cylindre et piston sont, de 25 préférence, prévus pour supporter le poids du bloc 26 pendant le réglage. Ces moyens sont constamment neutralisés, de sorte que le poids du bloc 26 n'est supporté que quand on désire effectuêr un réglage. Le cylindre de l'ensemble 18 est relié au bloc 26 par un 30 palier excentrique 30 tandis que.le cylindre de l'ensemble 19 est relié invariablement au bloc 26. Le palier à excentrique 30 est mobile afin de déplacer le cylindre de l'ensemble 18 par rapport à celui de l'ensemble 19. A cette fin,le palier à excentrique 30 est relié à une seconde tringlerie mécanique 31 (Fig. 2) 35 qui peut être actionnée d'une manière analogue à celle de la tringlerie 28 et un second organe de commande (non représenté) est prévu pour déplacer la tringlerie 31 et ainsi régler le palier 30. Les ensembles 18, 19 sont alimentés par une source commune de fluide sous pression. 40 Des moyens de chauffage, sous la forme d'un générateur de 69 09441 5. 2005122 haute fréquence 90 (représenté schématiquement à la Fig. 3) peuvent être fixés à une partie latérale du bâti de la machine ou bien disposés à une certaine distance de celle-ci. Le fonctionnement du générateur. 90 est commandé par un pemier microcontact 5 32 qui est monté de manière à être actionné par une came fixée au culbuteur 15. L'énergie de sortie du générateur 90 est appliquée entre l'outil 11 et le plateau inférieur 12 qui est relié électriquement au bâti de la machine. Le générateur 90 peut également avoir une seconde fonction qui sera précisée plus loin. 10 L'introduction du fluide sous pression dans le cylindre de l'ensemble 19 est commandée par une minuterie, comme il sera décrit ci-après. Le générateur 90 est mis en marche quand le microcontact 32 auquel il est associé est actionné par la came reliée au culbuteur 15. Le fonctionnement du générateur 90 est arrêté 15 par une minuterie qui peut être incorporée à celui-ci ou peut être externe, et qui met hors d'action le générateur 90 après un intervalle de temps prédéterminé faisant suite à sa mise en marche par le microcontact 32. Pour plus de commodité, on considère sur le dessin que la minuterie est à l'intérieur du générateur 90. 20 Cette minuterie est, de préférence, réglable. Un second microcontact fixe 70 est monté au-dessus du microcontact 32 et sert à indiquer que le plateau 10 est dansfea position la plus élevée, c'est-à-dire, après que le traitement désiré de la pièce a eu lieu. Le microcontact 70 est actionné par une seconde came reliée au culbu-25 teur 15. Un troisième microcontact 71 est monté sur le cylindre de l'ensemble 19 et sert au retour du plateau supérieur 10 à sa position supérieure après que le traitement désiré de/la pièce a eu lieu. Le microcontact 71 est actionné par le mouvement du piston de l'ensemble 19. 30 Le fonctionnement de la machine qui vient d'être décrite est le suivant : En général, lors du montage initial de la machine, l'élément d'appui du plateau inférieur 12 est légèrement marqué par l'emporte-pièce de l'outil 11, de sorte qu'il présente une rainure qui 35 reçoit cet emporte-pièce pendant 1'utilisation ultérieure de la machine. En conséquence, il est souhaitable que le plateau inférieur 12 soit en une matière relativement tendre, telle que le laiton, afin qu'il puisse être facilement marqué. Ensuite, une pièce constituée par une ou plusieurs couches superposées de ma-40 tière en feuille est placée sur l'élément d'appui et est traitée 69 09441 6. 2005122 par l'outil 11 lors de la descente du plateau supérieur 10. Le fonctionnement du générateur 90 est synchronisé avec le mouvement du plateau 10 et dans une course finale de coupe, le générateur est arrêté et une partie continue inférieure de la pièce 5 est refoulée dans la rainure légèrement imprimée dans le plateau inférieur 12. La partie inférieure de la pièce est ainsi refoulée dans cette rainure par l'emporte-pièce pour effectuer la coupe finale. Comme il a été mentionné, la pièce comprend une ou plusieurs 10 couches d'une matière en feuille, et, de préférence, comporte au moins une substance thermoplastique. On suppose que l'opération de marquage a été exécutée, que la pièce est placée sur l'élément d'appui du plateaù 12 et que le générateur 90 est arrêté. Pourvu que certaines conditions de sécurité, qui n'entrent pas dans le 15 cadre de la présente invention, soient satisfaites, on peut maintenant introduire le fluide sous pression dans le cylindre de l'ensemble 18. L'introduction du fluide sous pression dans l'ensemble 18 fait que le piston 20 sollicite l'extrémité correspondante du culbuteur 15 vers le haut. Quand le culbuteur 15 pivote 20 autour de son axe 16, la face 17 exerce une pression sur l'élément de butée 14 de la tige 13 qui, par conséquent, fait descendre le plateau supérieur 10 et cette descente se poursuit pendant que se succèdent les opérations suivantes : Le microcontact 32 est disposé de manière à être actionné par sa came pour mettre en 25 marche le générateur 90 quand l'emporte-pièce de l'outil 11 vient juste au contact de la pièce et avant que la pénétration ait lieu. En variante, selon les circonstances, il peut être souhaitable de provoquer la mise en marche du générateur 90 immédiatement avant que l'emporte-pièce de l'outil vienne au contact de la pièce, ou 30 immédiatement après. Quoiqu'il en soit, l'actionnement du microcontact 32 met en marche le générateur 90 et crée un champ électrique entre l'outil 11 et le bâti de .'la machine, chauffant et plastifiant ainsi la pièce localement dans une zone s'étendant autour de l'outil, tandis que l'emporte-pièce continue de descen-35 dre à travers la pièce. Le générateur 90 est commandé par la minuterie et, ainsi, un cycle de chauffage prédéterminé est réalisé. L'arrêt automatique du générateur 90 par la minuterie est étudié de façon à se produirçéjuand l'emporte-pièce a pénétré d'une certaine distance dans la pièce, en général environ 0,125 mm avant 40 qu'il ait traversé celle-ci complètement. La machine est réglée 69 09441 7. 2005122 de telle sorte que, quelle que soit l'épaisseur de la pièce, il n'y a pas risque que l'outil 11 vienne au contact de l'élément d'appui avant que le générateur 90 ait été arrêté. Dans la plupart des cas, le générateur 90 est arrêté par la minuterie afin 5 de permettre un certain temps de maintien. Toutefois, il est à noter que dans d'autres cas, notamment lorsque la pièce est en cuir, ce temps de maintien peut être inutile ou indésirable. Le temps de maintien est destiné à donner à la matière plastifiée de. la pièce le temps de se solidifier autour de l'emporte-pièce 10 avant la coupe finale. Le temps de ira intien est déterminé par une autre minuterie 92, Fig. 3* qui est actionnée par la première minuterie mentionnée au moyen de la sortie secondaire du générateur 90 ou qui est actionnée Indépendamment de celui-ci. Dans le second cas, par exemple, le signal d'actionnement peut provenir 15 du microcontact 32, de sorte que les deux minuteries commencent à fonctionner en même temps. A la fin du temps de maintien, le dispositif 92 engendre un signal de sortie qui a pour conséquence d'introduire le fluide sous pression dans le cylindre de l'ensemble 19, de sorte que le piston 23 exerce maintenant une force sur 20 le culbuteur 15. Etant donné que le volume du cylindre de l'ensemble 19 est plus grand que celui de l'ensemble 18, la force exercée sera plus grande dans le premier cas que dans le second. Ceci a pour effet d'appliquer une force élevée à l'outil 11 afin de compléter le découpage de la pièce. Etant donné que le piston 25 20 de l'ensemble 18 est logé dans une lumière du culbuteur 15* l'extrémité correspondante du culbuteur 15 peut se"déplacer par rapport au piston 20 quand le piston 23 exerce sa force sur le culbuteur 15, évitant ainsi d'endommager l'ensemble 18. Etant donné que le générateur 90 est arrêté, il n'y a aucun risque de 30 court-circuiter la sortie de celui-ci. L'opération de coupe finale provoque l'actionnement du microcontact 71 par le piston de l'ensemble 19, afin de ramener le plateau supérieur 10 à sa position initiale et de mettre ensuite hors d'action la machine. Le microcontact 70 est actionné quand le plateau 10 est ramené à sa posi-35 tion supérieure et ceci peut fournir une indication utile pour d'autres moyens tels qu'un dispositif d'alimentation qui n'entre pas dans le cadre de l'invention. Ce n'est que lorsqu'un interrupteur de sécurité a été actionné que le cycle de coupe suivant peut commencer. 40 Toute la séquence de fonctionnement de la presse se compose 69 09441 a. 2005122 d'un certain nombre d'étapes qui dépendent l'une de l'autre. Ceci est avantageux en ce que, en cas d'incident ou de défaut, le fonctionnement de la machine s'arrête automatiquement. Pour régler l'action de coupe finale effectuée par l'ensemble 5 19, le coin 27 peut être réglé à la main au moyen du bouton 29 en déplaçant les ensembles 18, 19 conjointement. Les positions relatives des ensembles 18, 19 peuvent être réglées par la tringlerie 31 afin de faire varier la distance dont 1'emporte-pièce de l'outil reste écarté de l'élément d'appui du plateau inférieur 12 10 sous l'action de l'ensemble 18, distance qui est généralement d'environ 0,125 mm. On voit donc que la machine peut être adaptée à différentes épaisseurs et différentes sortes de matières, et à l'utilisation de différents emporte-pièce au moyen des réglages mentionnés. Le mouvement des organes de réglage associés aux trin-15 gleries 28, 31 peut être convenablement étalonné pour rendre les réglages encore plus simples. Un grand avantage de la machine est la manière dont la force est appliquée pour déplacer le plateau 10. Dans les machines connues, une force est appliquée par un moteur suivant une ligne 20 d'action qui passe par le centre du plateau supérieur. Le défaut de cette disposition est quùn déport peut se produire entre les surfaces du bâti de la machine qui correspondent aux plateaux. Par contre, dans la machine selon l'invention, ce déport ne peut pas se produire du fait que la ligne d'action de la force résul-25 tante est contenue dans la partie rigide du bâti. 69 09441 9. 2005122 REVENDICATIONS 1. Presse, caractérisée en ce qu'elle comprend un plateau supérieur et un plateau inférieur pouvant se déplacer l'un par rapport à l'autre et deux ensembles à cylindre et piston adaptés 5 pour déplacer les plateaux, ces ensembles ayant une capacité différente et la position de fonctionnement de ces ensembles étant réglable. 2. Presse selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un outil profilé est monté entre les plateaux de manière à s'appliquer 10 contre une pièce quand les plateaux se rapprochent l'un de l'autre, des moyens de chauffage étant associés à cet outil pour effectuer un chauffage local de la pièce. 3. Presse selon, les revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que l'admission d'un fluide sous pression dans lesdifcs ensem- 15 bles est commandée de façon que ces ensembles opèrent successivement pour rapprocher les plateaux. 4. Presse selon les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les positions desdits ensembles sont réglables conjointement. 20 5. Presse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les positions desdits ensembles jsont aussi réglables l'une par rapport à 11autre. 6. Presse selon la revendication 4, caractérisée en ce que les cylindres des ensembles sont fixés à un bloc qui peut être 25 déplacé verticalement au moyen d'un élément en forme de coin. J. Presse seloijia revendication 5j caractérisée en ce que le cylindre de l'un des ensembles est relié invariablement à un bloc pouvant être déplacé verticalement au moyen d'un élément en coin, tandis que le cylindre de l'autre ensemble est relié à ce bloc par 30 un palier à excentrique adapté pour effectuer un mouvement vertical indépendant dudit cylindre. 8. Presse selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que lesdits ensembles comportent des tiges de piston reliées à un culbuteur adapté pour déplacer le plateau supérieur. 35 9. Presse selon la revendication 8, caractérisée en ce que la tige du piston du premier ensemble est reliée à ce culbuteur à un point plus éloigné de son axe de pivotement que la tige du piston du second ensemble. 10. Presse selon la revendication 9, caractérisée en ee que 40 le premier ensemble comporte un cylindre dont la capacité est plus 69 09441 10. 2005122 petite que celle du cylindre du second ensemble, le premier ensemble produisant le déplacement initial du plateau supérieur pendant un cycle de travail, tandis que le second ensemble produit le déplacement final du plateau supérieur pendant ce cycle. 5 11. Presse selon, l'une des revendications 1 à 10, caracté risée en ce qu'il est prévu un contact commandé par la position de fonctionnement du premier ensemble, ce contact servant à ramener la presse à sa position de repos quand la pièce a été traitée. 12. Presse selon la revendication 2, ou l'une des revendisa-10 tions 3 à 11 considérées en combinaison avec la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de chauffage sont constitués par un générateur de courant alternatif de haute fréquence. 13. Presse selon la revendication 12, caractérisée en ce que le générateur est actionné par un contact commandé par le mouve- 15 ment du premier ensemble. 14. Presse selon la revendication 13, caractérisée en ce que le générateur comporte une minuterie qui le met hors d'aetion à l'expiration d'un cycle de chauffage prédéterminé. 15. Presse selon l'une des revendications 12 à 14, caracté-20 risée en ce qu'une minuterie est prévue pour régler le temps de maintien entre la mise hors diction du générateur et l'action de coupe finale de la machine. 16. Procédé pour couper une pièce dans une presse, caractérisé en ce qu'on place la pièce entre les plateaux de la presse 25 afin de venir au contact d'un outil profilé, on déplace les plateaux avec un premier ensemble à cylindre et piston afin de faire pénétrer l'outil dans la pièce à une profondeur prédéterminée et on déplace ies plateaux avec une force accrue au moyen d'un second ensemble à cylindre et piston de plus grande capacité que le pre-30 mier afin que l'outil coupe la pièce de part en part. 17. Procédé selon la revendication 16, caractérisé en ce qu' on applique localement de la chaleur à la pièce dans la région de l'outil à partir de l'instant où celui-ci est juste venu au contact de la pièce et jusqu'à l'instant où cet outil a pénétré dans 35 cette pièce à ladite profondeur prédéterminée. 18. Procédé selon la revendication 17, caractérisé en ce qu'on ménage un temps d'arrêt entre l'instant où l'outil atteint ladite profondeur prédéterminée et 1vinstant où le second ensemble ^cylindre et piston déplace les plateaux; avec une force accrue.