Brevet FR2092805A1 — publié le 19720128

La présente invention concerne de nouveaux dispositifs de fixation et de centrage des poinçons et des matrices sur leurs semelles respectives dans les machines à poinçonner des trous dans des pièces De nombreux dispositifs ont été utilisés jusqu'ici pour la fixation et le centrage des poinçons et des matrices ces dispositifs comportent en général des vis de mise en place ou des éléments sollicités élastiquement engagés dans des encoches ménagées dans les poinçons et les matrices pour les maintenir dans leur position de travail La plupart de ces dispositifs connus sont difficiles à assembler et à démonter, et ces opérations sont longues et délicates En outre, ces dispositifs connus ne permettent pas d'orienter avec précision les poinçons ou les matrices sur leur porte-outil respectif, et, de plus, ils sont facilement endommagés ou cassés au cours des opérations de poinçonnage Selon une caractéristique essentielle de l'invention, les éléments de maintien comprennent un organe de fixation en forme d'anneau comportant des crans intérieurs espacés les uns des autres et qui s'accrochent sur la matrice et la maintiennent en position de travail, cet organe de fixation étant maintenu en butée contre un organe de support Ce type d'organe de fixation permet un montage et un démontage rapide et facile de la matrice sur le porte-matrice et assure une force de maintien positive assurant un maintien correct de la matrice dans sa posi- tion de travail. En outre, le système de l'invention peut être réutilisé un grand nombre de fois sans présenter d'usure excessive ni rupture Ce dispositif permet également d'orienter avec précision la matrice par rapport au portematrice Dans une première forme de dispositif de fixation du poinçon conforme à l'invention, une broche mobile de maintien latéral et comportant une surface constituant un coin vient s'engage contre une surface complémentaire du poinçon Pour des matrices destinées à azurer une grande production, il est nécessaire ue la tête du poinçon soit blousée contre le porte-poinç,n pour éviter un effet de martelage La coopération de ces deux coins assure un contact étroit entre la tête du pcinçor. el le porte-poinçon En outre, dans cette première fore de l'invention, une vis comporte tant une surface constituant une rampe s'engage contre une rampe c-rr-espon- dante de la broche de maintien pour assurer un verrouillage positif puisant, et cette vis peut être rapidement écartée pour extraire le poinçon lorsqu'on le désire Ce dispositif permet d'orienter avec précision le poinçon avec sa matrice correspondante Dans une seconde forme de dispositif de fixation du poinçon, également selon l'invention, le logement du poinçon ménagé dans le portepoinçon comporte un suralésage taraudé dans lequel est montée une bague de maintien fendue vissée dans les filets de la partie suralésée, cette bague vient au contact d'une surface conique du poinçon de manière que la bague étant vissée à tond est expansée vers l'extérieur et bloquée énergiquement en position de travail pour maintenir les éléments en position correcte Dans cette forme de réalisation, également, une orientation précise est assurée entre le poinçon et le porte-poinçon associe, D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, ainsi que des dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue en plan du porte-matrice de l'invention monté sur une semelle correspondante, - la figure 2 est une coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1 et dans la direction des flèches, - la figure 3 est une coupe selon la ligne 3-3 de la figure 1 et dans la direction des flèches, - la figure 4 est une vue en plan du porte-matrice de cette forme de l'invention, - la figure 5 est une vue en plan d'un outil utilisé en coopération avec le dispositif de l'invention, - la figure 6 est une vue en élévation de face de l'outil de la figure 5, - la figure 7 est une coupe verticale d'un porte-poinçon de l'invention, - la figure 8 est une coupe selon la ligne 8-8 de la figure 7 vue dans la direction des flèches, - la figure 9 est une coupe selon les lignes 9-9 de la figure 7 vue dans la direction des flèches, - la figure 10 est une coupe verticale d'une variante du portepoinçon de l'invention, - la figure 11 est une coupe selon la ligne 11-11 de la figure 10 vue dans la direction des flèches, - la figure 12 est une coupe verticale d'une autre forme de poinçon de l'invention, - la figure 13 est une vue de dessus de la clavette d'orientation utilisée dans le dispositif de la figure 12, - la figure 14 est une vue en bout de la clavette de la figure 13, - la figure 15 est une coupe analogue à la figure 12 dans laquelle une cale d'épaisseur est incorporée, - la figure 16 est une vue en perspective de la cale d'épaisseur du dispositif de la figure 15, - la figure 17 est une vue en perspective de la bague fendue du dispositif des figures 12 et 15, - la figure 18 est une vue à plus grande échelle d'une partie du dispositif des figures 12 et 15, - la figure 19 est une coupe verticale d'une variante du portematrice de l'invention, et - la figure 20 est une coupe verticale d'une autre variante d'un porte-matrice conforme à l'invention Dans ces figures, les pièces analogues portent les mêmes repères. Les figures 1 à 4 représentent une première forme d'un porte-matrice 30 conforme à l'invention. Ce dispositif comprend un bloc en matière rigide, par exemple en acier, traversé par deux trous 32 recevant des broches d'indexation 34 dont une extrémité est introduite dans des trous 32 t correctement alignés ménagés dans la semelle 36. Le porte-matrice comporte également deux trous taraudés 38 dont la partie supérieure est suralésée et qui reçoivent des vis de fixation 40. Ce mode de fixation permet de monter le porte-matrice soit de face comme dans la figure 3, ou de l'inverser si on le désire Le porte-matrice comporte un logement 50 de la matrice ménagé dans sa partie centrale et qui communique avec un alésage de plus grand diamètre 52. Un organe de fixation 56 est disposé dans l'alésage de plus grand diamètre 52 et il est maintenu par un anneau 60 qui est emmanché en presse ou noyé dans l'alésage 52 pour maintenir organe de fixation 56 Cet organe de fixation 56 (figure 4) est constitué par un élément élastique relativement rigide qui est en feuille mince d'acier à ressort trempé ou autre et dont la forme générale est celle d'un anneau plan. Cet organe 56 comporte plusieurs encoches 64 radiales divisant le disque en plusieurs dents espacées dont les surfaces intérieures délimitent un trou central d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre extérieur de la matrice proprement dite, etde ce fait, cet anneau 56 accroche et maintient la matrice dans sa position de travail dans le porte-matrice. Comme on le voit figures 2 et 3, la bague de fixation 60 comporte un bord intérieur 70 chanfreiné vers le haut pour constituer une portée en relief permettant à l'anneau 56 de fléchir vers le bas comme on le voit sur ces figures lorsqu'une matrice 72 est introduite dans le dispositif On voit quevdans cette position de travail représentée, les bords intérIeurs des dents 66 de l'anneau 56 accrochent la surface extérieure de la matrice et maintiennent celles-ci dans sa position de travail tue force importante est nécessaire pour extraire la matrice du porte-matrice et,de ce fait, la ma- trice est solidement maintenue dans sa position de travail représentée. La construction et le fonctionnement de l'organe de maintien 56 sont identiques à ceux du dispositif décrit dans le brevet des E..A n 3 269 238. Le corps de la matrice 72 est traversé par un trou 76 de section convenable qui peut être circulaire, carrée ou oblongue ou autre. La semelle 36 comporte également un trou 78 aligné avec celui de la matrice pour le passage de la pastille poinçonnée dans la pièce à travailler. Sur la figure 2, la pièce à poinçonner 80 est représentée en traits discontinus ainsi que le poinçon 82. Une ou plusieurs rondelles ou cales d'épaisseur annulaire 86 peuvent être introduites dans le dispositif sur la face supérieure de la semelle pour épauler la matrice et l'écarter d'une distance prédéterminée de la semelle. Ceci permet de rectifier la surface de la matrice et de prolonger la vie de cette dernière. Un plat 90 est ménagé sur un côté du corps de la matrice et coopère avec une surface plane 91 correspondante ménagée dans une clavette 9Z disposée dans un trou transversal 94 du porte-matrice. Cette clavette d'erien- tation est du type décrit dans le brevet des E.U.A. nu 3 t37 193, l'intercoopération et l'orientation de la matrice par rapport au porte-matrice correspondant sont obtenues de la manière décrite en détail dans ce dernier brevet mentionné. Le corps de la matrice comporte une gorge circonférentielle 98 voisine de son extrémité supérieure. Cette gorge facilite l'extraction de la matrice à un levier extracteur 100 représenté figures 5 et 6. Cet extracteur comporte une partie centrale allongée 102 dont une extrémité 104 est coudée par rapport à la partie centrale 102 et se termine par deux bras écartés 106 sensiblement perpendiculaires à la partie coudée 10 Ces bras écartés 106 comportent des bossages 108 dirigés vers l'intérieur L'autre extrémité 110 de l'extracteur est coudée vers le bas et se termine par une paire de bras écartés 112 sensiblement perpendiculaires à 1 extrémité coudée 110 Des bossages 114 ront disposés à l'intérieur de chacun des bras écartés 112 L'utilisation de ce levier pour extraire la matrice est illustrée figure 3, les bossages 108 d'une de ses extrémités sont introduits dans des parties diamétralement opposées de la gorge 98 de la matrice et leur écartement est tel que.dans cette position, ils sont serrés dans ces zones diamétralement opposées de la gorge. On voit sur la figure 3 qu'un mouvement vers le bas imprimé à la partie centrale du levier en direction de la flèche fait pivoter l'extraction sur le porte-matrice et qu'il soulève ainsi la matrice de son logement. Ce levier 100 est tel que sa partie gauche est utilisée pour extraire une matrice de son porte-matrice, et son extrémité opposée permet d'extraire un poinçon comportant une gorge de dimension convenable. La figure 19 représente une variante du porte-matrice de l'invention. Dans ce cas, le porte-matrice 120 comporte une embase 122 dans laquelle est ménagée une rainure 124 permettant de fixer le porte-matrice par un moyen classique tel qu'un goujon et un écrou sur la semelle. Le porte-matrice comporte un corps dirigé vers le haut 126 dans lequel est percé le trou 126 constituant le logement de la matrice et dont la partie supérieure 130 est de plus grand diamètre. Un organe de fixation 132 identique à l'anneau de fixation 56 précédemment décrit est disposé dans le suralésage 130 et il est maintenu par une bague de retenue 134 convenablement fixée dans la position représentée Dans cette variante de l'invention, les alésages 128 et 130 peuvent être reliés par une partie conique 13~ qui permet la flexion de l'anneau de maintien comme on le voit figure 19. Le corps de matrice 136 est traversé par un trou central 138 qui est aligné avec un trou 140 ménagé daf corps 16 du porte-#atrice qui comporte également un orifice 1 permettant d'évacuer ver le bas er ers Itextérieur les pièces découpées Le corps de la matrice comporte une gorge 144 grâce à laquelle le corps de matrice peut être extrait fa vilement grâce au levier 100 précédemment décrit On voit vue ce corps de matrict le corps de matrice de l'exem ple précédent peuvent être facilement introduits dans le porte-matrice par une pression manuelle exercée vers le bas, et qu'ils peuvent autre ensuite facilement extraits grâce au levier 100 La figure 20 représente une autre variante du porte-matrice de l'invention, ce porte-matrice a l'apparence extérieure du porte-matrice décrit dans le brevet des E,U.A. n 3 089 376, La forme extérieure de ce porte-matrice 150 est sensiblement cylindrique et il comprend un logement 152 qui communique avec un alésage de plus grand diamètre 154 Un anneau de fixation 156 sensiblement identique à l'anneau de fixation 56 précédemment décrit est maintenu convenablement dans l'alésage 154 par une bague 158 selon la position illustre Dans cette forme de l'invention, le porte-matrice comprend une partie conique 160 qui permet la flexion de l'anneau de fixation dans la position représentée figure 20. Le corps de matrice 162 est disposé dans le logement 152 et est traversé par un trou central 164 qui communique avec le trou 166 du portematrice. Un second orifice 168 communique avec le trou 166 pour diriger et évacuer vers le bas les pièces découpées. Il est évident que,dans chacun des dispositifs porte-matrice précédemment décrits, l'organe de fixation est d'une dimension telle que ses parties voisines du centre dépassent légèrement vers l'intérieur du logement de la matrice pour accrocher la surface extérieure de cette dernière et la maintenir en position de travail. Sur la figure 10, le porte-matrice est monté sur un gabarit 170 et une rondelle élastique 72 est disposée dans une gorge 176 pour maintenir le mécanisme de la matrice sur le gabarit Cette rondelle élastique peut être démontée lorsqu'on le désire et la gorge 176 permet d'extraire la matrice grâce au levier 100 précédemment décrit. Il faut noter qu'une rondelle servant de cale d'épaisseur peut être également utilisée avec le porte-matrice des figures 19 et 20. Un porte-poinçon 180 est représenté figures 7 à 9. Ce portepoinçon est trempé et rectifié avec précision de manière classique pour porter contre la semelle de poinçon 182, et il reçoit l'outil de poinçonnage Le porte-poinçon comporte un logement 184 de poinçon qui communique avec un trou 186 de petit diamètre permettant à l'air d'être évacué lorsque le poinçon est introduit dans, ou extrait de, son logement. Un poinçon classique 190 est disposé dans le porte-poinçon et il comporte une gorge circonférentielle 192 ménagée dans sa surface extérieure L'extrémité supérieure du poinçon comporte un méplat 194 sur un de ses C.Les et qui est en contact avec le méplat 196 d'une clavette en pente I98 disposée dans un trou transversal 200 du porte-poinçon te dispositif de clavette d'orientation est identique à celui décrit dans le brevet des E U,A n 3 137 193. Le porte-poinçon est monté d'une rnanlère classique sur la semelle (figure 8), deux pieds de centrale 206 sont disposés dans des trous alignés ménagés dans le porte-poinçon et dans la semelle, et l'ensemble est fixé par des vis 204 vissées dans des trous taraudés dans le porte-poinçon ou dans la semelle selon le cas. Le dispositif de maintien de cette forme de réali- sation comprend une broche de maintien 210 de section circulaire et coulissant dans un trou latéral 212 du porte-poinçon.L'extrémité intérieure de la broche est une surface en pente 216 qui vient en contact avec une surface inclinée correspondante 218 d'une encoche 220 fraisée dans la partie supérieure du poinçon à l'opposé du méplat 194 précédemment décrit La partie supérieure de la broche de fixation 210 comporte une rainure transversale 230 dans laquelle s'engage l'extrémité inférieure d'un ressort plat 232 fixé sur le côté du porte-poinçon par des vis 234. Etant donné que l'extrémité inférieure du ressort 232 est emmanchée serrée dans la rainure 230, la broche 210 ne peut tourner, et,de plus, le ressort plat sollicite la broche de fixation vers-l'intérieur dans la position représentée sur la figure. Comme on le voit mieux figure 7, le dispositif, appliquant positivement la broche de fixation contre le poinçon, comporte un trou taraudé 240 ménagé dans le porte-poinçon et qui débouche dans ltouverture latérale 212 Une vis filetée 242 est vissée dans ce trou, et le bord inférieur du trou 240 peut être déformé sur deux côtés opposés indiqués par le repère 244 pour empêcher la vis de sortir vers le bas Néanmoins, ces parties dér..'r- muées permettent à la vis de descendre suffisammetlt pour que la broche de fixation 210 puisse se déplacer vers la droite (figure 75 et libérer te poinçon du porte-poinçon La vis 242 se termine à sa partie supérieure par une partie tronconique 250 qui peut pénétrer dans un trou de forme correspondante 252 ménagé dans la surface inférieure de la broche 210 La partie supérieure du trou 252 débouche dans un trou cylindrique 254. On voit qu'en vissant la vis 242 vers le haut (figure 7), les deux rampes délimitées par la tête tronconique 250 et le trou tronconique 252 de la broche poussent positivement cette dernière vers la gauche en appliquant les surfaces inclinées 216 et 218 l'une contre l'autre,ce qui a pour effet d'appliquer la queue du poinçon contre l'extrémité supérieure de son logement ménagé dans le porte-poinçon D'un autre côtés lorsque la vis 242 est dévissée vers le bas, la broche 210 peut être facilement déplacée vers l'extérieur en faisant fléchir le ressort plat 232. Pour le poinçonnage en grande série, l'effet de ces faces inclinées constituant des coins et conformes à l'invention est très important car il permet de bloquer la tête du poinçon contre le porte-poinçon pour éliminer tout effet de martelage Le poinçon peut être extrait de sa position représentée figures 7 et 9 en utilisant l'extrémité droite du levier 100 précédemment décrit (figures 5 et 6), les bossages 114 du levier se plaçant dans des positions diamétralement opposées de la gorge 192 du poin çon, puis un basculement du levier extrait le poinçon du porte-poinçon de la même manière que pour l'extraction d'une matrice. Il faut noter que le bord supérieur du poinçon comporte un léger arrondi 260 pour faciliter son introduction dans le porte-poinçon Lorsque le poinçon est introduit dans la position représentée, la broche de fixation 210 vient s'enclencher sous l'influence du ressort plat 232 Les figures 10 et 11 représentent une variante du dispositif des figures 7 à 9. Ce dispositif est sensiblement identique à celui des figures 7 à 9, seule la manière dont le poinçon est orsntd par rapport au portepoinçon est différente. Au lieu du dispositif à clavette en pente des figures 7 à 9, un trou latéral 269 reçoit une broche d'acier 270 dont l'extrémité intérieure est plane. Cette broche est d'abord appliquée contre un gabarit pour u'elle s'aligne correctement puis un corps en résine époxy 274 est extrudé autour de la broche 270 qui est maintenue contre le gabarit par uu montage puis est durci soit par un traitement theríç,ue court, soit par un se 1'#ir Ce procédé de maintien de l'orientation de la broche évite les désaltgnements qui pourraient être créés par une soudure de l'extrémIté de la broche pour la maintenir en place. Un avantage important du dispositif des figures 7 à 11 est le fait que la force nécessaire à l'extraction du poinçon, après perçage d'un treu dans une pièce et retrait, est transmise par les surfaces inclinées de manière que les vis 242 ou 242' ne peuvent se desserrer. Cet effet est important étant donné que lors des grandes productions, les vibrations ne créent pas de jeu entre les différents éléments Les figures 12 à 18 représentent une autre forme de réalisation d'un porte-poinçon de l'invention Ce porte-poinçon 281 est convenablement fixé sur la semelle 282 par des pieds de centrage et des vis de fixation classiques comme on l'a vu précédemment.Le porte-poinçon comporte un logement 286 d'un diamètre convenable et un trou taraudé 288 d'un plus grand diamètre communiquant l'un avec l'autre Le poinçon 290 comporte une partie active 292 destinée à percer les trous, et d'une seconde partie de plus grand diamètre 294,ces cesdeux parties étant reliées par une partie conique intermédiaire 296 Le poinçon comporte un méplat 300 ménagé dans sa partie de plus grand diamètre et une clavette d'orientation 302 est disposée dans un trou transversal du portepoinçon et vient s'appliquer contre le plat du poinçon et maintient ce dernier correctement orienté, Cette clavette 302 est représentée en détail figures 13 et 14, son diamètre est sensiblement le même que celui de son logement et elle s'emmanche dans ce dernier en un assemblage serré La clavette comporte un méplat en pente 304 sur un de ses côtés et qui s'étend d'une de ses extrémités 306 à un point situé à une faible distance de sonextrémité opposée 308. Lorsque la clavette est introduite dans son logement, le méplat 304 est dans un plan sensiblement parallèle à un plan passant par l'axe longi tudinal du logement du poinçon etde dece fait, la clavette permet d'indexer le poinçon avec précision de la manière décrite dans le brevet des E U A. n0 3 137 193. La figure 17 représente une bague de fixation 320 dont la surface extérieure est filetée Cette bague comporte une fente longitudinale 324 et une ou plusieurs encoches radiales 328 ménagées à une de ses extrémités qui permettent de visser ou de dévisser la bague ,'#e à une clé convenablt. Le répère 330 correspond à un élément 5 #rrouillaga en tpatiere plastique qui est retenu mécaniquement dans 1e fLlets de la bague @@@@@@@ bagJ et élément est par exemple un dispositif autoblocable fabriqué par la L:T(i# Company, division de l'United Shoe Machinery Coopération, ns E @ A. i. Cette matière expansible se coince dans les filets et empêche la bague de se desserrer une fois bloquée dans sa position de la figure 12 La figure 18 représente la bague de fixation en position de travail à l'intérieur du trou taraudé 288 du porte-poinçon et bloquant ce dernier.Le bord supérieur intérieur 332 de la bague est arrondi (figure 18) et vient en contact avec la partie conique intermédiaire 296 du poinçon Lorsque le poinçon est introduit dans sa position de la figure 12, la bague 320 est vissée vers le haut dans le trou taraudé 288 du portepoinçon jusqu'à ce que le bord intérieur 332 de ce dernier vienne en contact avec la partie 296 du poinçon La bague se dilate alors et se coince fortement dans la position de la figure 12 en se verrouillant d'elle-même en place, Une rondelle 334 peut être introduite entre l'extrémité supérieure du poinçon et le porte-poinçon (figure 15). Cette rondelle représentée figure 16 peut être un disque et permet d'affuter le poinçon tout en lui conservant sa longueur originale. Dans ce cas également, le poinçon peut être facilement extrait et remis en place dans le porte-poinçon et les éléments sont maintenus positivement l'un par rapport à l'autre. Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux formes -de réalisations décrites et l'homme de l'art pourra y apporter diverses modifications, sans pour autant sortir de son cadre REVENDICATIONS 1. Porte-outil de poinçonnage comportant des logements pour recevoir un poinçon et une matrice et des dispositifs de maintien des outils dans leur logement, dont l'un au moins est constitué par un organe annulaire, caractérisé en ce que l'un des dispositifs de maintien, constitué par un organe annulaire, est réalisé en matière élastique relativement rigide, cependant que le bord intérieur dudit organe annulaire comporte plusieurs dents élastiques espacées, le bord intérieur de ces dents délimitant une ouverture centrale d'un diamètre légèrement inférieur au diamètre de la matrice ou du poinçon qu'il maintient, un élément de fixation assujettissant ledit dispositif de maintien en position fixe entre une surface du porte-outil et une surface opposée dudit élément de fixation, de manière à permettre un léger débattement dudit dispositif de maintien dans une direction seulement pour un maintien avec serrage, ce dispositif de maintien étant plaqué contre ladite surface de ltélément de fixation sur la majeure partie de sa surface. 2. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de l'élément de fixation en contact avec le dispositif de maintien est dégagée pour permettre le débattement dudit dispositif de maintien dans une direction. 3. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'orientation pour régler l'orientation d'un ou deux outils de poinçonnage. 4. Porte-outil selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une matrice est disposée dans un logement, une cale d'épaisseur étant disposée sous l'extrémité intérieure de ladite matrice. 5. Porte-outil de poinçonnage comportant des logements pour recevoir un poinçon et une matrice et des dispositifs de maintien des outils dans leur logement. dont l'un au moins est constitué par un organe annulaire, caractérisé en ce que l'un des dispositifs de maintien, constitué par un organe annulaire, est réalisé en matière élastique relativement rigide, cependant que le bord intérieur dudit dit organe annulaire comporte plusieurs dents élastiques espacées, le bord intérieur de ces dents recevant une matrice ou un poinçon correspondant et étant susceptible de débattre légèrement dans une direction pour maintenir avec serrage une matrice ou un poinçon, un élément de fixation assujettissant ledit dispositif de maintien en position fixe par rapport au porte-outil, ledit élément de fixation comportant un bord chanfreiné voisin dudit dispositif de maintien pour en permettre le débattenent dans une direction.