Brevet FR2130343A1 — publié le 19721103

La présente invention concerne les machines à découper le métal et plus généralement les machines à poinçonner, gruger, cisailler, etc. des éléments structurels de grande longueur ayant des formes et des sections diverses. 5 Jusqu'ici, les machines à découper de ce type comportaient des outillages multiples répartis le long de la machine de façon à être actionnés par un vilebrequin -unique, et n'étaient pas équipées de moyen de mesure efficaces. De plus, chaque poste de travail était équipé de poinçons et de matrices séparés dont le remplacement 10 entraînait des délais coûteux. la présente invention a donc pour objet une machine.à découper efficace et universelle comportant une tourelle révcjlver pour amener plusieurs ensembles d'outillage à un poste de poinçonnage fixe. La machine est équipée d'un système de mesure efficace et 15 précis de la position de la tourelle. Un système de positionnement et de mesure permet d'amener-rapidement et avec précision la pièce au poste de poinçonnage, selon des axes X et Y. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, une machine à découper le métal comporte un poste de poinçonnage fixe 20 et une tourelle révolver portant plusieurs ensembles d'outillage. La rotation de la tourelle amène sélectivement lesensembles d'outillage au poste de poinçonnage. Le système de positionnement de la pièce au poste de poinçonnage comprend un support mobile le lnng d'un premier axe. 25 Le système de mesure de la position de la pièce le long de l'autre axe comprend un ruban entraîné par le mouvement de la pièce sur le second axe et un système de rappel automatique du ruban en position origine lorsque la pièce est déchargée de la machine. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 30 ressortiront de la description détaillée qui suit et des dessins sur lesquels î La figure 1 est une vue en plan d'une machine à découper réalisée selon les principes de l'invention. La figure 2 est une vue de bout et en élévation de la 35 machine de la figure 1, dont certaines parties ont été enlevées pour représenter l'intérieur. 72 09252 2 2130343 la figure 3 est une coupe verticale partielle le long de la ligne 3-3 de la figure 1 . La figure 4 est une coupe verticale le long de la ligne 4-4 de la figure 3. 5 La figure 5 est une vue isométrique du système de mesure de la figure 4. La figure 6 est une vue fragmentaire'd'une partie du système de mesure. La figure 1 représente la machine de l'invention qui 10 comprend vin bâti 10 constitué d'une partie inférieure 12, d'une partie supérieure 14 et d'un dispositif de positionnement 16. La partie supérieure 14-comporte un montant 18 sur lequel un bras 22 est articulé par un pivot 20. Le bras 14 comporte à son extrémité opposée un marteau 23. Un mécanisme hydraulique 26 est relié à la 15 partie médiane du bras 22 par un axe 24. ' Le mécanisme hydraulique 26 comprend une tige de piston 28 se terminant en une chape que traverse l'axe 24, et un cylindre hydraulique classique 30. Une pompe électrique 32 refoule du fluide hydraulique d'un réservoir 34 à la ligne d'entrée 36 du cylindre. 20 La ligne de sortie 38 relie la chambre opposée du cylindre 30 au réservoir 34. Les détails du système hydraulique sont bien connus des spécialistes et ne nécessitent pas une description détaillée pour la compréhension de l'invention. La partie supérieure 14 comprend une tourelle révolver 40 25 qui tourne dans un palier 41. La tourelle révolver peut être entraînée par un mécanisme d'actionnement convenable (non représenté) ou à la main. La tourelle comporte plusieurs ensembles d'outillage 42 répartis autour de sa circonférence de façon à être sélectivement amenés sous le marteau 23 par la rotation de la tourelle. Le terme 30 "ensemble d'outillage" désigne l'assemblage en une seule unité d'un poinçon 42a et d'une matrice 42b. Le poinçon et la matrice sont alignés avec précision pendant leur fabrication et leur montage dans l'ensemble d'outillage. Ainsi, pour changer l'opération de la machine de l'invention, il suffit de remplacer l'ensemble d'outillage 35 42 par un autre dont le poinçon et la matrice sont automatiquement alignés à l'endroit voulu sous le marteau 23. Le concept de l'ensemble d'outillage a en outre l'avantage important de présenter une 72 09252 3 2130343 relation fixe avec le système de mesure et le mécanisme de positionnement 16 de la pièce, car chaque ensemble est usiné de façon que le point de référence de son poinçon et de sa matrice soit exactement constant à chaque changement d'outillage. On peut donc 5 dire que chaque poinçon et chaque matrice ont la même position relative par rapport au mécanisme de positionnement 16 et au système de mesure, ce qui élimine toutes les corrections. Comme on l'a vu, la pièce W est mise en place dans l'ensemble d'outillage 42 qui se trouve.au poste de poinçonnage, sous 10 le marteau 23. Il est évidemment important que le positionnement de la pièce W entre le poinçon et la matrice soit rapide et précis. Pour de faire, le mécanisme de positionnement 16 utilise un support 46 sur lequel la pièce est posée, et un organe de positionnement 48 qui déplace le support et la pièce le long d'un premier axe que l'on 15 apjêLlera l'axe Y pour les besoins de la description. Un système de mesure 44 permet de localiser la pièce le long d'un second axe que l'on appellera l'axe X. Le support 46 comporte une plaque de base allongée 50 sur laquelle est montée un bâti en U 52. Le bâti 52 comporte sur sa 20 longueur un certain nombre d'ensembles de galets latéraux libres 54 et 56, et une série de galets centraux 58 qui sont clavetés sur des arbres 59» Comme on le voit sur les figures, la pièce W repose sur les divers galets, les galets réglables 58 étant déplacés pour supporter des pièces de différentes largeurs. Les galets 58 seraient 25 par exemple déplacés vers la gauche sur la figure 3 pour supporter dçs profilés étroits ou des pièces similaires de grande longueur. On va maintenant décrire 1'organe de positionnement 48 qui permet de déplacer le support' de pièce 46 le long de l'axe Y. La plaque de base 50 coulisse dans des glissières 60 de la partie infé-30 rieure du bâti 10 de la machine. La face inférieure de la plaque 50 comporte une série de pattes 62 fixées vers le bas et sur lesquelles sont articulées des bieilettes 63. Les autres extrémités des biellettes 63 sont articulées à des bieilettes 64 qui sont elles-mêmes articulées dans des chapes 65. Les chapes 65 sont clavetéés sur un 35 arbre allongé 66 sur lequel est également clavetée une chape d'entraînement 68. L'autre extrémité de la chape 68 est articulée sur une noix 69 «lui se visse sur un-arbre fileté 70. L'arbre fileté 70 tou- 72 09252 2130343 rillonne dans la partie inférieure 12 du "bâti et peut être manoeuvré au moyen d'un volant classique 72. Il est évident que la rotation du volant 72 déplace la noix 69 le long de l'arbre 70, ce qui a pour effet de faire pivoter l'arbre 66. La. rotation de l'arbre 66 entraîne 5 simultanément toutes les chapes 65 et Mt avancer la plaque de base 50 le long de ses glissières 60. Le système de mesure 44 comprend une 'plaque verticale 76 ayant un rebord supérieur horizontal 77 et une rebord inférieur horizontal 78. La partie supérieure de la surface de droite (sur la 10 figure 3) de la plaque verticale 76 est usinée avec précision pour constituer une surface de référence contre laquelle la pièce vient buter pour s'aligner sur l'axe T. Une plaque verticale 80 est rigidement fixée à la plaque 76 au moyen d'entretoises et de boulons 79 et une pièce de mesure en bout 81 peut coulisser longitudinalement 15 par rapport à ces deux plaques. Pour ceci, la pièce 81 comporte deux parties 82 s'étendant verticalement vers le bas et qui sont équipées de galets 84 à axes verticaux roulant but les faces opposées de la plaque 80. La pièce de mesure 81 est ainsi fixe par rapport à la plaque 80 le long de l'axe T, mais peut se déplacer librement le 20 long de l'axe X. La pièce 81 comporte en outre une paire de galets 86 tournant autour d'axes horizontaux. Les galets 86 sont emprisonnés entre le rebord supérieur 77 de la plaque 76 et une baguette horizontale 87 qui est fixée sur cette dernière en-dessous du rebord 77. Les galets 86 empêchent ainsi tout mouvement vertical de la pièce 25 de mesure 81 . . La pièce de mesure 81 comporte un doigt 92 qui passe au-dessus de la plaque 76 et se termine en une partie verticale dirigée vers le bas sur le trajet de la pièce W. Le déplacement de la pièce le long de la plaque 76 entraine donc la pièce de mesure 81. Deux 30 rubans souples 88 sont fixés à la face supérieure de la pièce de mesure 81 et comportent chacun des graduations partant d'une marque commune aux deux "rubans, ladite marque étant équidistantes de l'origine des graduations de chaque ruban. Il est évident que le décalage entre les origines dea deux graduations est égal à la largeur du doigt 92. 35 Les deux faces de mesure du doigt 92 sont ainsi alignées avec le début de leurs graduations respectives de façon que les mesures de déplacement de la pièce commencent au zéro de chaque ruban. Les rubans 72 09252 5 2130343 s'étendent sur la longueur du système de mesure 44 -et sont contenus dans des enrouleurs automatiques 89 dont les détails sont bien connus des spécialistes. Chaque enrouleur 89 rétracte son ruban 88 lorsque la pièce de mesure 81 se rapproche de lui. 5 Ufi carter 94 fixé à la plaque de base 50 protège l'arrière et le dessus du système de mesure 44. le carter 94 comporte une partie découpée 96 par laquelle on peut observer la pièce W et une fenêtre 97 dans laquelle on peut aligner les graduations adjacentes avec un repère fixe 98 qui est lui-même aligné avec le marteau 23. 10 Dans la pratique, la pièce à découper peut être très longue, par exemple plus de six mètres, de sorte qu'il est souhaitable que la pièce de mesure 81 revienne automatiquement à sa position de départ, le zéro de la graduation en face de l'index fixe 98, de façon à faciliter'le travail de l'opérateur pour positionner la 15 pièce suivante. A cet effet, un mécanisme de rappel 100 comprend deux bobines verticales 101 et 101a sur lesquelles sont respectivement enroulés des fils métalliques ou des câbles t02 et 1Q2a. Les moyeux des bobines comportent des ressorts spirales classiques fournissant une tension de rappel de 1'ordre de dix kilos à chaque 20 câble. Les extrémités des câbles comportent des arrêtoirs 103 et 103a fixés par des vis ou de toute autre manière. La partie 82 de la pièce de mesure 81 qui est la plus proche du carter 94 comporte une saillie latérale 105 portant des pattes espacées 106 et 106a dans -une ouverture desquelles passent librement 25 les câbles respectifs 102 et 102a. Des butées espacées verticalement 108 et 108a sont fixées rigidement au carter 94 de part et d'autre de l'index fixe 98, c'est-à-dire de part et d'autre de la saillie. latérale 105 lorsque la pièce de mesure est en position centrale. Ces butées comportent des évidements 110 et 110a dans lesquels les 30 pattes 106 et 106a peuvent librement passer, maiB qui bloquent les arrêtoirs 103 et 103a. Comme il apparaît clairement sur la figure 5, le déplacement vers la gauche de la pièce de mesure 81 fait passer la patte 106a à travers l'évidement 110a contre l'arrêtoir 103a. Lorsque le mouvement se poursuit, le câble 102a est déroulé de la 35 bobine 101a contre la force du ressort spirale. Dès que la pièce de mesure est libérée, le câble ramène la patte 106a jusqu'à ce que l'arrêtoir 103a se loge dans l'évidement 110a. De la nfème manière 72 09252 6 2130343 un déplacement de la pièce de mesure vers la droite amène la patte 106 contre l'arrêtoir 103 et entraîne le câble contre la force de rappel de la bobine 101, la patte 106a coulissant librement le long du câble 102a. Il est évident sur les dessins que les butées 108 5 et 108a peuvent être suffisamment proches' du plan de l'index fixe 98 pour qu'il n'existe qu'un jeu faible ou nul entre les pattes 106 et 106a et les arrêtoirs 103 et 103a, c'est-à-dire pour que la pièce de mesure 81 soit exactement alignée avec l'index fixe. On va maintenant décrire brièvement le fonctionnement de la 10 machine de l'invention. Une pièce W est placée sur les galets de façon que son grand côté soit contre la surface rectifiée de la plaque 76, son extrémité étant contre le doigt 92 de la pièce de mesure 81. A ce moment, la graduation alignée avec l'index 98 dans la fenêtre 97 est le 15 repère commun. L'opérateur fait ensuite tourner la manivelle 72 pour positionner la pièce sur l'axe T. Il suffit alors de la déplaoér le long de l'axe X en observant les graduations dans la fenêtre 97. Lorsque la graduation correspondant à la mesure désirée s'aligne avec l'index 98, l'opérateur commande le poinçonnage de la pièce. II.peut 20 ensuite repositionner la pièoe pour effectuer d'autres opérations. Lorsque la pièce est déchargée, le système de mesure revient automatiquement en position de départ, la graduation commune apparaissant en face de l'index 98. Il sera évident pour les spécialistes que la combinaison 25 d'une machine à tourelle révolver et d'un système de mesure Bimple et efficace-est particulièrement avantageuse. Il va de soi que la description précédente n'est nullement limitative et que l'on pourra y apporter diverses modifications ou variantes sans sortir du cadre et de l'esprit de l'invention. 72 09252 2130343 Revendications 1. Machine pour poinçonner, grugér, cisailler ou découper des pièces de métal, et notamment des éléments structurels de grande longueur ayant des formes et des sections diverses, ladite machine 5 étant caractérisée en ce qu'elle comprend tin bâti, un système d'ac-tionnement et un marteau monté sur ledit bâti, une tourelle révolver portant plusieurs outillages à amener sélectivement au poste de poinçonnage, chaque outillage étant un.ensemble formé d'ion poinçon et d'une matrice démontable d'un bloc de la tourelle, un système 10 supportant la pièce au poste de poinçonnage et un mécanisme faisant tourner la tourelle pour amener l'outillage choisi au poste de poinçonnage. 2. Machine pour poinçonner, gruger, cisailler et découper des pièces métalliques, et notamment des éléments structurels .de 15 grande longueur ayant des formes et des sections diverses, ladite machine étant caractérisée en ce qu'elle comprend un bâti, un système d'actionnement et un marteau monté sur ledit bâti, une tourelle révolver portant plusieurs outillages à amener sélectivement à un poste fixe, un mécanisme faisant tourner ladite tourelle, un dispo-20 sitif supportant l'élément structurel au poste fixe, un système de positionnement dudit support le long d'un premier axe positionnant la pièce le long de cet axe, et un système de mesure positionnant l'élément structurel le long d'un second axe sous le marteau de façon à permettre des opérations rapides et précises sur la pièce 25 sans nécessiter de mesures manuèlîes. 3. Machine selon la revendication 2 caractérisé .en ce que le système de mesure comprend une pièce de mesure en bout déplacée par la pièce le long du second axe, un index solidaire du bâti pour indiquer la position du marteau le long du second axe, et un dispo- 30 sitif de mesure longitudinale comportant des graduations visibles en face dudit index, la pièce de mesure en bout entraînant dans son mouvement le dispositif de mesure longitudinale de façon que lea mouvements de la pièce à travailler fassent défiler des graduations devant l'index pour indiquer la position instantanée de la pièce le 35 long du second axe. 72 09252 8 2 i 30343 4. Machine selon la revendication 3 caractérisée en ce que le système de mesure comprend un dispositif de appel de la pièce de mesure en bout dans l'alignement de l'index. 5. Machine selon la revendication 4 caractérisée en ce 5 que le système de mesure comprend un élément de guidage le long du second axe, la pièce de mesure en bout comportant des galets qui roulent sur ledit élément de guidage, le dispositif de mesure longitudinale comportant un ruban flexible qui est relié à la pièce de mesure en bout et qui est automatiquement rétracté le long du 10 second axe, le dispositif de rappel comportant deux câbles sollicités en. sens inverse et ayant chacun un élargissement, une paire de butées arrêtant chaque élargissement à proximité du plan de l'index fixe, la pièce de- mesure en bout comportant des parties qui engagent sélectivement l'un des élargissements pour l'éMgner de sa butée 15 respective en déroulant le câble contre la force de rappel qui ramène la pièce de mesure en position neutre, c'est-à-dire alignée avec l'index fixe, lorsque la pièce à travailler est déchargée. 6. Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que lesupport de la pièce comprend plusieurs galets dont les axes 20 de rotation sont parallèles au premier axe de positionnement, le dispositif de positionnement du support le long du premier axe comportant un arbre, une manivelle pour le faire tourner, et une liaison mécanique déplaçant le support le long du premier axe lorsque l'arbre tourne. 25 7. Machine selon la revendication 5 caractérisée en ce que le suppdrt de la pièce comprend plusieurs galets dont les axes de rotation sont parallèles au premier axe de positionnement, le dispositif de positionnement du support le long du premier axe comportant un arbre, taie manivelle pour le faire tourner, et une 30 liaison mécanique déplaçant le support le long du premier axe lorsque l'arbre tourne. S, Machine selon la revendication 2 caractérisée en ce que chaque outillage est un ensemble combiné comprenant un poinçon et 'an® matrice et se démontant d'un B^ul bloc de la tourelle révolver. 35 9« Machine selon la revendication 7 caractérisée en ce que chaque outillage est un ensemble combiné comprenant un poinçon et une matrice et se démontant d'un seul bloc de la tourelle révolver.