Brevet FR2277656A1 — publié le 19760206

La présente invention concerne une unité poin çonneuse. Il est connu de construire des unités poin çonneuses comprenant un poinçon et un dispositif hydraulique pour entratner ledit poinçon. Ii est en outre connu de monter une telle unité poinçonneuse sur un support en C, nommé "col de cygnes disposé verticalement et supportant sur la partie correspondant à son aile inrérieure une matrice ou enclume, l'unité poinçonneuse étant adaptée pour #tre supportée par l'aile supérieure dudit support en C. Les unités poinçonneuses connues, du type précité, sont en général constituées d'un cylindre hydraulique à double effet, d'une extrémité duquel s'étend un prolongement tubulaire constituant un guidage pour une tige montée à coulissement à l'intérieur dudit prolongem#nt. Ladite tige pénètre à l'intérieur du cylindre et l'une des extrémités est montée solidaire du piston dudit cylindre. A l'autre extrémité, la tige supporte de manière démontable un poinçon disposé en regard de ladite matrice. Les unités poinçonneuses connues, décrites cidessus, sont en général montées sur les supports correspondants, en C, moyennant l'introduction de leur prolongement tubulaire de guidage dans un trou passant pratiqué dans l'aile supérieure desdits supports en C, et sont fixées auxdits supports, en certains cas, en taraudant ledit trou passant et en filetant ledit prolongement tubulaire de guidage, et en d'autres cas, en utilisant des vis qui servent en même temps à fixer ensemble certaines parties composantes du cylindre de ladite unité, ainsi qu'à fixer lesdites unités poinçonneuses aux supports en C correspondants. Les unités poinçonneuses connues, décrites ci-dessus, présentent certains inconvénients, dont l'un est constitué du fait que, à chaque fin de course, leur piston heurte violemment contre l'extrémité du cylindre, en provoquant des vibrations qui réduisent la durée.de ladite unité Cet inconvénient dépend principalement du fait que le cylindre desdites unités poinçonneuses connues peut être en général raccordé à une source de fluide sous pression à travers des trous radiaux pratiqués dans ledit cylindre.L'alimentation radiale du cylindre rend nécessaire de prévoir à chaque extrémité du piston correspondant un prolongement annulaire tel que, lorsque ledit prolongement se trouve en contact avec la paroi de fond du cylindre respective, il définit, avec ladite paroi et avec la paroi latérale du cylindre, une chambre annulaire communiquant avec l'un desdits trous, et ayant une section axiale suffisante pour permettre, lorsqu'elle est alimentée en fluide sous pression, l'éloigriement du piston de sa position de fin de course La présence desdits prolongements annulaires réduit sensiblement les surfaces du piston qui viennent en contact avec les parois de fond du cylindre et, de ce fait, les pressions spécifiques exercées en fin de course par lesdits prolongements annulaires sur les parois respectives du fond du cylindre sont telles qu'elles chassent dans le temps le plus court le fluide interposé, empêchant ledit fluide d'absorber, du moins en partie, les chocs du piston contre les parois de fond du cylindre. Un autre inconvénient des unités poinçonneuses connues, décrites ci-dessus, est constitué par la manière dont est réalisé leur assemblage aux supports en C respectifs, ledit assemblage comportant la réalisation de filetages et/ou de trous taraudés sur lesdits corps en C. En outre, dans le cas où une unité poinçonneuse peut entre assemblée sur le corps en C respectif à l'aide d'organes d'assemblage qui assurent, en même temps, l'assemblage entre eux des différentes parties composantes du cylindre, ledit cylindre ne sera complètement monté que, lorsque l'unité poinçonneuse respective sera montée sur le corps en C respectif.Autrement dit, une unité poinçonneuse de ce type ne constitue pas une unité indépendante qui puisse Autre facilement déplacée d'une machine à une autre et, en tout cas, exige toujours la réalisation de filetages et/ou de trous taraudés sur les corps en C sur lesquels ladite unité doit être montée. Le but de la présente invention est de réaliser une unité poinçonneuse exempte des défauts mentionnés cidessus. Ce but est atteint par l'unité poinçonneuse objet de la présente invention, du type qui comprend un cylindre hydraulique à double effet, un piston monté à coulissement et de manière étanche à l'intérieur dudit cylindre, une tige coaxiale avec ledit piston et montée de façon solidaire dudit piston à l'une des extrémités de celui-ci, un prolongement tubulaire s'étendant axialement dudit cylindre, la tige sortant dudit cylindre pour s engager à coulissement et de manière étanche dans ledit prolongement tubulaire, un poinçon monté de manière démontable sur l'extrémité libre de ladite tige, ladite tige sortant dudit prolongement tubulaire, et au moins un trou pratiqué à la partie co- respondant à l'extrémité dudit cylindre pour le raccordement de celui-ci à une source de fluide sous pression, ladite unité poin çonneuse étant caractérisée en ce que ledit cylindre comprend un corps en coupelle, un bouchon fileté et foré axialement pour la fermeture dudit cylindre et auquel est solidairement monté ledit prolongement tubulaire, ledit cylindre présentant une section transversale supérieure à la section du prolongement tubulaire pour former une butée annulaire à laquelle correspond une deuxième butée annulaire réalisée sur la partie correspondant à l'extrémité libre du prolongement tubulaire par des moyens d'épaulement montés de façon démontable sur ledit prolongement tubulaire, et en ce que chacun des trous de raccordement du cylindre à la source de fluide sous pression s'ouvre axialement à travers la surface d'extrémité respective d'une chambre du cylindre, à l'intérieur de laquelle est monté à coulissement ledit piston, les surfaces d'extrémité dudit piston et de ladite chambre étant essentiellement planes et chacun des trous se terminant par un évasement à travers lequel lesdits trous communiquent avec ladite chambre. Les figures du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'in- vention peut entre réalisée. La figure 1 est une coupe axiale d'une unité poinçonneuse selon la présente invention. La figure 2 est une coupe suivant la ligne II-II de la figure 1. La figure 3 est une coupe axiale partielle d'une deuxième forme de réalisation de i'unité poinçonneuse, objet de la présente invention. L'unité poinçonneuse illustrée sur la figure 1 comprend un cylindre hydraulique 1, et un corps tubulaire 2 de guidage d'une tige 3 entratnée par le cylindre hydraulique 1 pour coulisser, à mouvement de va-et-vient, à l'intérieur du corps tubulaire 2. La tige D supporte de façon démontable, sur la partie correspondant à son extrémité libre, un poinçon (non repré#tb). Le cylindre hydraulique 1 comprend un corps on coupelle 4 dont la concavité est orientée vers le bas et comprenant, à la partie qui correspond à son extrémité supérieure, une paroi d'extrémité 5 à partir de laquelle s'étend vers le bas une paroi lcttérale cylindrique 6. Celle-ci présente à proximité de son extrémité libre un taraudage dans lequel s'engage le filetage extérieur d'un bouchon tubulaire 7, qui constitue une portion supérieure du corps tubulaire 2. Le bouchon tubulaire 7 délimite à l'intérieur du corps creux 4 une chambre 8 subdivisée en deux chambres, marquées respectivement 8a et 8≈> par un piston 9, essentiellement cylindrique, monté à coulissement et de manière étanche à l'intérieur de la chambre 8 et limité axiale~ ment par deux surfaces essentiellement planes.Le bouchon 7 comprend une bride annulaire 10 qui s'étend à partir du bouchon 7 radialement vers l'extérleur et qui s'appuie sur sa surface supérieure contre une surface annulaire d'extrémité il de la paroi latérale 6. Outre le bouchon 7 et la bride 10, le corps tubulaire 2 comprend un prolongement tubulaire 12 coaxial à la bride 10 et s'étendant de ladite bride vers le bas. Le prolongement tubulaire 12 présente un trou axial, passant, 13, coaxial et égal à un trou 14 pratiqué axialement à travers le bouchon tubulaire 7, la tige 3 s'étendant à coulissement et de façon étanche le long du trou axial 13, et étant guidée par un guidage prismatique le long du trou axial 14 au moyen d'une clavette 15. Ladite clavette est encastrée dans une entaille 16 pratiquée axialement dans la surface latérale de la tige 3, et est montée à coulissement à l'intérieur d'une entaille 17 prévue axialement dans la surface intérieure du trou 14. Ce trou présente à proximité de son raccordement avec le trou 13 une portion 18 à section élargie, délimitant ensemble avec la surface latérale de la tige ) une chambre annulaire 19.Cette chambre communique, d'une part, avec l'extérieur à travers un trou radial 20 s'étendant dans l'épaisseur de la bride 10, et, d'autre part, avec la chambre 8b à travers une pluralité de conduits 21 prévus axialement à travers le bouchon tubulaire 7, et uniformément distribués le long de la surface d'un cylindre coaxial à la tige 3. Comme illustré sur la figure 2, les conduits 21 s ouvrent sur une surface annulaire plane, terminale, 22, du bouchon 7, par un évasement qui, dans le cas particulier, est constitué d'une rainure 23 qui s'étend radialement sur la surface 22 entre la surface de la tige 3 et la surface intérieure de la paroi latérale 6 du corps en coupelle 4. Un trou axial taraudé 24 est pratiqué à travers la paroi terminale 5 du corps 4, et communique avec la chambre 8a à travers une portion évasée 25 de forme tronconique. La portion évasée 25 se raccorde avec une surface annulaire plane 26 constituant la face intérieure plane de la paroi d'extrémité 5 et, en même temps, l'une des deux surfaces d'extrémité de la chambre 8. A l'extérieur, la paroi dtextrémitë 5 présente une pluralité de trous borgnes 27 agencés pour permettre, s'ils sont taraudés, la fixation sur le corps en coupelle 4 d'un distributeur (non représenté) raccordé à une source (non représentée) de fluide sous pression. Ledit distributeur est raccordé directement, à travers le trou 24, avec la chambre 8a et, à travers un conduit (non représenté) avec la chambre 8b par le trou radial 20, la chambre 19 et les conduits axiaux-21. Au moyen du distributeur, il est possible de raccorder sélectivement les chambres 8a et 8b avec l'envoi de ladite source de fluide sous pression pour déplacer le piston le long de la chambre 8, dans un sens ou dans l'autre. Comme illustré sur la figure 1, le piston 9 présente une rainure annulaire extérieure28, à l'intérieur de laquelle est engagé un joint d'étanchéité 29 adapté pour maintenir séparée l'une de l'autre les chambres 8a et 8b. Selon une variante de réalisation, non illustrée, la surface latérale du piston 9 est parfaitement cylindrique et coopère avec les joints d'étanchéité logés à l'intérieur des rainures annulaires pratiquées sur la surface intérieure de la paroi latérale 6 du corps en coupelle 4. La surface de la bride 10 opposée à la surface disposée en contact avec la surface annulaire Il forme tout autour de l'extrémité du prolongement tubulaire 12 une butée annulaire 30 à laquelle correspond une deuxième butée annulaire 31 réalisée par une rondelle de blocage 32 et un manchon 33 monté de façon démontable sur un tronçon d'extrémité 34, à filetage extérieur, du prolongement tubulaire 12.Sur l'extrémité libre dudit prolongement est prévu un creux axial 35 agencé, pour recevoir la queue d'insertion d'un poinçon (non représenté), ladite queue étant agencée pour être fixée à l'intérieur du creux 35 à l'aide d'une vis (non représentée) vissée à travers un trou radial taraudé 36, prévu dans la tige 3 dans la partie correspondant au creux 35 En opération, l'unité poinçonneuse décrite est montée à travers un simple trou passant prévu à travers l'aile supérieure d'un support en C (non représenté) nommé "col de cygne Dans ce but, le manchon 33 et la rondelle de blocage respective 32 sont démontés du tronçon d'extrémité 34 du prolongement tubulaire 12, et ledit prolongement est introduit à travers ledit trou, Ensuite, moyennant le montage de la rondelle 32 et du manchon 33, l'unité poinçonneuse est fixée audit "col de cygne" en position opératoire, et est prête à fonctionner. On introduit ensuite une plaque, ou autre élément à poinçonner, entre le poinçon porté par la tige 3 et une matrice ou enclume portée par l'aile inférieure dudit support en C. Avant d'effectuer l'opération de poinçonnage, du fluide sous pression est envoyé à travers le trou radial 20 à l'intérieur de la chambre 8b de manière à maintenir le piston 9 en contact avec la surface annulaire 26 d'ex trémité de la chambre 8. Ensuite, par l'action sur le distributeur monté sur l'unité poinçonneuse, la chambre 8b est raccordée avec la décharge, tandis que la chambre 8a est raccordée avec l'envoi de la source de fluide sous pression. Ledit fluide remplit la cavité délimitée par la portion évasée 25 du trou 24 et agit sur une partie centrale de la surface du piston 9 de dimension suffisante pour permettre le détachement dudit piston 9 de la surface 26. Une fois le piston détaché de la surface 26, le fluide sous pression remplit toute la section de la chambre 8~ et agit sur toute la surface du piston 9, qui est poussé énergiquement vers le bas, en provoquant une descente rapide du poinçon qui effectue l'opération de poinçonnage. Le contact entre la surface plane inférieure du piston 9 et la surface plane d'extrémité 22 se produit essentiellement sans choc, puisque le liquide présent à l'intérieur de la chambre 8b forme entre lesdites deux surfaces planes une couche capable d'absorber une grande partie de l'énergie cinétique du piston 9.Cela est dA au fait que les surfaces planes qui viennent en contact sont assez étendues pour empocher que ladite couche de fluide soit refoulée à l'intérieur des rainures 23 avant d'avoir absorbé une grande partie de l'énergie cinétique du piston 9. Une fois effectuée l'opération de poinçonnage, le poinçon est extrait en mettant en communication le trou 24 avec la décharge et le trou 20 avec l'envoi de la source de fluide sous pression. Le fluide sous pression passe donc le long des conduits 21 et remplit les rainures 23, dont la surface est suffisante pour permettre d'appliquer au piston 9 une poussée vers le haut capable de le détacher de la surface 22. Le piston 9 est ensuite poussé vers le haut Jusqu'à ce qu'il arrive en contact avec la surface annulaire d'extrémité 26.Dans ce cas, également, le choc entre le piston 9 et la surface 26 est amorti par la présence d'une couche de fluide présente entre lesdites surfaces planes de contact entre le piston 9 et la chambre 8, lesdites surfaces planes étant suffisamment étendues pour empêcher le reflux de la couche de fluide avant que ladite couche n'ait absorbé une grande partie de l'énergie cinétique du piston 9. La variante montrée sur la figure 3 illustre partiellement une unité poinçonneuse dont le système de fixation sur L'extrémité supérieure d'un col de cygne est encore simplifié par rapport au système de fixation de l'unité des figures 1 et-2. En effet, dans l'unité hydraulique de la figure 3, la butée annulaire 31 est réalisée au moyen d'un anneau 37, qui est constitué de deux demi-anneaux logés à l'intérieur d'une rainure annulaire 38, à partir de laquelle lesdits demi-anneaux sortent radialement vers l'extérieur.Les demi-anneaux sont maintenus à l'intérieur de la rainure 38 par un anneau extérieur de fixation 39 enfilé sur l'extrémité du prolongement tubulaire 12, et maintenu en position fixe par rapport audit prolongement au moyen de vis (non représentées), engagées à l'intérieur des trous taraudés 40, prévus radialement à travers l'anneau 39J correspondant à une rainure annulaire 41 prévue à 1' extrémité du prolongement tubulaire 12. zur la figure 5 est illutr, en outre, un autre système de guidage prismatique pour la tige S a l'intérieur du prolongement tubulaire 12. Comme illustré sur la figure 3, on prévoit à travers le prolongement tubulaire 1 2J un trou passant 42 dans lequel est montée à glissement une clavette 43 dont l'extrémité s'engage à coulissement dans un creux 44 prévu axialement le long de la surface extérieure de la tige 3. La clavette 43 est maintenue avec son extrémité engagée à l'intérieur du creux 44 au moyen d'un dispositif de fixage 45 comprenant une vis 46, engagée de manière réglable à l'intérieur d'un trou taraudé 47 pratiqué radialement dans le prolongement tubulaire 12. La vis 46 présente une têto 48 qui engage axialement la clavette 43 pour la maintenir dans une position fixe à l'intérieur du trou 42. La vis 46 est fixée en position au moyen d'une autre vis 49, ayant la fonction de contre-écrou, qui est engagée à l'intérieur d'un premier trou passant axial, taraudé, 51, pratiqué à travers la paroi du prolongement tubulaire 12 en position coaxiale avec le trou 42. il va de soi que des modifications peuvent Etre apportées aux modes de réalisation qui viennent autre décrits, notamment par substitution de moyens techniques équivalents, sans sortir pour cela du cadre de la présente invention, #E VE N#lCATl ONS 1.- Unité poinçonneuse du type qui comprend un cylindre hydraulique à double effet, un piston monté à coulissement et de manière étanche à l'intérieur dudit cylindre, une tige coaxiale avec ledit piston et montée de façon solidaire dudit piston à l'une des extrémités de celui-ci, un prolongement tubulaire s'étendant axialement dudit cylindre, la tige sortant dudit cylindre pour s engager à coulissement et de manière étanche dans ledit prolongement tubulaire, un poinçon monté de manière démontable sur l'extrémité libre de ladite tige, ladite tige sortant dudit prolongement tubulaire, et au moins un trou pratiqué à la partie correspondant à l'extrémité dudit cylindre pour le raccordement de celui-ci à une source de fluide sous pression, ladite unité poinçonneuse étant caractérisée en ce que ledit cylindre comprend un corps en coupelle, un bouchon fileté et foré axialement pour la fermeture dudit cylindre et auquel est solidairement monté ledit prolongement tubulaire, ledit cylindre présentant une section transversale supérieure à la section du prolongement tubulaire pour former une butée annulaire à laquelle correspond une deuxième butée annulaire réalisée sur la partie correspondant à l'extrémité libre du prolongement tubulaire par des moyens d'épaulement montés de façon démontable sur ledit prolongement tubulaire, et en ce que chacun des trous de raccordement du cylindre à la source de fluide sous pression ouvre axialement à travers la surface d'extrémité respective d'une chambre du cylindre, à l'intérieur de laquelle est monté à coulissement ledit piston, les surfaces d'extrémité dudit piston et de ladite chambre étant essentiellement planes et chacun des trous se terminant par un évasement à travers lequel lesdits trous communiquent avec ladite chambre, 2.- Unité poinçonneuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens d'épaulement démontables comprennent un manchon vissé sur une portion d'extrémité filetée dudit prolongement tubulaire, ledit manchon pouvant #tre fixé en position sur le prolongement tubulaire au moyen d'une rondelle de bocage. 3. - Unité poinçonneuse selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens d'épaulement comprennent un anneau logé pour la seule partie de son épaisseur radiale, à l'intérieur d'une rainure annulaire pratiquée dans la surLace extérieure du prolongement tubulaire à proximité de l'extr~rnité libre dudit prolongeMent, ledit anneau étant cons tutu~ de deux demi-anneaux maintenus ensemble à l'intérieur de. ladite rainure par un anneau extérieur d'arr & fixé axialement, de façon démontable, par rapport audit prolongement tubulaire. 4. Unité poinçonneuse selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que des moyens de guidage sont prévus pour assurer le guidage prismatique de la tige le long dudit prolongement tubulaire. 5.- Unité poinçonneuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage sont constitués d'une clavette portée par la tige et montée à coulissement le long d'un creux axial pratiqué dans la surface du trou axial dudit bouchon. 6.- Unité poinçonneuse selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits moyens de guidage sont constitués d'une clavette montée à coulissement à travers un trou passant, radial, prévu dans le prolongement tubulaire pour s'engager de manière à coulisser avec l'une de ses extrémités dans un creux axial prévu dans ladite tige, des moyens de fixation réglables étant prévus pour engager l'autre extrémité de la clac vette et pour fixer axialement ladite clavette par rapport audit trou radial. 7.- Unité poinçonneuse selon la revendication 6, caractérisée en ce que lesdits moyens de fixation sont constitués d'une vis montée de manière réglable à l'intérieur d'un trou taraudé parallèle audit trou radial, la tette de ladite vis engageant axialement ladite clavette. 8.- Unité poinçonneuse selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'une seconde vis s'étend à travers un trou axial de ladite première vis pour s'engager dans un trou taraudé prévu à travers le prolongement tubulaire, et ayant la fonction de contre-écrou pour ladite première vis. 9.- Unité poinçonneuse selon L'une quelconque des revendications 1 à 8, caractériséeen ce que la paroi de fond du corps creux ne présente qu'un seul desdits trous adaptés pour mettre le cylindre en communication avec ladite source de fluide sous pression, ledit trou étant pratiqué axialement à travers ladite paroi de fond, et son évasement étant constitué par un tronçon tronconique dudit trou. 10.- Unité poinçonneuse selon llune quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce qu'au moins une partie desdits trous axiaux adaptés S mettre en communication le cylindre avec ladite source de fluide sous pression sont constitués d'une pluralité de conduits uniformément distribués le long d'une circonférence, et prévus axialement à travers le bouchon, lesdits conduits communiquant d'une part avec la chambre du piston et, d'autre part, avec une chambre annulaire communiquant à son tour avec un conduit adapté pour Autre raccordé avec ladite source de fluide sous pression, l'évasement de chacun desdits conduits étant constitué d'une rainure radiale pratiquée dans la surface d'extrémité du bouchon en regard du piston.