Brevet FR2270027A1 — publié le 19751205

La présente invention concerne les machines à poin çonner des trous dans des éléments tels que des profilés en I, en U, des cornières, etc. et elle concerne plus particulièrement un dispositif qui positionne automatiquement l'outillage de poinçonnage au niveau choisi pour que cet outillage poinçonne des trous å-ltemplacement prédéterminé dans les ailes du profilé. l'emploi généralisé des profilés métalliques dans l'industrie du bâtiment a amené les constructeurs à utiliser#des sous-ensembles préfabriqués prêts à être utilisés et qu'il suffit de mettre en place et de fixer sur ltossature du bâtiment. Cette préfabrication des sous-ensembles steffectue soit en atelier, soit directement sur le chantier au niveau du sol. Il suffit ensuite d'élever le sous-ensemble complet, puis de l'incorporer à la structure du b#timent. Pour que ces sousensembles aient des dimensions suffisamment précises, chaque élément d'un sous-ensemble doit etre façonné à des tolérances prédéterminées, notamment en ce qui concerne la position des trous de passage des boulons, des rivets ou des divers organes d'assemblage.Actuellement, ce positionnement précis des trous s'effectue manuellement. Cependant, en raison du grand nombre dtelémentss préfabriqués#utilisés actuellement dans la construction d'immeubles de grande hauteur tels que des tours, ce positionnement manuel des trous entraîne des frai de main d oeuvre considérables. L'invention a pour objet un dispositif qui établit et automatiquement un plan de référence d'un profilé/qru, à partir de ce plan, positionne automatiquement un poinçon à l'empla- cement désiré au-dessus du plan de référence, pour que les trous soient percés dans les ailes du profilé.Plus particulièrement ce dispositif examine la position et les dinensions de ltEme du profilé pour que les trous poinçonnés dans les ailes de ce dernier soient dans une position précise par rapport à limez C'une manière générale, le dispositif de l'i.nven- tion positionne atomatiquement le poinçon pour que celui-ci perfore les trous dans les ailes verticales de profilés tels que des poutrelles en I, en U ou des cornières. les trous percés par le poinçon sont ainsi positionnés par rapport à l'åme horiz6n- tale du profilé.Dans le cas d'une poutrelle en I, les trous sont poinçonnés #u-dessus et au-dessous du plan bissecteur de l'ame horizontale de la poutrelle. Dans le cas d'une cornière ou d'une poutrelle en U, les trous sont poinçonnés à une position précise par rapport à la surface inférieure de l'åme horizontale et cette surface inférieure coïncide alors avec le plan de la surface de support d'un convoyeur tel qu'un convoyeur à rouleaux. Ce dispositif comprend un mécanisme qui détermine automatiquement la position d'un bâti en C ou col de cygne muni d'un jeu de poinçons disposés au voisinage de l'extrémité de chacun de ses bras. De cette manière, l'aile supérieure ou l'aile inférieure du profilé peuvent être poinçonnées.Le profilé est engagé entre les bras du col de cygne et celuici se déplace verticalement pour poinconner les trous soit dans l'aile supérieure, soit dans l'aile inférieure du profilé. l'invention sera décrite plus en détail ci-après, en regard des dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels la figure 1 est une vue -frontale d'une poinçonneuse équipée du dispositif de positionnement de l'invention la figure 2 est une vue en plan de la poinçonneuse représentée sur la figure I la figure 3 est une coupe partielle du bâti en C et illustre le mécanisme deiositionnement la figure 4 est une vue frontale du mécanisme représenté sur la figure 3 la figure 5 est une vue en bout d'un profilé et montre la position des trous percés dans ses ailes la figure 6 est une vue en bout d'une cornière et montre la position des trous poinçonnés dans son aile verticale ; et la figure 7 est une vue frontale agrandie du mé- canisme de repérage et de son échelle graduée. La machine 10 représentée sur les figures 1 et 2 comprend deux postes de poinçonnage Il et 12 destinés respec vivement à percer des trous dans l'âme et dans les ailes d'éléments profilés tels que des poutrelles en I ou en U ou des cornières. Un convoyeur à rouleaux ~3, disposé à l'entrée de la machine 10 dirige le profilé sur une trajectoire rectiligne passant au-dessus d'une table ouverte 14. le poinçon du poste 11 perce les trous dans l'âme du profilé aux emplacements choisis, tandis que les poinçons du poste 12 percent des trous dans ses ailes. Ces deux opérations peuvent à volonté s'effectuer suc cessivement ou simultanément.Un convoyeur de sortie 16 à rouleaux, placé de l'autre caté de la table ouverte 14, reçoit le profilé fini et le dirige vers un autre poste de travail tel qu'un poste d'assemblage ou vers un poste de chargement. le poste il qui poinçonne l'âme du profilé est d'un type classique et n'entre pas dans le cadre de l'invention. L'invention en en particulier, le dispositif qui règle avec précision la position des poinçons du poste 12 par rapport aux deux cotés de l'aile d'un profilé en I,/par rapport; à l'aile verticale d'un profilé en U ou d'une cornière. La figure 5 représente un profilé 17 de section en I. Des trous sont poinçonnés dans ses deux ailes 17a et 17b. Des trous peuvent également être poinçonnés dans son âme 17c par l'outillage du poste 11. l'écartement dans le sens vertical des trous percés dans les ailes 17a et 17b est déterminé par rapport au plan horizontal qui est le plan bissecteur de l'âme 17c dont la po- sition est examinée par deux palpeurs 19 et 20 montés dans le poste de poinçonnage 12.Par ailleurs, la cornière 18 représentée sur la figure 6 comporte des trous percés dans son aile verticale 18a à des emplacements mesurés à partir de la surface inférieure de son ame horizontale 18b. Dans ce cas, la surface de support des deux convoyeurs 13 et t6 délimite un plan de référence qui coïncide avec la surface inférieure de l'âme horizontale 18b le poste de poinçonnage t2 comprend un bati 21 en C ayant deux-bras 21a et 21b alignés verticalement orientés l'un vers l'autre et munis respectivement d'outillages de poinçonnage 22 et 23 à poinçon et matrice orientés horizontalement. le bâti en C ou col de cygne 21 est mobile verticalement dans un carter mobile 24 auquel il est accouplé par un cylindre hydrau lique 26 dont la tige du piston est reliée à son extrémité supérieure. Le carter 24 se déplace verticalement par rapport à un bâti principal 27 tandis que le col de cygne 21 est mobile verticalement par rapport au carter. lorsque le convoyeur d'entrée 13 introduit un profilé entre les bras opposés 21a et 21b du col de cygne 2X, ce dernier se déplace transversalement par rapport à la trajectoire du profilé pour que l'aile de celuici ne frotte pas contre le col de cygne.Lorsque l'aile du profilé est correctement positionnée, et avant le début de l'opération de poinçonnage, deux palpeurs opposés 19 et 20 viennent s'appliquer contre l'ae du profilé de manière à positionner le chariot 24 et le col de cygne 21 par rapport à un plan de ré- férence qui est soit le plan bissecteur de l'âme du profilé en I soit le plan de la face inférieure de l'âme horizontale de la cornière. Lorsque le chariot 24 est centré par rapport au plan de référence, l'opérateur règle un dispositif de repérage 28 pour que le col de cygne 21 puisse être déplacé, soit vers le haut, soit vers le bas par le cylindre 26 afin de positionner le poinçon correspondant au niveau voulu.Après ce positionnement du col de cygne, le poinçon en service découpe dans ltaile du profilé un trou dont l'axe est à la distance voulue par rapport au plan de référence de l'åme. Pour régler la position des trous percés dans les ailes, l'opérateur agit sur une manivelle 29 calée sur un arbre vertical 31 muni d'un pignon relié par une chaîne 30 à un second pignon 32 calé sur un arbre vertical qui comprend deux sections filetées ayant des pas inversés. Deux écrous de butée supérieur et inférieur- 33 et 34 sont respectlvement fixés sur les sections filetées de l'arbre, et une bague fixe 36 entoure l'arbre 31 entre les deux sections filetées, c'est-à-dire qu'elle est intercalée entre les deux écrous.Ainsi, la course verticale dans les deux sens du col de cygne 21 est limitée par la position axiale des deux écrous de butée 33 et 34 qui viennent ltun ou autre porter contre la bague 36 qui est fixe axialement. Les figures 3 et 4 illustrent la fonction des deux palpeurs 19 et 20. Le palpeur supérieur 19 est relié à une première biellette 40 articulée sur une des extrémités li bres d'un levier horizontal 41 articulé sur un pivot 42 fixé contre la surface intérieure du chariot 24. L'autre extrémité du levier 41 est articulée sur l'extrémité correspondante d'une bielle d'accouplement croisée 43 dont l'autre extrémité est articulée sur un second levier 44 articulé lui-m#me sur un pivot 45.Une extrémité du levier 44 est reliée au palpeur in férieur 20 par une biellette 46 et son autre extrémité est articulée sur la tige de piston d'un cylindre hydraulique vert il cal 47. Lorsque les deux palpeurs'19 et 20 sont suffisamment écartés pour autoriser le-passage du profilé 48, qui, dans l'exemple représenté sur la figure 5 est un profilé en U, et qui peut Qtre par exemple le profilé en I 17 de la figure 5, la position centrée du carter 24 correspond par exemple alors au plan de la surface de support des convoyeurs. lorsque le cylindre hydraulique 47 agit sur l'embiellage pour que les deux palpeurs 19 et 20 viennent respectivement en contact avec les surfaces opposées de ltAme du profilé, le carter 24 se centre automatiquement par rapport à l'ame du profilé. En effet, le levier inférieur 44 est articulé sur la paroi du carter 24 par le pivot 50 qui correspond au pivot 42 du levier supérieur 41, et lten- semble du chariot 24 se déplace dans ur, sens ou dans l'autre pour qu'il se centre par rapport à l'âme du profilé. Comme on le voit sur la figure 7, un index mobile 50 est accouplé au palpeur supérieur 19 par une biellette 51. Ainsi, l'index 50 visualise le niveau relatif de l'ame du profilé par rapport au plan de référence indiqué ci-dessus et qui coïncide avec le plan commun des surfaces supérieures des convoyeurs à rouleaux 13 et 16. Lorsque le profilé est une cornière ou qu'il est en U, l'index 50 indique un niveau de ré férence zéro qui correspond pratiquement au plan de convoyage. Par ailleurs, si le palpeur 19 est surélevé, c'est-à-dire qu'il est en contact avec la surface de ltfime d'un profilé en I, l'index 50 est décalé vers le haut et coïncide avec un des repères imprimés ou gravés sur une échelle 52. Comme on le voit sur la figure 7, l'échelle 52 est montée sur une colonne#verticale 53 dont l'extrémité supérieure est fixée sur l'écrou inférieur 34Par ailleurs une colonne 56 supportant un second index 54 est fixée à l'écrou de butée 33 avec lequel elle est mobile. Ainsi, lorsque l'opérateur actionne la manivelle 29 pour faire tourner l'arbre fileté 32, les deux écrous 33 et 34 se déplacent axialement en sens inversesoce qui déplace les limites inférieure et supérieure de la course du col de cygne 21. La bague 36 est reliée au col de cygne 21 par un support 57. Pour mesurer la distance relative entre le plan initial de référence et soit le plan central de l'åme du profilon I, ou de la surface inférieure de la cornière ou du profilé en U, on compare la position d1un second index 54 à celle du premier index 50. la distance séparant les deux index mesurée sur l'échelle 52 correspondant à la distance comprise entre le plan de référence de l'ame du profilé et l'axe des trous poinçonnés. La rotation de la manivelle 29 a pour effet de déplacer l'index 54 et l'échelle 52 en sens inversesdu déplacement relatif des deux écrous 33 et 34.Cependant, pendant cette rotation de la manivelle, le premier index 50 reste fixe et ltéchelle 52 se déplace par rapport à ce dernier. l'échelle 52 et ltlndex 54 se déplacent en sens opposés et leur mouvement relatif correspond au double de leur course individuelle tandis que celle de l'index 50 par rapport au c8té gauche de ltéchelle est simple. la position des trous poinçonnés par rapport au plan de référence est indiquée par la distance séparant les deux index 50 et 54. Comme on le voit sur la figure 3, le carter 24 est suspendu dans le bssti principal 27 à un chariot 60 commandé par un cylindre hydraulique 61. Comme on l'a vu ci-dessus, les poinçons et les matrices montées dans le col de cygne 21 doivent être déplacés latéralement pour éviter qu'ils ne frottent contre les ailes du profilé lorsqu'on introduit longitudinalement ce dernier entre les bras opposés du col de cygne. Lorsque le profilé est positionné longitudinalement, le cylindre hydraulique 61 déplace le col de cygne vers la gauche selon la figure 5, pour que les matrices s'appliquent contre la surface intérieure des ailes correspondantes du profilé et pour que les poinçons puissent découper des trous dans ces dernières. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent etre apportées aux éléments décrits ci-dessus sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATI0BE 1. Machine à poinçonner des trous dans au moins une des ailes d'un profilé, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif convoyeur sur lequel se déplace le profilé et ayant une surface de support délimitant un plan de référence pour l'ss- me du profilé, un dispositif détecteur examinant la position des surfaces de l'ame du profilé par rapport au plan de ré férence, un dispositif de mesure associé au dispositif détecteur et indiquant la différence du niveau entre l'âme du profilé et le plan de référence, un dispositif de poinçonnage découpant des trous dans les ailes du profilé et un dispositif de positionnement déplaçant le dispositif de poinçonnage en fonction des indications qu'il reçoit du dispositif de mesure pour placer ce dispositif de poinçonnage au voisinage de l'aile du profilé et à un niveau prédéterminé par rapport à ltEme de ce dernier. 2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dispositif détecteur comprend deux palpeurs opposés mobiles l'un vers l'autre et disposés de part et d'autre de l'ame du profilé, le dispositif de poinçonnage étant monté dans un b#ti mobile et se déplaçant dans ce dernier, le dispositif détecteur étant accouplé à des leviers reliés par une bielle croisée de manière qu'ils pivotent ensemble en sens inverses et que les palpeurs s'approchent ou s'écartent l'un de l'autre lorsque les leviers#pivotent afin que, lorsque les palpeurs viennent en contact avec les surfaces opposées de l'ae du profilé, le bâti mobile prenne une position centrée par rapport à l'Ame du profilé et que le dispositif de poinçonnage soit au voisinage de l'aile et à une distance prédéterminée au-dessus ou audessous du plan central de l'Eme du profilé. 3. Machine selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le dispositif de mesure est accouplé à l'un des palpeurs et indique la distance séparant l'ams du profilé du plan de référence, lorsque l'ame ne repose pas sur la surface de support qui définit le plan de référence. 4. Machine selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'un dispositif da commande monté dans le bâti mobile supporte et déplace le dispositif de poinçonnage, ce dispositif de commande positionnant le dispositif-de poir,- çonnage à l'emplacement voulu sur l'aile du profilé par rapport à me de celui-ci.