Brevet FR2267170A1 — publié le 19751107

La présente invention concerne une tourelle porte-outils perfectionnée pour presses poinçonneuses et/ou grignoteuses. Une telle tourelle comprend, en général, deux plateaux écartés l'un de l'autre et supportant en regard respectivement des poinçons et des matrices conjuguées; les poinçons normalement maintenus effacés sont cependant mobiles en translation axiale relativement au plateau supérieur, tandis que les matrices sont fixes relativement au plateau inférieur. Ces plateaux sont montés tournants autour d'un axe géométrique commun, respectivement sous le bras supérieur et sur le bras inférieur d'un bflti en col de cygne; ils sont susceptibles d'être mus en rotation synchrone et sélective par un dispositif d'entratnement; ils délimitent entre eux une fente pour le passage et le déplacement de la t81e à usiner. Ce bâti en col de cygne peut titre celui de la presse ou bien un bati auxiliaire adjoint au bati de presse pour situer la tourelle hors de la fente de ce dernier. De toute façon, le bras inférieur du bati de presse constitue une enclume pour la matrice sélectionnée de la tourelle, tandis que le bras supérieur de ce bati de presse guide un coulisseur-frappeur déplacé en translation alternative verticale par un dispositif d'actionnement approprié pour frapper le poinçon de la tourelle conjugué à la matrice sélectionnée. Le plateau supérieur de certaines tourelles est équipé d'autant de dispositifadévetisseurs que ce plateau comporte de poinçons. Chaque dispositif est constitué par un support dévetisseur disposé autour du poinçon correspondant, et mobile parallèlement à ce dernier de façon indépendante, une plaque métallique ajourée au profil dudit poinçon étant rapportée sur ce support dévetisseur. Dans un dispositif connu de ce type, un ressort repousse le support dévetisseur de façon que sa plaque devance le poinçon lorsqu'vil avance, pour presser la tôle contre la matrice; le trou étant découpé, le poinçon recule en entrainant la tble qui pousse cette plaque jusqu'd ce que le support dévetisseur bute contre un arrêtoir et inrmobilise la tdle qui se déchausse du poinçon pendant que celui-ci poursuit sa course de recul. Dans un autre dispositif connu de ce type, le support dévetisseur est commandé positivement par une came et rappelé élastiquement par un ressort pour obtenir le meme effet. Dans encore un autre dispositif dévetisseur, le support prend appui sur le plateau supérieur et contient un vérin hydraulique agissant sur la plaque dévetisseur pour obtenir le même effet. Dans toutes ces réalisations connues, les supports dévetisseurs doivent etre réglables en fonction de l'épaisseur de la tle à découper. Un premier inconvénient de ces tourelles connues est que chaque ensemble constitué par un poinçon et son dispositif dévètisseur est relativement compliqué à réaliser, que son montage est délicat, que la précision du poinçonnage est difficile à obtenir, que la fiabilité du système est faible et que,finalement, le prix de revient d'une tourelle équipée est élevé. Un deuxième inconvénient réside dans le fait que les déplacements de la tle en coordonnées orthogonales deviennent souvent difficiles et sont parfois impossibles en raison des déformations de la tôle au cours des poinçonnages successifs et concomitamment du faible jeu de passage existant entre les matrices et les dévêtisseurs conjugués qui sont éloignés de la tete de frappe de la presse. Un troisième inconvénient est que, malgré le soin apporté aux réglages, les plaques dévêtisseurs marquent les tôles sùrtout si celles-ci sont en alliages relativement déformables, tels que les alliages légers. Un quatrième inconvénient est qu'à chaque nouvelle série de poinçonnage, il faut régler tous les supports dévntisseurs de la tourelle, ce travail étant long et difficile à effectuer d'une façon uniforme. La présente invention se propose de remédier à tous ces inconvénients et d'apporter des avantages nouveaux à l'emploi des tourelles Conformément à l'invention, la tourelle comporte un plateau intermédiaire monté oscillant avec deux degrés de liberté sous le plateau porte-poinçons en un point situé sur l'axe de rotation de ce dernier; le plateau intermédiaire supporte, à l'aplomb des poinçons, des plaques devatis- seurs et presse-flan, ajourées au profil de ceux-ci; des-poussoirs dont une extrémité est retenue prisonnière du plateau intermédiaire sont guidés en translation dans le plateau porte-poinçons, parallèlement aux poinçons; une règle arquée est montée sous le bras supérieur du bati en col de cygne d proximité du coulisseau frappeur, pour Entre déplaçable parallèlement à ce dernier et est située à l'aplomb de la couronne circulaire du plateau portepoinçons sur laquelle les poussoirs sont répartis, la longueur de cette règle étant au moins égale à la distance séparant deux poussoirs consécutifs; un dispositif d'actionnement muni d'un organe de réglage de la position d'origine est interposé entre la règle et le bras supérieur du bute. Suivant une forme de réalisation préférentielle, le plateau intermédiaire présente en son centre une partie sphérique coopérant avec une cuvette, de préférence en élastomère, et est fixé à travers cette cuvette sur le plateau porte-poinçons; le dispositif d'actionnement de la règle est un vérin dont un élément (cylindre ou piston) est solidarisé du bras supérieur de bati et dont l'autre élément est muni d'une vis axiale réglable prenant appui sur ladite règle; les plaques dévetisseurfi sont en un élastomère dur. Cette tourelle est très facile à réaliser puisque le montage des poinçons est indépendant de celui des dévetisseurs presse-flan ainsi que de celui des poussoirs. La précision du poinçonnage est excellente, étant donné qu'elle ne dépend que du positionnement des poinçons relativement aux matrices, le dispositif dévEtisseur ne participant ni directement, ni positivement à la phase active de fonctionnement de ces poinçons. La fiabilité du système-est de toute évidence excellente. Quant au prix de revient, il est considérablement diminué en raison de la simplification des pièces, de la diminution de leur nombre, de la tolérance d'une faible précision d'ajustement et de la faible durée de la fabrication et du montage. Par ailleurs, le plateau intermédiaire occupe toujours une position inclinée du fait qu'il est articulé autour d'un point central fixe sous le plateau porte-poinçons et que sa partie périphérique voisine du coulisseau frappeur est écartée de ce dernier par la vis de réglage du vérin intervenant, par l'intermédiaire de la règle, sur les poussoirs situés à cet endroit. Dès lors, le jeu entre le plateau intermédiaire et le plateau portematrices n'est limité qu'à l'endroit du poinçonnage et croit au fur et à mesure qu'on s'en éloigne. Par conséquent, les déplacements de la ttle qui s'imposent entre deux poinçonnages successifs ne présentent aucune difficulté. De plus, le réglage du jeu est effectué à un endroit unique de sorte que le temps mort est réduit au minimum. En outre, étant donné que les plaques dévétlsseurs sont en un élastomère, il ne subsiste plus aucun risque de marquage des tales. Pour la même raison, la plaque dévEtisseur sélectionnée exerce sur la tle une pression uniforme tout autour du trou de la matrice correspondante; on constate alors que la ttle ne se déforme pas au cours du poinçonnage et qu'il en est de meme pendant que le poinçon est déchaussé de cette tale. Toujours en raison de la nature élastique des plaques dévetisseurs, il est possible de régler la pression de serrage de la ttle lorsque la plaque sélectionnée applique cette tOle- contre la matrice correspondante. En effet, bien que la pression d'alimentation du vérin soit constante, si l'on règle la vis de ce vérin amené en fin de course d'actionnement, de façon que le jeu entre cette plaque et la matrice soit inférieur à l'épaisseur de la tôle, ladite plaque se déformera et la pression de serrage sera sensiblement égale à la tension élastique de l'élastomère; la pression de serrage dépend donc du taux de déformation de la plaque et par conséquent du réglage de la vis.La force de serrage dépendant de cette pression et de la surface de contact, on peut donc amplifier l'action de réglage de la vis en conférant à la face inférieure des plaques une forme bombée convexe. Enfin, il est utile de rappeler que les presses poinçonneuses automatiques à tourelle comportent un dispositif à pinces permettant, entre deux poinçonnages successifs, de déplacer la tôle en coordonnées orthogonales sur une table à billes. Si un trou doit etre pratiqué à l'endroit où la ttle est prise, il est nécessaire de déplacer les pinces, mais il faut, pendant cette opération, immobiliser ladite tôle A cet effet, la presse est équipée d'un dispositif de reprise comprenant un plateau relevable au niveau de la table et deux vérins de blocage.La tourelle de l'invention permet de supprimer ce dispositif de reprise, puisqu'Il suffit de commander le vérin d'actionnement du plateau intermédiaire, en neutralisant le coulisseau frappeur, pour que la tOle soit fermement pincée entre au moins une plaque dévê- tisseur et au moins une matrice. Divers autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée,à titre d'exemple non limitatif, sur le dessin annexé. Sur ce dessin - la figure 1 est une élévation simplifiée et en partie arrachée montrant la tourelle conforme à l'invention, montée sur une presse à poinçonner possédant deux batis en col de cygne, - la figure 2 est une vue en plan relative à la figure 1 dont la périphérie est arrachée suivant la ligne II-II, - les figures 3 et 4 sont des coupes partielles prises, à plus grande échelle, suivant les lignes III-III et XV-IV respectivement de la figure 2 pour illustrer le montage (non représenté sur cette figure 2) des secteurs sur le plateau intermédiaire. Comme le montre la figure 1, la presse comprend deux batiks en col de cygne 1 et 2. Le bras inférieur 2 du bati principal 1 est muni d'une enclume 3, tandis que le bras supérieur 4 est équipé d'une tete de poinçonnage 5 actionnant un coulisseau-frappeur 6. Le bâti auxiliaire 2 contient une tourelle 7 composée de deux plateaux 8 et 9 portant en regard respectivement des poinçons 10 et des matrices 11. Le plateau porte-poinçons 8 est solidaire d'une broche centrale 12 montée tournante, par l'intermédiaire de roulements 13, dans un manchon 14 solidaire du bras supérieur 15 de ce bâti auxiliaire.D'une manière analogue, le plateau porte-matrices 9 est solidaire d'une broche centrale 16 montée tournante par l'intermédiaire de roulements 17 dans un manchon 18 solidaire du bras inférieur 19 dudit b ti auxiliaire, Les plateaux 8 et 9 s'étendent donc entre les bras 15, 19 et ménagent entre eux une fente 20 prévue notamment pour le passage des tales; Ils présentent une couronne dentée, non représentée sur le dessin, engrenant avec des pignons calés sur le meme arbre menant qui, lorsqu'vil tourne, entraîne en rotation synchrome ces plateaux; ceux-ci comportent des couronnes saillantes 21 et 22 coopérant avec des mâchoires de freins également non représentées; ils délimitent des logements 23, 24 répartis de la meme manière que les poinçons et matrices, ces logements coopérant avec des doigts 25,26 mus par un dispositif d'indexage non représenté. Suivant l'invention (figure 13, la tourelle comporte un plateau intermédiaire 27 disposé sous le plateau porte-poinçons 8 présentant, en son centre, une portée sphérique 28. Cette portée coopère avec une cuvette conjuguée 29, de préférence en élastomère, butant contre le plateau 8. Une vis 30 relie le plateau 27, à travers la cuvette 29, à une tige 31 s'étendant dans la broche creuse 12 et dont l'extrémité libre est rendue solidaire de celle de cette broche au moyen d'une bride 32, Ainsi, le plateau intermédia ire 27 peut être entraîné en rotation, grace à des moyens décrits ci-apres, par le plateau porte-poinçons 8, tout en restant libre d'osciller, gracie à la portée sphérique 28, autour de n'importe quel axe orthogonal à celui de la broche 12. Ainsi que cela ressort plus spécialement de la figure 2, le plateau intermédiaire 27 porte autant de plaques dvEtisseurs 33 que les autres plateaux sont munis de poinçons et de matrices, chaque plaque étant centrée sur l'axe du poinçon et de la matrice conjugués. En outre, les dimensions de ces plaques sont adaptées à celles des blocs-poinçons et des blocs-matrices. Les plaques dévêtisseurs 33 sont en un élastomère dur, tel que celui utilisé dans la technique dite "Emboutissage ou découpage au caoutchouc" mise en oeuvre pour les fabrications aéronautiques; la dureté de cet élastomère peut avantageusement titre de 1200 shore. Le montage des plaques 33 peut etre de n'importe quel type du moment que l'élastomère est contenu latéralement lors de sa déformation. Un mode d'exécution particulier répondant à cet impératif et permettant un changement rapide des plaques est illustré par les figures 2 à 4. Chaque plaque 33,qui délimite une ouverture centrale 34 adaptée au profil du poinçon correspondant, présente une rainure latérale 35 Le plateau intermédiaire 27 comporte des secteurs périphériques amovibles, au nombre de quatre dans l'exemple choisi et désignés par les repères 36.1 à 36.4. Ces secteurs sont en prolongement coplanaire du plateau qui les porte et leurs joints arqués 37 sont établis sur la directrice passant par les centres des plaques 33; ils présentent en regard des logement semi-circulaires 38 et 39 dans lesquels font saillie des languettes 40 et 41 (figure 3). Les secteurs 36.1 à 36.4 (figure 4) sOnt solidaires, à leurs extrémités, de glissières radiales 42 susceptibles d'etre introduites, par translation, dans des coulisses doubles 43 rapportées sur des pattes 44 du plateau 27 s'étendant entre ces secteurs; en outre, des verrous 45, à bille par exemple, assurent le maintien en place desdits secteurs. Pour monter les plaques 33, il suffit de les emboîter latéralement dans les logements 38 du plateau 27 en introduisant les languettes 40 de ce dernier dans les rainures 35 de ces plaques, puis de mettre en place les secteurs 36.1 à 36.4 en guidant leurs glissières extrêmes 42 dans les coulisses correspondantes 43; lors de cette translation qui conduit à ce que les logements 39 des secteurs coiffent les plaques 33 maintenues par le plateau 27, il faut introduire les languettes 41 de ce dernières dans les rainures latérales 35 desdites plaques; en fin de translation, les verrous 45 s'enclenchent, ce qui indique que toutes les plaques 33 sont convenablement entourées. Comme cela est précisé dans ce qui précède, il peut être avantageux que la face inférieure 46 de chaque plaque 33 soit légèrement bombée convexe. Les moyens d'actionnement du plateau intermédiaire 27 sont décrits maintenant en se référant aux figures 1 et 2. Des poussoirs 47 s'étendant parallèlement aux poinçons 10 sont répartis, à égale distance les uns des autres et en nombre suffisant, suivant une couronne circulaire centrée sur la broche 12 et située a l'intérieur et au plus près de celle définie par les poinçons et matrices conjugués (figure 2). Chaque poussoir 47 (figure 1) comprend une chape cylindrique 48 guidée dans un cylindre 49 du plateau porte-poinçons 8 et introduite dans ce dernier par-dessus. Cette chape est rendue solidaire, par vissage par exemple, d'une queue 50 faisant saillie sous le plateau 8 et introduite par dessous. La queue 50 est pourvue d'une tette proéminente 51 prisonnière d'une cage 52 rapportée et fixée sur le plateau intermédiaire 27. Un ressort 53 est interposé entre la cage 52 et ce plateau porte-poinçons 8 pour tendre écarter ce plateau intermédiaire 27. Les poussoirs 47, bien que mobiles axialement, réalisent un accouplement permanent des deux plateaux 8 et 27. leurs chapes 48 sont munies de roulettes folles 54 susceptibles, lors de la rotation de ces pla teaux, de venir se placer sous une règle arquée 55, La règle 55 (figure 2) est arquée concentriqùeaent a la broche 12 et située å l'aplomb de la couronne définie par les poussoirs 17. A ses extreités, elle est solidaire de deux flasques 56,57 s'étendant de part et d'autre du bras supérieur 1S du btti 2; ces flasques sont montés pivotants autour d'axes 58 portés par le manchon 14 de ce bras. il est intéressant de remarquer que, dans le plan défini par l'axe de rotation 59 de la tourelle et l'axe de frappe 60, les points situés sur la ligne des axes 58, la ligne de contact de la règle 55 avec les roulettes 54 des poussoirs, la ligne de contact du plateau intermédiaire 27 avec les toutes 51 de ces poussoirs et le centre de la portée sphérique 28 dudit plateau, constituent les sommets d'un quadrilatère déformable aussi proche que possible d'un parallélogramme, Grtce å cela, la ligne de contact des roulettes 54 avec la règle 55 se déplace radialement d'une mesure pratiquement négligeable lorsque l'incli naison du plateau intermédiaire 27 varie pour régler le jeu. Le dispositif d'actionnement de la règle 55 permettant, non seulement, de régler le jeu et ainsi la pression de serrage du flan, mais également de constituer une butée pour déchausser le flan après poinçonnage, comprend un vérin 61 (figure 1), de préférence hydraulique, monte sous une console 62 du bras 15 reliée au manchon 14 par une nervure de renforcement 63. Ce vérin coopère avec un ressort de rappel 64 interposé entre la console 62 et une patte 65 solidaire d'une traverse 66 reliant les flasques 56,57. Dans l'exemple représenté, l'élément mobile du vérin est le piston, de sorte que le cylindre est fixé sous la console 62. Dans ces conditions, une vis 67 coopère avec piston dudit vérin et bute contre la traverse 55 Ainsi, en manoeuvrant la vis 67 lorsque le piston du vérin est en fin de course d'actionnement, on règle le jeu entre la plaque 33 et la matrice 11 sélectionnées, puisque la traverse 55 sur laquelle cette vis intervient déplace plus ou moins le ou les poussoirs 47 correspondants, A cet effet, ladite vis 67 est solidaire d'un pignon 68 relié par une channe sans fin 69 à un pignon de commande 70 calé sur l'arbre 71 d'un volant de manoeuvre 72 accessible hors du bras 15, cet arbre étant monté fou dans des pattes 73 de ce dernier (figure 2). Pour régler le jeu de passage d'une tôles on manoeuvre le volant 72, ce qui a pour effet d'incliner le pl#ateau intermédiaire 27. Lorsque le jeu est satisfaisant et qu'une tôle est en place, la commande de la presse provoque l'actionnement du vérin 61 et de la tête de poinçonnage 5. Le piston du vérin 61 descend et repousse, par l'intermédiaire de la règle 55 et du ou des poussoirs 47 amenés à son contact, la plaque 33 sélectionnée qui presse la tôle contre la matrice 11 conjuguée. Le coulis seau frappeur 6 descend et entraîne le poinçon 10 conjugué qui perfore la tôle. Ce coulisseau frappeur remonte en entraînant le poinçon et la tôle maintenue par la plaque 33 se déchausse de ce dernier. Le piston du vérin 61 remonte à son tour et, en raison de l'intervention du ressort 64, le jeu réapparait. Dès lors, la tourelle 7 peut titre mue en rotation pour amener, entre le coulisseau 6 et l'enclume 3, le nouvel équipement sélectionné (poinçon 10 - plaque 33 - matrice 11) pendant que la tôle est déplacée par le dispositif qui l'a initialement prise en charge, jusqu'à ce que l'endroit de cette tôle où la nouvelle perforation doit etre pratiquée soit parvenue sous l'axe 60. L'invention n'est pas limitée-à la forme de réalisation représentée et décrite en détail, car diverses modifications peuvent y etre apportées sans sortir de son cadre. Les perfectionnements, objet de l'invention, sont applicables aux presses poinçonneuses et/ou grignoteuses équipées d'une tourelle porteoutils disposant de moyens dévetisseur et presse-flan, de préférence aux presses automatiques et programmée8. REVENDICATIONS 1. Tourelle porte-outils pour presses poinçonneuses ou grignoteuses, comprenant deux plateaux écartés l'un de l'autre, supportant en regard des poinçons mobiles et des matrices fixes, montés tournants de façon coaxiale respectivement sur les deux.bras d'un-bati en col de cygne et susceptibles d'étire mus en rotation synchrone par un dispositif d'entrainement amenant sélectivement les jeux de poinçons et de matrices conjuguées entre un coulisseau frappeur et une enclume, caractérisé - en ce qu'elle comporte un plateau intermédiaire monté oscillant avec deux degrés de liberté sous le plateau porte-poinçons en un point situé sur l'axe de rotation de ce dernier, - en ce que le plateau intermédiaire supporte, à l'aplomb des poinçons, des plaques dévttisseurs et presse-flan, ajourées au profil de ceux-ci, - en ce que des poussoirs, dont une extrémité est retenue prisonnière du plateau intermédiaire, sont guidés en translation dans le plateau porte-poinçons, parallèlement aux poinçons, - en ce qu'une règle arquée est montée sous le bras supérieur du bati en col de cygne à proximité du coulisseau frappeur pour Etre dépla çable parallèlement à ce dernier et est située à l'aplomb de la couronne circulaire du plateau porte-poinçons sur laquelle les poussoirs sont répartis, la longueur de cette règle étant au moins égale d la distance séparant deux poussoirs consécutifs, et - et ce qu'un dispositif d'actionnement muni d'un organe de réglage de la position d'origine est interposé entre La règle et le bras supérieur du bazti. 2. Tourelle selon la revendication 1, caractérisée en ce que le plateau intermédiaire présente en son centre une portée sphérique coopérant avec une cuvette, de préférence en élastomère > et est fixé à travers cette cuvette sur le plateau porte-poinçons, de façon que ledit plateau intermédiaire soit inclinable. 3. Tourelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que chaque poussoir est muni, à son extrémité libre, d'une roulette susceptible de venir se placer sous la règle arquée d'actionnement 4 Tourelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la règle est solidaire de deux flasques disposés de part et d'autre du bras supérieur du bati-et articulés sur ce dernier suivant un axe géométrique orthogonal à l'axe de rotation de la tourelle, les points situés dans le plan défini par cet axe de rotation et l'axe de frappe, sur l'axe d'articulation des flasques, la ligne de contact des poussoirs avec la règle, la ligne de contact de ces poussoirs avec le plateau intermédiaire et le centre du pivot de ce dernier, constituant les sommets d'un quadrilatère déformable se rapprochant d'un parallélogramme. 5. Tourelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que le dispositif d'actionnement de la règle est un vérin dont un élément (cylindre ou piston) est solidaire du bras supérieur de bâti et dont l'autre élément est muni d'une vis axiale réglable prenant appui sur ladite règle. 6. Tourelle selon la revendication 5, caractérisée en ce que la vis de réglage précitée est reliée par une transmission à un organe de manoeuvre porté par le bras supérieur du bati à un endroit facilement accessible. 7 Tourelle selon les revendications 4 et 5 ou 4 et 6, caractérisée en ce que le dispositif d'actionnement de la règle comporte également un ressort de rappel interposé entre le bras supérieur du bati et une traverse reliant les flasques-supports de cette règle. 8. Tourelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que chaque poussoir est monté coulissant suivant une course limitée dans le plateau porte-poinçons, au moins un ressort étant interposé entre celui-ci et l'extrémité de ce poussoir prisonnière du plateau intermédiaire. 9. Tourelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que les plaques dévêtisseurs et presse-flan sont en un élastomère dur. 10. Tourelle selon la revendication 9, caractérisée en ce que la face inférieure de chaque plaque précitée est légèrement bombée convexe. 11. Tourelle selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce que les plaques précitées sont reliées, de façon démontable, au plateau intermédiaire par des emboîtements latéraux mftîes-femelles et en ce qu'à cet effet des demi-logements sont ménagés respectivement dans ce plateau et dans des secteurs périphériques rapportés en prolongement coplanaire de celui-ci par coulissement dans des glissières et par blo cage au moyen de verrous.