Brevet FR2314824A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne les machines du type : presse, permettant le poinçonnage, le découpage et le formage des métaux et autres matériaux. Les machines connues de ce genre, spécialisées dans le poinçonnage des tôles planes, et celles, spécialisées dans le découpage et le formage, ne peuvent, chacune, et inversement, remplir les fonctions de l'autre type de machine La première catégorie, celle des poinçonneuses, est limitée en course, ce qui interdit le poinçonnage des matériaux épais et les opérations d'emboutissage. La seconde catégorie, machines è découper et emboutir, ne possède pas un col de cygne permettant le passage des tôles planes de grandes dimensions, en outre, ce modèle de machine est rarement équipé de dispositif a changement rapide d'outils. La machine suivant l'invention permet de pallier ces inconvénients. Dans celle-ci, en effet, l'utilisation d'une broche commandée hydrauliquement permet de fournir un effort constant quelle que soit l'épaisseur à poinçonner; les seules limites étant la résistance du poinçon et la force nominale de la broche. La grande course de cette broche permet l'emboutissage semi-profond. Le dispositif de changement rapide, dont elle est munie, ainsi que le coulisseau coaxial permet de passer sans transition d'un mode de travail à un autre, tout en utilisant des outils très simples. Le col de cygne profond autorise le poinçonnage de tôles planes de grand format. La machine objet de l'invention comporte un bâti rigide à col de cygne profond, une table centrale fixe démontable, deux tables latérales, un dispositif de guidage reproducteur lxl, une broche porte-outil, un ensemble de commande et d'asservissement électro-hydraulique. Le bâti mécano-soudé, étroit, en col de cygne profond, supporte ou cantient, les éléments décrits ci-après. La table centrale fixe, démontable, comporte un alésage dont l'axe est rigoureusement centré sur celui de la broche, cet alésage permet l'alignement matrice-poinçon et le passage des débouchures de poinçonnage ou des pièces embouties. Un trou d'indexage est prévu pour permettre l'orientation des matrices pour trous ou pièces non circulaires. Cette table comporte des rainures permettant la fixation des outils classiques. Elle porte sur sa face inférieure les moyens de fixation rapide d'un dispositif de contre-pression, adaptable pour les opérations de cambrage ou d'emboutissage inversé. Ce dispositif est alimenté par l'accumulateur oléo-pneumatique qui contient la serve d'énergie utilisée par la serra-flan annulaire de la b---oc5e d C-' ' ci-après. et ~e; cables latérales nt p--~r sut d~ s:~ps--~e-- les '- '-5F -- -~- @@ingonner ainsi que les gabarits du reproducteur Ixl. Elles servent également de magasins pour les éléments standards de la machine : porte-matrices, éjecteurs, poinçons et matrices d'utilisation courante. Selon une autre réalisation, ces tables sont escamotables par pivotement autour d'un axe fixé sur le bâti, permettant de travailler sur des pièces en volume. Le dispositif reproducteur lxi est un ensemble de règles quadrangulaires coulissant sur des éléments à billes, la règle longitudinale porte les moyens de fixation des tôles à poinçonner. Il comporte des règles graduées permettant, soit le poinçonnage unitaire de tôle, soit la fabrication des gabarits de reproduction. Selon une autre réalisation, des lecteurs de position transmettent des informations à un double affichage digital, permettant la lecture en direct des dimensions à réaliser en X et Y. Ce dispositif de reproduction, selon une autre version, est mécanisé et asservi par une armoire à commande numérique point à point. La broche porte-poinçon est la tige principale d'un ensemble de cylindres et pistons coaxiaux de diamètres différents, assurant : les courses rapides de montée et de descente, la force de travail ainsi que l'action d'un coulisseau annulaire coaxial à la broche, transmettant les forces nécessaires pour assurer le dégrafage des tôles pour le poinçonnage, ou de presse-flan pour l'emboutissage. Les particularités de cette broche sont : sa grande course et le mode d'action de son coulisseau, dont la chambre de pression est comprise entre la face inférieure du piston de travail et la face supérieure du coulisseau. Cette chambre de pression accompagne la broche pendant sa descente, son volume ne varie que lorsque le coulisseau est arrêté et que la broche continue sa course de descente.La pression dans cette chambre provient d'un accumulateur oléo-pneumatique, elle est transmise par un orifice aménagé à travers la paroi du cylindre. Selon une autre réalisation, la pression utile dans cette chambre provient d'un circuit secondaire de la pompe. Selon une autre conception, le vérin de montée et descente rapide est non coaxial mais superposé au vérin de travail, dans ce cas la pression dans la chambre du coulisseau est transmise, soit à travers la paroi du cylindre, soit à travers une tige creuse liant le piston de travail au piston de course rapide, cette tige débouche à l'extérieur et est reliée à la source de pression. L'estrémité de cette broche comporte un dispositif de changement rapide des outils du type à clavette plate.Sur la face inférieure de la broche une rainure raciale permet T'indexage des poinçons de forme. L'ensemble é1#c#:o-i-i-Mraulique de commande et d'asservissements permet as fonctions suiv nte, 2 la croche Commande coup par coup Commande automatique Commande par pédale Commande bi-manuelle Commande manuelle par l'intermédiaire du dispositif de repérage du reproducteur Grande course (pour emboutissage et changement d'outil} Petite course (pour poinçonnage) Sélection des différents types de commande La présente invention va maintenant être décrite plus en détail en se référant aux figures jointes qui sont relatives à des exemples non limitatifs de réalisations de machines conformes à l'invention, et parmi lesquelles g. :: Est une vue en élévation droite de la machine. Fig. 2 Est une vue en élévation de face de la machine. Fig. 3 Est une vue en plan de la machine. Fig. 4 Est une coupe longitudinale de la broche. Fig. 5 à 9 Sont des coupes longitudinales d'autres réalisations de la broche. Fig. 10 Est un schéma hydraulique assurant les commandes de la broche. Fig. 11 Est un schéma électrique assurant les asservissements des organes hydrauliques. Fig. 12 Sont deux 1/2 vues de deux outils de poinçonnage types. Fig. 13 Sont deux 1/2 vues de deux outils d'emboutissage types. Telle qu'elle est représentée la machine comporte un bâti à col de cygne 1, une table centrale démontable 2, une table fixe solidaire du bâti 3, une table latérale gauche 4, une table latérale droite 5, un dispositif de guidage à coordonnées rectangulaires reproducteur 1x1 - 6, une broche à commande hydraulique 7. La bruche reçoit son énergie motrice par l'intermédiaire d'un ensemble de pistons, le piston 8, de petit diamètre, assurant les déplacements rapides, le piston 9, la force de travail et le piston 10, la force de dégrafage ou de presse flan suivant l'utilisation. Le piston 9 se déplace d'une part dans un cylindre 11 pratiqué dans la partie supérieure du corps de vérin 12 et d'autre part autour du piston 8, lequel est logé dans un cylindre 13 aménagé dans le piston 9. Le piston 3 est fixé par un prolongement 14 de sa tige sur le fond de cylindre 15-cu'i# traverse et débouche à l'exterieur du corps s venu. Le piston coulisseau annulaire 19 se déplace d'une part dans 6 en cylindre 16 pratiqué '6 pratiqué ns la parte inférieure du cors ce serin et Les pistons 8 et 9 agissent par l'action d'un fluide provenant d'un groupe électro-pompe 17, il aboutit respectivement aux orifices 18 et 19 Situés sur le prolongement 14 de la tige du piston 8 et à l'orifice 20 aménagé sur le fond de cylindre 15, provoquant par 18 la descente rapide, par 19 le retour rapide et par 20 la génération de la force de travail.Le passage 21 pratiqué latéralement dans la partie inférieure du cylindre 11 met en communication libre la chambre 22 avec la bache 23 assurant ainsi la lubrification du piston 9. Le piston c#oulisseau annulaire 10 exerce sa force de travail par l'intermédiaire du fluide précomprimé provenant de l'accumulateur hydro-pneumatique 24, qui aboutit à la chambre de pression 25 par l'orifice 26 aménagé dans la paroi inférieure du corps de vérin 12. L'extrémité de la broche 7 présente un épaulement 27 assurant la retenue du coulisseau 10 et porte un dispositif 28 de changement rapide des poinçons à clavette plate 29. Sur la face inférieure de la broche la rainure radiale 30 permet l'indexage des poinçons de forme. Le piston 9 porte une tige 31 disposée latéralement qui traverse le fond de chambre 15 et assure l'immobilisation en rotation de la broche 7, immobilisation indispensable dans le cas d'utilisation de poinçons et matrices de forme. Cette tige par l'intermédiaire du renvoi 32 entraîne la colonne 33 sur laquelle est montée une came réglable 34 commandant les micro-contacts de fin de course 35, 36 et 37. Le groupe électro-pompe 17 et les asservissements hydrauliques sont logés dans le bâti. Leur détail fonctionnel fait l'objet du schéma selon la fig. 10 et comprend à partir d'une hache 38, le groupe électro-pompe 17, dont la pompe est reliée à une valve de sécurité 39, à un régulateur basse-pression pour circuit pilote 40, à un clapet anti-retour basse-pression 41, en aval duquel est placé le distributeur piloté à commande électrique à centre normalement fermé 42, celui-ci est relié, d'une part à la chambre de montée 43 de l'ensemble piston 8, et, d'autre part, à la chambre de descente rapide 44 du piston 8, ainsi qu'à la chambre de puissance 45 du piston 9.Sur ce dernier parcours sont installés, un clapet anti-retour haute-pression 46, une valve de séquence 47, un clapet anti-retour haute-pression piloté 48, deux amortisseurs de détente 49, ainsi- qu'une hache en charge 23. La chambre 25 de pression du coulisseau 10 est alimentée par l'accumulateur oléo-pneumatique 24, lequel alimente également le dispositif de contre-pression 50. Lorsqu'un ordre de descenre est transmis a l'électro-distributeur 42 le ffi-#ffi-de de la os --t' as d dans la el-e-^-~e ~!e: 1 l'ensemble ruche 7 et cou sceau C ~ se déplace verticalement 2 22 et et @@ 'a chambre 45 se remplit par aspiration, la chambre 25 accompagne la broche 7 dans son mouvement. Lorsque celle-ci rencontre un obstacle la pression augmente en 44 ce qui a pour effet de déclencher l'action de la valve de séquence 47 et d'admettre du fluide haute-pression côté chambre 45, bloquant simultanément l'admission par le clapet 48. La haute-pression ainsi admise en 45 fournit à la broche la force nécessaire pour accomplir l'opération demandée.Le coulisseau 10, ayant de son côté rencontré, par l'intermédiaire d'un presse flan, la pièce à serrer assure l'effort complémentaire de maintien, pendant toute la course de descente de la broche. Lorsque la course retour est commandée par un ordre inverse à l'électro distributeur 42, les chambres 44 et 45 sont mises en vidange, la chambre 43 est mise en pression et assure le retour de la broche. Le coulisseau 10 continue d'exercer sa force tant que l'épaulement de la broche ne l'a pas ramené, pendant cette période, il assure une opération de dégrafage. Un circuit secondaire 51 partant du distributeur à commande électrique 52 situé en amont de l'électro-distributeur 42, traverse un étrangleur réglable 53 et double partiellement le circuit alimentant la chambre de descente 44. Après #xcitation du solénoide du distributeur 52 et commande de l'électro- distributeur 42 le fluide dirigé sur le circuit 51 provoque une descente très lente de la broche 7, utile pour les opérations de montage et réglage particulières aux outils classiques. Les organes de commande électrique des asservissements hydrauliques font l'objet du schéma suivant la fig. 11. Les sélecteurs et relais sont logés dans un coffret pupitre 54, placé dans une des tables latérales, les autres élé- ments sont répartis suivant leur mode d'action à l'endroit propice pour capter l'information, c'est le cas des micro-contacts 35, 36 et 37 qui sont sollicités par la came 34, ou des organes de commande manoeuvrés par l'opérateur tels que la pédale 55, le pointeau de reproduction 56, la double commande 2anue'- le 57. Les commutateurs de sélecticu logés dans le coffret 54 sont au nombre de trois et ont pour objet : le choix du type de commande par le commuta- teur 58. le choix du mode de fonctionnement automatique ou au coup par coup par le commutateur 59. le choix du type de course, grande ou petite suivant le travail è effectuer à l'aide du commutateur 60. Le bouton poussoir 61 permet par une simple impulsion de placer la broche an position haute, en arrêt sur le micro-contact 37, ce qui facilite le chan- gement d'outil. e relais s e @@ ce sont ce du type bi-stables , le Se rele's e- o c retombant à la coupure. Ils sont également logés dans le coffret 54. Ils ont pour but la commande de l'électro-distrihuteur 42, la combinaison des circuits interdisant les fausses manoeuvres. L'inverseur 65 commande l'excitation du solenoide du distributeur électrohydraulique 52, cette manoeuvre permet la dérivation du fluide hydraulique sur le circuit secondaire de freinage de la broche. Suivant le mode de travail choisi les commutateurs 58, 59 et 60 sont placés sur les positions correspondant au choix. Ensuite la manoeuvre de l'organe de commande sélectionné fait mouvoir la broche soit en coup par coup soit en automatique comme cela a été affiché au départ. Il est à noter que, dans un but de sécurité, l'interruption de la commande pendant la descente arrête la broche dans sa course de descente, mais est sans effet à la remontée. Le changement d'outil se fait en position haute de la broche après avoir effectué une impulsion brève sur le bouton poussoir 61. Ensuite l'action de l'organe de commande ramène la broche à la position de travail sélectionnée par le commutateur 60. Les matrices 66 et 67, les porte-matrices 68 et 69 des outils types sont simplement posés, et centrés par la table 2. Les poinçons 70, 71, 72 et 73 sont centrés par un alésage 74 aménagé dans le dispositif 28 terminant la broche 7. Ils sont retenus par la clavette plate coulissante 29, la retenue se faisant sur une gorge 75 aménagée dans la tête du poinçon. La clavette 29 est indexée dans chacune de ses deux positions par un doigt à ressort. Les dégrafeurs 76 et 77, les presse-flans 78 et 79 sont enclenchés sur le coulisseau 10 et sont retenus par des doigts à ressort 80. Les porte-matrices ainsi que les dégrafeurs de poinçonnage sont des élé- ments standards réalisés en nombre très limité. Six modèles de chaque sorte assurent la complémentarité à tous les poinçons et matrices jusqu'à un diamètre de 100 mm. Dans la variante représente à la figure 5, le piston 8 et le cylindre 13 sont disposés au-dessus du corps de vérin 12 et la tige 31 est centrale. Cette tige est creuse et par son conduit interne assure la liaison entre la source de pression extérieure 24 et la chambre de pression 25 par l'intermédiaire d'un conduit 81 aménagé dans le piston 9. Dans la variante représentée à la figure 6, la géométrie générale est semblable à celle de la figure 5 mais la tige centrale 31 est pleine et la liaison entre la chambre de pression 25 et la source de pression extérieure 24 se fait par l'intermédiaire de l'orifice latéral 26 aménagé dans la partie inférieure du corps de vérin 12. Dans la variante représentée h la figure 7 la chambre de pression 25 est logée dans le piston 9 et elle est alimentée en énergie hydraulique par l'intermédiaire du conduit interne de la tige creuse centrale 31 solidaire de la broche et du passage 81 aménagé dans le haut de la broche 7. Dans la variante représentée à la figure 8 la chambre de pression 25 située entre le piston 9 et le coulisseau 10 est alimentée en énergie hydraulique par l'intermédiaire du conduit interne de la tige creuse centrale 31 solidaire du piston 9 et du passage 81 aménagé dans la broche 7. Dans la variante représentée à la figure 9 la chambre de pression 25 située entre le piston 9 et le coulisseau 10 est alimentée en énergie hydraulique par l'orifice latéral 26 aménagé dans la partie centrale du corps de vérin 12. La tige centrale 31 est pleine et solidaire du piston 9. ans toutes les versions la tige 1 assure l'iccrobilisation en rotaton de la breene 7 par sa liaison avec le renvoi 32, la colonne 33 et le palier 82 solidaire du bat 1. Les broches selon les figures 4, 5 et 6 fonctionnent avec les moyens mis en oeuvre dans le schéma hydraulique figure 10, en particulier une seule pompe 17 assure les mouvements de descente et montée rapine ainsi que la force de travail. Les broches selon les figures 7, 8 et 9 qui ne comportent pas de piston de descente et montée rapides fonctionnent soit avec une seule pompe hautepression à grand débit, soit à l'aide de deux pompes, l'une basse-pression et à grand débit assurant les mouvements rapins, l'autre haute-pression et à faible débit assurant la force de travail. La machine obJet de l'invention parut entre utilisée aussi bien pour le poinçonnez E tales en panneau que pour le cacsupage, l'emboutissage ou autre opération habituellement effectue sur une presse Elle utilise des outils très simples et rapidement interchangeables. Elle permet de passer sans transition d'un mode de travail à un autre et convient donc parfaitement pour la fabrication économique de pièces produites en petites GU moyennes séries répétitives, pour les pré-sérles ou la fabrication de prototypes. REVENDICATIONS 1. Machine permettant Le poinçonnage de tôles en panneaux de grandes dimensions, le découpage de flans, l'emboutissage de ceux-ci, ainsi que le montage et l'utilisation d'outils de presses classiques, caractérisée par le fait qu'elle comporte une broche porte-poinçons 7 à changement rapide, permettant d'effectuer par l'intermédiaire d'un coulisseau presseflan 10 coaxial à grande course, alimenté en énergie hydraulique, le dégrafage, dans le cas du poinçonnage, ou l'effort de presse-flan, dans le cas de l'embou- tissage. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la chambre de pression 25 qui assure au coulisseau 10 sa force de travail est située autour de la broche, et est limitée dans sa partie supérieure par le piston de travail 9 et dans sa partie inférieure par le coulisseau presse-flan 10, lequel est retenu en position par un épaulement 27 de la broche, en ce que le volume de cette chambre 25 est constant pendant la course de descente de la broche, la pression de cette chambre 25 poussant le coulisseau 10 vers le bas contre un épaulement 27 de la broche, ce volume ne diminuant que lorsque le coulisseau rencontre une résistance qui est l'objet du travail qu'il doit fournir. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la chambre de pression 25 du coulisseau 10 est reliée à une source de pression par un orifice latéral 26 au corps de vérin 12 dans lequel circulent le piston et le coulisseau. 4. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé par le fait que la chambre de pression 25 du coulisseau 10 est reliée à une source de pression par l'intermediaire d'un conduit aménagé dans une tige axiale, creuse, solidaire du piston, lequel est percé d'un passage 81 qui se prolonge jusqu'à la chambre de pression, cette tige sortant à l'exté- rieur du cylindre portant en outre les moyens de commande des asservissements.