Brevet FR2424810A1 — publié le 19791130

La présente invention concerne une machine de poinçonnace et,~ plus particulièrement, une machine de poinçonnage qui permet un échange rapide d'outils dont la course est limitée pendant l'op-- ration de poinçonnage. I-1 existe dans l'art antérieur un grand nombre de machines de poinçonnage répondant à des besoins divers qui utilisent au moins partiellement, des outils très complexes. Les machines de ce genre sont très bien adaptées aux fabrications en serie, car dans ce cas, le rapport entre le temps de réglage de la machine et le temps de poinçonnage est raisonnable#. Pour éviter des accidents, différents procédés de protection sont utilises, qui sont très efficaces lors du fonctionnement normal de la machine, mais qui le sont moins pendant son réglage. En dehors des grandes -séries, il y a toujours de petites séries et de très petites séries de travaux de poinçonnage qui sont exécutées en faisant appel à d'autres techniques, techniques qui ne sont pas particulièrement adaptées à ce type de travaux, en partie par suite du manque de machines de poinçonnage adéquates ou en partie par suite des dépenses importantes nécessitées par le réglage d'une machine disponible. tes machines de poinçonnage qui comportent un certain nombre d'outils standard disposés sur une table ronde conviennent à l'execution de travaux de poinçonnage en petites séries. Des machines de poinçonnage de ce type sont très coûteuses et prennent de la place, et les poinçons et les matrices des outils de poin çonnage nécessaires doivent être reliés par un étrier qui limite le porte-à-faux de l'estampage. Avec des machines de ce type, il existe le risque important que, dans le cas de très petites séries, l'opera- teur utilise n'importe quelle sorte d'expédient dangereux. Les inconvénients précédents, en particulier dans le cas de petites séries, peuvent être évités par une machine de poinçonna- ge qui fonctionne avec des outils rapidement interchangeables et qui est conçue de façon que la distance entre l'outil arracheur et la matrice soit supérieure à l'épaisseur de la tôle à poinçonner d'une très faible valeur, de sorte qu'il n'y a sensiblement aucun risque d'accident et que des dispositifs de protection coûteux sont évités. La présente invention a par conséquent pour objet de prévoir une m > - chine de poinçonnage de ce type. Le présent objet est atteint grâce aux caractéristiques qui sont indiquées dans la première revendi- cation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrintion détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitati en se reportant aux figures annexées où La figure 1 représente une vue en coupe d'un plongeur d machine d'estampage ta figure 2 représente une vue en coupe d'une partie de la table dlune machine de poinçonnage La figure 3 représente unevue, en partie en coupe, d'un ensemble d'outillage constitué d'un poinçon, d'une matrice et d'un outil arracheur ; La figure 4 représente un élément encastré de poinçon selon la figure -3 qui est inséré dans un plongeur selon la figure 1 ; La figure 5 est une vue en plan et une vue de côté d'un adapteur qui permet de compenser le meulage du poinçon ; et La figure 6 représente une vue en coupe de l'agencement hydraulique à plongeur permettant la course du plongeur. La figure 1 représente l'extrémité inférieure du plongeur d'une machine de poinçonnage (non représentée) qui comporte un support de machine en forme de C reliant un ensemble à plongeur supérieur à une commande hydraulique par un câble inférieur et supportant la force de découpage. Comme cela est courant dans les machines de ce type, un cylindre hydraulique est fixé au support de machine, dont le piston est prévu pour déplacer le plongeur vers le haut et vers le bas à la manière du verrouillage d'un gabarit. La machine de poinçonnage selon la présente invention est conçue de façon que les opérations de poinçonnage soient exécutées économiquement dans le cas de très petites séries, ou meme dans le cas de pièces unitaires. I1 est évident que cela n'est possible que si les temps de montage sont très courts lors d'un échange d'outils, et la conception de cet- te machine est telle qu'aucun dispositif extérieur de protection de l'opérateur n'est nécessaire. Cette dernière condition n'est possible que lorsque, lors des opérations de poinçonnage, la distance en- tre le serre-flan ou l'outil arracheur et la matrice a une valeur telle qu'il n'est pas possible d'introduire un doigt entre eux. Pour y parvenir, il est nécessaire de prévoir une limitation sure de la course. Si une durée de montage inférieure à une minute est cons- dérée comme raisonnable, il est évident que l'utilisation d'outils à main lors d'un échange d'outils doit être évitée. En liaison avec les figures 1 à 5, le dispositif d'échange d'outils de cette machine de poinçonnage sera décrit en détail. De façon à permettre un échange sans outils à main, le poinçon et la matrice sont disposés tous deux sur des extracteurs d'outil qui peuvent être insérés, respectivement, dans des pièces correspondantes du plongeur et de la table. La figure 1 représente une vue en coupe de l'élément de reception du poinçon dans le plongeur. L'extrémité inférieure du plongeur comporte une rainure 2 en forme de T, dans lequel un extracteur de poinçon 3 (représenté en détail dans la figure 4) peut être inséré contre une butée non représentée. Comme les positions respectives du poinçon et de la matrice doivent etre fixées avec exactitude, une broche 4 est prévue qui est insérée dans un trou correspondant de l'extracteur par un piston hydraulique non représen te. Dès l'insertion, l'extracteur peut être fixé. La fixation de l'extracteur de poinçon est exécutée grâce à la tension d'un ressort. La tension d'un empilage de ressorts à lame 7 est transférée à une cheville 5 qui comporte un évidement 6 ayant une forme correspondant à l'évidement côté gauche de la rainure 2 en forme de T qui assujettit la couronne en saillie (figure 3) de l'extracteur. Cette fixation est libérée hydrauliquement grâce à un système où, par l'intermédiaire d'un tube 10, un fluide hydraulique pressurise agit sur un piston 8 qui bute contre la cheville 6, le piston étant rendu étanche par un joint 9 qui appuie sur son cylindre. t'extrémité d'une vis 11, en s'engageant dans une gorge de la cheville 6, évite sa rotation. Un agencement identique comprenant les parties 5 à 11 est également prévu pour l'évidement du côté droit. On remarquera en outre qu'une plaque 12 fixée avec des vis 13 sert de plaque d'usure interchangeable pour le transfert de la force de poinçonnage. La figure 2 représente une vue en coupe de l'élément de reception de matrice de la table. La table 21 comporte une rainure 22 en forme de T, dans laquelle un extracteur de matrice 23 comprenant une matrice 24 peut être inséré contre une butée non représentée, la surface supérieure de la matrice étant au même niveau que la surface supérieure 25 de la table. Comme cela a été indiqué pour l'extracteur de poinçon, on a également prévu un dispositif de position nement (non représenté) # qui comprend une cheville amovible hydrauliquement dans la table et un alésage correspondant dans l'extracteur de matrice. La fixation de l'extracteur de matrice est également obtenue par la tension d'un ressort. La tension d'un ressort hélicoïdal 26 agit sur un manchon 27 qui la transfert à son tour à un agencement à cheville 28 située dans une saillie 29 d'une griffe de fixation 30 qui pivote autour d'un axe 31. Une saillie 32 de la griffe 30 transfert directement la tension du ressort~26 à la matrice 24. En outre, la matrice 24 peut être placée dans l'extracteur de matr- ce sans qu'il soit nécessaire de faire appel à un moyen supplémentaire pour relier la matrice à l'extracteur à la manière d'un verrouillage de gabarit. Pour libérer la fixation, la force s'opposant au ressort 26 est fournie par un piston hydraulique 33 pivotant sur l'extrémité de la griffe 30 opposée à la saillie 32, piston qui est rendu étanche par des joints 35 et 36 et reçoit un fluide hydraulique préssurisé par l'intermédiaire d'un tube 34. D'après la description précédente, on peut voir que l'extracteur de poinçon et l'extracteur de matrice sont tous deux fixés grâce à la tension de ressorts. Une panne de l'alimentation en fluide de hydraulique sous pression de ces fixations conduit seulement à l'impossibilité de sortir les extracteurs de la machine, mais des situations dangereuses dues à des outils non fixés ne peuvent se produire. La figure 3 représente schématiquement un jeu d'outils permettant un découpage quadratique ou rectangulaire d'une tôle. Les parties d'outil permettant un découpage spécifique sont représentées en trait plein, alors que les parties utilisables couramment pour tous les outils ou pour une partie des outils sont représentées en trait mixte. L'extracteur de poinçon 3 comprend un poinçon 41 et un outil arracheur 42 comme pièces permettant un découpage spécifique, alors que l'extracteur de matrice 23 comprend seulement la matrice 24 comme pièce spécifique, matrice qui forme avec la partie debase 24', utilisable pour toutes les matrices, l'extracteur complet de matrice 23, des entretoises étant, si nécessaire, placées entre la matrice 24 et la base de matrice 24' de façon à compenser la rectification de la matrice. La force de découpage est transférée du plongeur 1, par l'intermédiaire de la plaque 12 déjà citée, à une entretoise 43 représentée dans les figures 4 et 5, qui sert à compenser les dif- rences de longueurs des poinçons dues à leur meulage. Pour cette raison, on a prévu dans un jeu d'outils un certain nombre d'entretoises de ce type qui comportent une marque indiquant la distance entre l'évidement découpé et l'une des faces extrêmes. Par conséquent, il est seulement nécessaire de mesurer la longueur du poin çon pour choisir l'entretoise correcte, de sorte que malgré une course constante, la plongée du poinçon dans la matrice sera toujours la même.L'entretoise comprend à son extrémité supérieure une surface qui reçoit la force de poinçonnage et à sa partie inférieure un élé- ment à baïonnette 51 dans lequel peut être insérée une tête 41' du poinçon. Le poinçon 41 et les entretoises appariées 43 sont insérés dans un alésage 49 de l'extracteur 3 qui comporte une saillie cylindrique 48. La saillie 48 est entourée d'un manchon 45 mobile dans le sens de déplacement du poinçon, manchon qui comporte à son extrémité inférieure un support d'outil extracteur 42 en forme d'entonnoir, et un filetage externe sur lequel peut être vissé à la main un écrou annulaire 46 de façon à fixer l'outil 42. La rotation de l'outil e2 par rapport au manchon 45 est empêchée par un moyen qui n'est pas représenté.Dans la course vers le bas du plongeur, l'outil 42 a la fonction d'un serre-flan , c'est-à-dire qu'il sollicite la pièce avec une force donnée et qu'il doit être capable de se déplacer par rapport au poinçon. La force de maintien est appliquée par l'in termédiaire du manchon 45 par quatre chevilles 47, dont une seule est représentée, lesquelles sont montées par glissement dans ltex- tracteur de poinçon et sont soumises à la pression de chevilles non représentées qui à leur tour sont soumises à une pression hydraustatique donnée, c'est-à-dire que la force de maintien n'est pas appliquée de la manière classique par des ressorts, mais hydrauliquement.Grâce à la subdivision du transfert de la force de maintien à deux ensembles de chevilles disposés en série, il est possible de prévoir un plan de séparation à la hauteur de la rainure en T, de sorte que, pour un échange d'outils, il n'y a aucun empêchement dû aux éléments de transfert de la force de maintien ; et il n'y a pas non plus besoin de comprimer les ressorts de l'outil de maintien ou outil arracheur. Le manchon 45 est empêché de tourner par un boulon non représenté et est relié a l'extracteur 44 par des boulons non représentés. Comme cela a déjà été indiqué, il est possible de procé- der à une opération de poinçonnage sans dispositifs de protection de l'opérateur dans la mesure où une valeur maximum donnée de la course du plongeur n est pas dépassée. Cette valeur maximum de course doit être choisie de façon que l'outil arracheur puisse être dégagé de la matrice d'au plus 4 mm, comme cela est représenté dans la figure 3. Le plongeur a une course d'environ 8 mm, car il doit plonger dans la matrice pour l'opération de poinçonnage et doit revenir plus en arrière que l'outil arracheur. Dans les opérations de cambrage, la course nécessaire est plus grande. Dans la machine de poinçonnage selon la présente invention, les deux courses différentes sont obtenues par l'agencement à doute piston représenté dans la figure 6. Dans un cylindre 61 sont placés un premier piston 62 comportant des joints 63 et 64 et une première tige de piston 65 qui est reliée au piston 62 par des vis 65'. Le piston 62 peut être déplacé grâce à la pression hydraulique appliquée par l'intermédiaire d'un tube 66 à l'extrémité inférieure et par un tube, non représenté, à Itextrémité supérieure du cylindre. Le premier piston 62 a la forme d'une cloche et comprend en son in térieur un cylindre renfermant un second piston qui est constitué des parties 67, 68 et 69 reliées par des vis 70. Le second piston est rendu étanche par des bagues d'étanchéité 71 et 72 appliquées contre son cylindre, c'est-à-dire contre le premier piston 62. Le second piston comprend une seconde tige 42 qui s'étend vers le bas et porte à son extrémité inférieure l'élément de réception de poin çon. Le second piston peut être déplacé vers le bas par un fluide hydraulique qui est appliqué par l'intermédiaire d'un tube 74 au centre de la première tige de piston 65, et peut être déplacé vers le haut par un fluide hydraulique qui est appliqué par l'intermédiai- re d'un tube 66. I1 est évident que si le premier piston est fixé dans sa position la plus basse par la pression hydraulique régnant dans l'espace 75 du cylindre, le second piston ne peut être déplacé que pendant la petite course jusqu'à la venue en butée avec la paroi de cylindre inférieure ou jusqu'à la venue en butée avec la paroi du premier piston. Le fluide hydraulique introduit par le tube 74 pour provoquer la course vers le bas du second piston passe par l'intermédiaire d'un clapet de retenue constitué d'une bille 76, d'un ressort 77 et d'alésages et de sièges, non référencés, à la base 67 du second piston.Lorsque le tube 74 est dépréssurisé pour permettre la course vers le haut et que le fluide hydraulique est appliqué par le tube 66, le ressort 77 ferme le clapet de retenue et le fluide hydraulique enfermé entre les premier et second pistons peut seulement circuler par l'intermédiaire du tube 78, où un papillon 79 est placé de façon à limiter le débit et à amortir l'impact du second piston sur le premier piston. Dans des opérations de cambrage, il est nécessaire de disposer d'une course plus grande et cette course est obtenue par déplacement du premier piston à sa position haute extrême de sorte que le second piston peut avoir une course plus grande. De façon à enlever toute fuite de fluide aux joints 63 et 64 du premier piston, un tube est branché en 80. Grâce à l'agencement à double piston indiqué ci-dessus, on obtient le résultat suivant que, sans moyen de limitation externe de course pour l'opération de poinçonnage, une course maximum ne peut être dépassée, le piston ayant des sections différentes, de sorte que dans la course du second piston vers le haut, le premier piston ne peut pas être éloigné de la base -du#cylindre. On a ainsi l'assurance que la distance maximum de 4 ma entre l'outil arracheur et la matrice, distance admissible pour des raisons de sécurité, n'est jamais dépassée. De façon à maîtriser le risque d'accident lors d'opérations de cambrage où il est nécessaire d'avoir une course plus grande, un organe commandé par les deux mains est nécessaire pour ce type de fonctionnement qui est assuré par une commande électrique. I1 est évident que la description qui précéde n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif, et que d'autres variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Machine de poinçonnage à commande hydraulique du plongeur et comportant un support de machine en forme de C fonctionnant avec des outils de décolletage , caractérisée en ce qu'elle comporte un élément de réception de poinçon comprenant une rainure (2) en forme de T dans laquelle un extracteur (3) de poinçon peut être inséré, un élément de réception de matrice comprenant une rainure (22) en forme de T dans laquelle un extracteur (23) de matrice peut être inséré, des moyens hydrauliques pour positionner les deux extracteurs d'outils dans leur élément de réception respectif, des moyens (7, 26) indépendants des moyens de positionnement pour fixer les extracteurs d'outils dans leur élément de réception ; un moyen (47) pour produire et transférer la force de maintien à un outil arracheur (42), un moyen (43) pour compenser le meulage des outils, et des moyens (61, 62, 69) pour limiter hydrauliquement la course du plongeur pendant une opération de poinçonnage. 2 - Machine de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens hydrauliques pour positionner les extracteurs d'outils dans les éléments de réception d'outils comprennent chacun au moins une cheville mobile hydrauliquement qui s'engage dans un alésage correspondant de l'extracteur et commande dans leur position extrême les moyens de fixation. 3 - Machine de poinçonnage selon la revendication 1, caractériséeen ce que les moyens de fixation de l'extracteur de poinçon comprennent au moins deux chevilles (5) comportant un évidement (6) ayant la même forme que la rainure (2) en T de l'élément de reception de façon à fixer les parties en saillie de l'extracteur (3) de poin çon par l'action d'un empilage de ressorts (7), fixation qui peut être libérée hydrauliquement, et en ce que les moyens de fixation de l'extracteur de matrice comprennent au moins deux griffes (30) pivotant autour d'un axe (31) ; griffes qui transfèrent la tension d'un empilement de ressorts (26) directement à la matrice t24) et qui peuvent être libérées hydrauliquement. 4 - Machine de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de production et de transfert de la force de maintien de l'outil arracheur comprend quatre pistons hydrauliques disposés dans le plongeur, dont la force est transférée à l'outil arracheur (42) par l'intermédiaire de quatre chevilles (47) qui sont montées par glissement dans l'extracteur de poinçon. 5 - Machine de poinçonnage selon la revendication 1, caractériséeen ce que le moyen de compensation du meulage est constitue d'une entretoise calibrée (43) qui est glissée à la manière d'un verrouillage de gabarit sur l'extrémité supérieure (41') du poinçon (41) et dont l'autre extrémité bute sur l'extrémité inférieure du plongeur après l'insertion de l'extracteur (3) de plongeur. 6 - Machine de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de limitation de la course du plongeur comprennent un agencement à piston double où dans un cylindre (61) un premier piston (52) est disposé qui comporte une tige de piston (65) s'étendant vers le bas, premier piston qui renferme en son intérieur un second piston (67-69) comportant une seconde tige de piston (73) s'étendant vers le bas et portant à son extrémité inférieure l'élément de réception de poinçon, l'agencement étant tel que pour une opération de poinçonnage, le premier piston -(62) est maintenu hydrauliquement de façon à buter sur l'extrémité inférieure du cylindre (61) de sorte que le second piston (67-69) est à même de déplacer seulement sur la course définie mécaniquement à l'intérieur du premier piston, course qui est choisie de façon qu'une distance maximum prédéterminée entre l'outil arracheur (42) et la matrice (24) ne puisse être dépassée.