Brevet FR2497699A1 — publié le 19820716

Domaine technique. La présente invention concerne des perfectionnements aux machines à poinçonner de part en part des profilés comportant au moins deux parois à percer, notamment les tubes, ladite machine possédant un moyen de réaliser un espacement donné à deux paires de trous successifs. Problème posé. Il s'agit de percer, par poinçonnas de part en part, des trous dans des profilés creux tubulaires ou non présentant deux parois espacées lune de vautre. Ces profilés peuvent entre, par exemple, des fers U ou H ou encore des tubes à section carré, triangulaire, oblongue, ronde et en toute matière telle que l'aluminlum, le cuivre, les matières synthétlques armées en fibre de verre, les aciers de construction et aciers alliés ou tout autre matériau. Suivant le principe du poinçonnage, on se propose de réaliser non seulement des trous ronds mais de toute autre forme, carrée, rectangulaire, oblongue, triangulaire, etc... Etat de la technique antérieure et inconvénients. Une première technique consiste à fraiser les trous mais cela ne permet pas d'obtenir des sections à angles vifs ett de toute façon, l'opération est longue et onéreuse. Une deuxième technique consiste à utiliser le poinçonnage avec un poinçon traversant les deux parois du profilé. Toutefois, quand il s'agit de poinçonner une seule paroi, il existe une matrice fixe avec un trou de section correspondant au poinçon, qui est située sous la paroi et la maintient efficacement pour faciliter le travail. Dans le cas présent, cela n'existe que pour la paroi inférieure qui est appliquée sur la matrice fixe.Quant à la paroi supérieure, elle n'est pas supportée et se déforme done sons l'effet du poinçon ; sa dàformation provoque un enfoncement de la paroi qui, outre qu'il est pen esthétique eur le profilé ainsi déformé, a le très grave inconvénient rie coincer le poinçon lors de sa remontée puisque le trou percé initialement a une section qui tend a se réduire par la déformation élas- tique de ladite paroi qui tend à reprendre sa forme premiere. L'idée directrice de la présente invention était de prévoir une deuxiemen matrice à l'intérieur du profilé mais la grosse diffieulté est de réaliser l'immobilisation de cette matrice mobile lors de l'opération de poinçonnape. Cela était diffieile à imaginer dans le cas d'un profilé tobulaire Ce sont ces inconvénients que se propose d'éliminer la présente invention en résolvant le problème du percement des deux parois d'un tube ou d' un profilé sans déformer la paroi traversée en premier par le poinçon. Exposé de l'invention. La machine à poinçonner de l'invention est carac térisée principalement par le fait qu'elle combine a) des moyens de pincement et d'avancement programmés du profilé sur un mandrin-matrice do section pratiquement identique 4 la section interne du profilé, maintenu pratiquement fixe à l'extrémité d'une tige de maintien plus longue que le profilé et verrouillé 4 son extrémité opposée au mandrin-matrice ; b) un plateau support de paides de profilé et de mandrin-matrice se déplaçant parallèlement au poinçon, guidé par des colonnes et actionné I > ir un vérin c) des guides de profilé et de mandrin-matnrice fixés sur le plateau parallèlement aux colonnes, - ayant une section légerement inférieure à celle du poinçon, - ayant une extrémité effilée, - étant dans le plan contenant les axes du poinçon et de déplacement du profilé, - étant écartés d'une distance égale à la distance séparant le premier guide du poinçon et à la distance séparant deux paires de trous successives dans le profilé d) un mandrin-matrice présentant, outre l'évidement de la matrice, des trous de passage des guides de profilé. Il y avait aussi à résoudre le problème de l'extraction du profilé toujours dans le même sens d'avancement malgré la présence du verrou de la tige de maintien du mandrin-matrice. A cet effet, on a prévu le déverrouillage de cette extrémité de tige de maintien du mandrin-matrice en immobilisant ledit mandrin-matrice qui est alors dégagé du profilé, à l'aide des guides de profilé traversant ledit mandrin-matrice. Dans une première aversion, le poinçon est fixé sur le plateau support de guides de profilé et de mandrin-matrice et il agit en même temps que lesdits guides aussi bien pour percer et éliminer les débouchures que pour agir à vide lorsque les guides descendent pour immobiliser le mandrin-a- trice. Dans une deuxième aversion, le poinçon est fixé sur un vérin, lui-meme solidaire du plateau support de guides et il agit indépendamment des guides. On pourrait aussi imaginer une troisième version où le poinçon agit totalement inddpendamment, notamment des guides mais aussi du plateau support de guides. Suivant une forme préférée de réalisation de lin- vention, les moyens de pincement et d'avancement programmés du profilé sont constitués par deux paires de macholres situées, l'une en avant de la machine, et l'autre en arrière de la machine et soumises aux mêmes mouvements simultanés qui se décomposent en a) un serrage et un déplacement dans le sens d1avancement du profilé suivant une amplitude égale à la distance entre deux paires de trous à percer qui est aussi égale a la distance entre le poinçon et le premier guide et à la distance entre les deux guides, b) un serrage pendant la descente des guldens, c) un serrage pendant la descente du poinçon, d) un déserrage, - un retour en arrière dans le sens contraire d'tvance- lent du. profilé suivant une amplitude identique à celle indiquée en a), - puis un nouveau serrage. Une autre caractéristique de l'invention qui a été évoquée succintement ci-dessus rdslde, plus précisément, dans le fait qu'il est prévu un desserrage momentané des mâchoires de pincement et d'avancement du profilé ainsi qu'un desserrage des mâchoires du verrou de la tige de maintien du mandrin-matrice lorsque celui-ci est maintenu par le guide de profilé et de mandrinmatrice pour permettre l'extraction du profilé. Solution au problème, avantages et résultat industriel. La machine de l'invention permet de réaliser deux trous identiques dans la paroi dgun profilé sans aucune défor- mation d'aucune des deux parois. Ce premier avantage très important est doublé du fait que non peut réaliscr des paires de trous régulièrement espacés à une cadence élevée avec une grande précision. On peut, par exemple, réaliser des montants d'échelle qui défilent sur les matrices fixe et mobile toujours dans le même sens et sont donc évacuées du côté opposé où ils ont été introduits, ce qui est favorable à la productivité. Avec la machine de 1lnvention, on arrive à immobiliser la matrice mobile aussi bien longitudinalement que transversalement, à l'aide des guides, avec un Jeu inférieur à plus ou moins 0,02 mm. L'espacement des guides et du poinçon peut varier à volonté suivant les intervalles demandés pour les trous et on exécute rdgulièrement des pas de loo, 200, 300, 400 ou 500 mm etc....La longueur de la tige de maintien du mandrin-matrice peut être importante et permettre de percer des profilés ayant une longueur atteignant Jusqu'd 20 m et au-delà. Evidemment, en maintenant le mandrin-matrice plus près du poinçon, on peut traiter des profilés d'une longueur aussi réduite que 100 mm. La rapidité de la machine et la qualité de son travail sont dues, notamment, au manque de déformation de la paroi poinçonnée en premier, ce qui permet le retrait du poinçon sans incident et sans frottement intempestif. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description ci-après qui en donne un exemple non limitatif de réalisation pratique et qui est illustré par les dessins Joints. Brève description des figures. Dans ces dessins : La figure l est une vue-schématique de la machine dans le stade d'avancement du profilé. La figure 2 est une vue schématique du mandrin-matrice, maintenu à lXextrémité de sa tige et au-dessus duquel se présente le poinçon et les guides. La figure 3 est une vue ecnématique de la macnine dans le stade de serrate du profilé et de descente des guides pour maintenir le mandrin-matrice. La figure 4 est une vue schématique de la machine dans le stade de poinçonnage proprement dit où le poinçon traverse les deux parois du profilé. La figure 5 est une vue sckidmatique de la machine où le profilé et le mandrin-matrice sont toujours maintenus par les guides et éentuellement le poinçon tandis que s machoires de maintien et de propulsion du profilé exécutent leur mouvement de desserrage, de retour en arrière suivant le pas choisi et de serrage à nouveau du profilé. La figure 6 est une vue schématique de la machine représentant le retrait des guides et du poinçon préparant la machine au stadt de fonctionnement représenté à la figure 1 pour accomplir un nouveau cycle identique. La figure 7 est une vue schématique de la machine montrant comment lson maintient le mandrin-matrice et sa tige lorsque son verrou est écarté pour pouvoir extraire le profilé. Description d'un mode de réalisation. La machine schématisée dans les figures est destinée à perforer, par exenple, un tube ou profilé (1), Elle comprend une paire de mâcheires (2), (3) > situées en avant de la machine et une autre paire de mâchoires (4), (5), situes en arrière de la machine qui sont soumises au même mouvement simultané matérialisé par les fleches (6) à Igj qui produisent des mouvements et des immobilisations successifs du tube ou profilé (1) sur un mandrin-matrice (30) maintenu, d'une part, à l'extrémité d'une tige de maintien (31) verrouillée à son extrémité opposée par un verrou à deux mâchoires (32), (33) et partiellement par des guides (34), (35) solidaires d'un plateau (36) support de guides (34), (35) se déplaçant parallèlement à un poinçon (37) grâce à un guidage par des colonnes telles que (38) et (39). La tige (31) est plus longue que le tube profilé (1). Les guides (34), (35) ont pratiquement la même section que celle du poinçon (37) et la distance qui sépare le poinçon (37) du guide (34) est égale à la distance qui sépare les deux guides (34), (35) et qui est le pas d'avancement du tube ou profilé (1) exécuté par les mâchoires (2) à (5) et matérialisé par les flèches (6) à (9) comme il sera expliqué plus loin. Le mandrin-matrice (30) est percé de trous (40), (41), (42) qui ont la même section respectivement que la matrice (37), le guide (34) et le guide (35) et dans lesquels s'engage aussi le poinçon (37) et les guides (34) et (35). Le socle (43) qui supporte les colonnes telles que (38) et (39) est aussi percé de trous correspondants permettant l'évacuation de la débouchure sous le poinçon (37) et le maintien des guldens (34), (35). l'extrémité du mandrin-matrice (30) est effilée en (44) de manière à permettre l'introduction aisée du tube (1). On comprend que le mandrin-matrice (30) est maintenu essentiellement par la tige (31) et par les mâchoires (32), (33) de verrou mais qu'il reste légèrement flottant tant il n'est pas immobilisé par les guides (34) et (35) pour permettre soit le poinçonnage à l'aide du poinçon (37), soit l'écartement des mâchoires (32), (33) (figure 7) pour permettre l'extraction du tube ou profilé (1). Le mouvement du plateau (36) support de guides (34), (35) est assuré par le vérin (45) qui agit verticalement tandis que le plateau (35) est correctement guidé par les eo- lonnes (38) et (39) pour éviter tout ineident de fonetiennement, l'extrémité inférieure des guides (34) et (35) est chanfreinée pour faciliter l'introduction dans lS trous (41), (42) et autres. Le poinçon S77j est commandé par le vérin (46) qui le pousse vers le bas. Le verin (46) peut prendre appui, soit sur le plateau (36) support de guides, soit su une cette fixe indépendante qui n'est pas représentée dans les dessins. Pour comprendre plus facilement le fonetionnement de la machine comme il tJa elle expliqué ci-après, il faut réaliser que le poinçon (37j et les guides (34) et l35) sont dans le même plan qui passe par l'axe de déplacement du profilé et qui sont écartés d'une distance égale les uns des autres qui correspond au pas (distance) séparant deux trous successifs poinçonnés dans le tube ou profilé )1). Cette distance est d'ailleurs égale au déplacement longitudinal des mâchoires (2), (3), (4) (5) ou courses matérialisées par les flèches (6), (7), (8), (9), dans un sens et (15), (18), (21), (24) dans l'autre sens. Le fonctionnement de la machine va maintenant etre expliqué. Comme indiqué aux figures 1 et 2, le poinçon (37) et les guides (34), (33) sont selevés pour permettre de glisser le tube eu profilé (1) entre les mâchoires (2), (3) et (4), (5) et sur le mandrin-matrise (30). Celui-ot est maintenu par la tige (31) qui cst immobilisée par les mâchires (32), (33), En fait, le tube ou profilé (1) est avancé seulement sous le poinçon (37), pour le premier trou, valeur qui est déterminée par une butée non représentée. L'opération suivante consiste à ce que le vérin (35) pousse vers le bas le plateau support guide (36) pour que les guides (34) et (35) s'enfoncent dans les trous (41) et (42) du mandrin-matrice (30). L'action du vérin (46) pousse ensuite vers le bas le poinçon (37) qui perce d'abord la paroi supérieure du profilé ou tube (1) puis traverse le trou (40) pour venir ensuite percer la paroi inférieure du profilé ou mandrin (l) qui est ainsi usiné comme il convient pour sa première paire de trous. Evidemment, les vérins (46) et (45) provoquent ensuite le relèvement successif du poinçon (37) et des guides (34), (35) puis les mâchoires (2), (3) et (4), (5) avancent suivant les flèches (6), (7) et (8), (9) d'une longueur égale à la distance entre le poinçon (37) et le guide (34) pour répéter une opération suivant d'immobilisation du mandrin-matrice par les guides (34), (35) et une opération de perçage par le poin çon (37). Les guides (34), (35) étant encore dans leur position inférieure d'immobilisation du mandrin-matrice (30), c'est-à-dire étant enfoncés dans les trous (41), (42), les ma- choires (2) > (3) et (4), (5) s'écartent (figure 5) comme représenté par les flèches (14), (17), (20), (23), puis reviennent en arrière d'une distance égale à celle séparant le poinçon (37) du guide (34) suivant les flèches (15), (18), (21), (24) puis viennent serrer le profilé (1) suivant les flèches (16), (19). Dès le retrait des guides (34), (35) et, évidemment du poinçon (37) (figure 1) le profilé ou tube 1 peut etre propulsé (figure l) d'un pas correspondant à l'écartement entre le poinçon (37) et le guide (34) comme cela est matérialisé par les flè- ches (6) a ('j. On est alors prêt pour un nouveau cycle de perçage comme il vient d'entre indiqué. Après un certain nombre de e trous, le tube ou profilé (1) vient à être serre et propulsé par les mâchoires (4 ), (5) qui viennent serrer ledit tube ou profilé (;) suivant les flèches (22) et (25 ) (fig@re 5). Les mouvements des mâchoires (2), (3), (4), (5) sont commandés par des vérins non repésentés et suivant un cycle automatisé qui est synchronisé avec la commande des vrins (45) et (46). La machine effectue done automatiquement le poinçonnage des deux parois opposées du profilé (1) suivant des paires de trous régulièrement espacés jusqu'à la longueur voulue du profilé et même jusqu'à son extrémité. On prévoit la longueur de la tige (31) et l'emplacement des ma- choires de verrou (32), (33) suivant la longueur du tube ou profilé (1) qui sera à perforer. Le tube ou profilé (1) étant entièrement perforé est glissé Ne long de la tige (31) pour dégager le mandrin-matrice (30) qui est maintenu en place par le serrate des mâchoires (32), $(33), A ce moment, le vérin (45) est actionné pour faire descendre les guides (34), (35) dans les trous (41), (42) du mandrin-matrice (30) de façon à maintenir celui-el en place (figure 7). On peut alors écarter les mâchoires (32) > (33) comme matérialisé par les flèches (47), 1, (46) et retirer le tube ou profilé (1) comme indiqué par la flèche (49). Le tube ou profilé retiré, les mâchoires (32), (.33) se referment pour serrer la tige (31) et des guide3 (34) et (35) sont relaves comme le poinçon (37) et les mâchoires (2), (3) et (4), (5' sont écartées pour permettre l'introduction d'un nouveau tube ou profilé (1) qui subira les mimes opérations. La machine de l'invention peut poinçonner toute sorte de tubes ou profilés dans n'importe quelle matière et elle est particulièrement appréciée dans la fabrication des montants ddchelles dtdchafaudages, de mobiliers métalliques. REVENDICATIONS 1. Perfectionnements aux machines à poinçonner de part en part des profilés (1) comportant au moins deux parois à percer, notamment les tubes, ladite machine possédant un moyen de réaliser un espacement donné à deux paires de trous successifs, c a r a c t é r i s é s par le fait que lesdites machines combinent : a) des moyuens de pincement et d'avancement programmés (2), (3), (4), (5) du profilé (1) sur un mandrin-matrice (30) de section pratiquement idenrique à la section interne du profilé (1), maintenu protiquement fixe à l'extrémité d'une tige (31) de maintien, plus longne, que le profilg (1, et verrouillé à son extrémité opposée au maldrin-matriee (30) ; b) un plateau (36) support de guides (34), (35) de profile (1) et do mandrin@matrice (30) se déplaqant parallèlement au poinçon (37), guidé par des eolonnse (38), (39) et actionné par un vérin (45) ; c) des guides (34), (35) @e profilé (1) et de mandrin-matrice (30) fi@és sur le plateau (36) parallèlement aux solonnen (38), (39), - ayant une aection légè@ement inférieure à celle du poinçon (37), - ayant une extrémité effilée, - étant dans le plan esntenant les dxes du poingon (37) et de déplacement du profilé (1), - étant écartés d'une distance égale à la distance sépar@it le prem@er guide (34) du poinçon (37) et à la distance séparant deux paires de trous suecessives dans le profilé (1); d) un mandrin-matrice (30) présentantm outre l'évidement (40) de la matrise, des trous de passage 43, (42) des guides (34), (35) de profilé (1). 2. Machine A polnçonner, telle que définie dans la revendication l, c a r a c t é r i s é e par le fait que le déverrouillage de l'extrémité de la tige (31) de maintien du mandrin-matrice (30) permet le passage du profilé (I) du moment que ledit mandrin-matrice (50) est immobilisé par les guides (34), (35) de profilé (1) traversant ledit mandrin-matrice (30). 3. Machine à polngonner, telle que définie dans la revendication 1, c a r a c t é r i s é e par le fait que le poinçon (37) est fixé sur le plateau support (36) de guides (34), (35) de profilé (1) et de mandrin-matrice (30). 4. Machine à poinçonner, telle que définie dans la revendication 1, e a r a c t é r-i s é e par le fait que le poinçon (37) est fixé sur un vérin (46) lui-même solidaire du plateau (36) support de guides (34), (35). 5. Machine à poinconner, telle que définie dans la revendication l, c a r a c t é r i s é e par le fait que les moyens de pincement et d'avancement programmés (2), (3), (4), (5) du profilé (1) sont caractérisés par deux paires de mâchoires (2), (3) et (4), (5) situées, lune en avant de la machine et l'autre en arrière de la machine et soumises aux mêmes mouvements simultanés qui se décomposent en a) un serrage et un déplacement dans le sens d'avancement du profilé (1) suivant une amplitude égale à la distance entre deux paires de trous à percer qui est aussi égale à la distance entre le poinçon (37) et le premier guide (34) et à la distance entre les deux guides (34) et (35), b) un serrage pendant la descente des guides (34) > (35), c) un serrage pendant la descente du poinçon (37), d) un déssserrage, - un retour en arrière dans le sens contraire d'avancement du profilé (1) suivant une amplitude identique à celle indiquée en a), - puis un nouveau serrage. 6. Machine à poinçonnerss telle que définie dans la revendication 5, c a r a c t é r i s é e par le fait qu'il est préau un desserrage momentané des mâchoires (2), (3) et (4) > (5) de pincement et d'avancement du profilé (i) ainsi qu'un desserrage des mâchoires (32 (33) du verrou de la tige de maintien (31) du mandrin-matrice (30) lorsque celui-ci est maintenu par les guides de profilé et de mandrin-matrice (34), (35) pour permettre l'extraction du profilé (1).