Brevet FR2494168A1 — publié le 19820521

La présente invention concerne un procédé et un appareil pour faire des trous dans un élément en sandwich, et parti- culièrement un élément de ce type constitué à partir de feuilles en plaques en un matériau dur tel que du métal, de préférence et par exemple de l'aluminium, avec un remplissage intermédiaire en un matériau compressible. Dans la fabrication de portes par exemple, qui sont constituées en un élément composite en sandwich, on a déjà utilisé un procédé coûteux et long pour effectuer des décou- pes correspondant par exemple à des fenêtres de porte ou à des mécanismes de serrure. Pour que les rebords autour du trou soient lisses et précis, et pour ne pas déformer l'élé- ment, ces découpes étaient sciées; ceci constituait un procé- dé coûteux et long, en fonction entre autres choses de la forme de la découpe, si les coins devaient être courbes, etc. On a constaté qu'il était impossible de poinçonner ces trous dans des éléments en sandwich au moyen d'outils de poinçonna- ge habituels en raison, entre autres choses, du matériau de remplissage compressible contenu dans l'élément et qui défor- mait l'élément quand on essayait de le poinçonner au moyen de dispositifs de poinçonnage habituels. Le but principal de la présente invention est donc de créer un procédé du type indiqué ci-dessus qui soit rapide et peu co teux. Un autre but est de créer un appareil permettant de mettre le procédé en oeuvre. Ce but est atteint grâce à un procédé caractérisé en premier lieu par le fait que l'on fait traverser l'élément par un outil de poinçonnage muni d'une lame de poinçonnage équipée de dents pointues et se présentant selon la forme désirée pour la ligne de découpe du trou, comprenant un côté sensiblement droit qui suit le rebord de coupe désiré et s'étendant dans la direction du mouvement de l'outil de poinçonnage par rapport à la pièce concernée, l'épaisseur des dents allant en diminuant en direction de leurs rebords latéraux et de leur pointe. L'appareil est caractérisé en ce qu'il comprend un outil de poinçonnage muni d'une lame de poinçonnage équipée de dents pointues et dont la forme correspond à la ligne de découpe désirée pour le trou, comprenant un côté sensiblement droit suivant le rebord de coupe désiré et s'étendant dans la direction du mouvement de l'outil de poinçonnage par rapport à la pièce concernée, l'épaisseur des dents allant en diminu- ant en direction de leurs rebords latéraux et de leur pointe. L'invention sera maintenant décrite, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés. La figure 1 représente l'appareil destiné à réaliser des trous dans un élément en sandwich, vu en oblique par le dessus et par l'avant, et partiellement en coupe. Les figures 2 à 4 représentent différentes phases de l'opération de découpe d'un trou. La figure 5 représente un outil de poinçonnage apparte- nant à l'appareil, vu en oblique et par l'avant. La figure 6A représente une partie de l'outil de poin- çonnage directement par le dessous. La figure 6B représente une partie de l'outil de poin- çonnage directement par l'avant. La figure 6C est une coupe de la partie de l'outil de poinçonnage. L'appareil représenté à la figure 1 et conçu pour réali- ser des trous, par exemple sous forme de découpes dans des éléments en sandwich, et en particulier quand cet élément en sandwich 1 est constitue par des feuilles qui sont par exem- ple en aluminium et assemblées avec une couche intermédiaire d'un matériau de remplissage compressible, est supporté sur un bâti de machine 2 représenté seulement partiellement à la figure 1. Une partie de base de l'appareil est constituée par une plaque de base 3 supportée par deux poutres rectilignes 4 supportées de leur côté par des traverses 5 montées sur le bâti, formant ainsi un parcours d'alimentation sur le côté supérieur de la plaque ou feuille 6 placée sur lesdites traverses 5. La plaque de base 3 sur laquelle repose une matrice 7, ces éléments 3, 7 étant rectangulaires, supporte à chaque coin un élément en colonne 8 relié rigidement à une extrémité à une pièce 9 prévue pour le montage de la colonne mais dont l'autre extrémité est montée de façon mobile dans un élément 10 de déplacement sur la colonne, supporté de son côté sur les coins respectifs d'une plaque supérieure 11, également de forme rectangulaire. Une ouverture 12 est prévue dans chacun des coins respectifs de la plaque supérieure, à proximité des éléments de colonne 8, et disposée de manière que lorsque cela est souhaité ledit élément de colonne 8 puisse être déplacé dans l'ouverture 12. Quatre vérins pneumatiques 13 sont respectivement supportés sur une monture 14 reliée rigidement à la plaque supérieure 11, ces montures 14 étant réparties par paires sur deux des rebords liA, llB de la plaque supérieure 11, et disposées mutuellement paral- lèles par paires. Une plaque de retenue 15 est supportée à proximité des coins respectifs de la plaque supérieure Il au moyen de pistons 13A pouvant sortir des vérins 13. Sur le côté inférieur de la plaque supérieure 11 est monté un support de poinçon 16 qui est relié rigidement à la plaque supérieure 11. Deux autres vérins pneumatiques 17 sont disposés sur la machine et montés sur le bâti 2, leurs tiges de piston 17A passant à la fois par la plaque supérieure 11 et le support de poinçon 16 et aptes à sortir vers le bas en direction de la plaque de base 3. Les extrémités libres de ces deux tiges de piston 17A comprennent des éléments 17B servant à exercer une pression à plat vers le bas et dont la fonction sera expliquée ci-après. Le support de poinçon 16 porte autour de sa circonférence une unique lame de poinçonnage 18 ou encore, comme c'est le cas dans le présent exemple, plusieurs éléments 18A ayant, à 3U l'état assemblé, la forme que la lame de poinçonnage 18 doit avoir pour réaliser un trou de forme désirée, tel qu'une découpe en ovale, dans l'élément en sandwich 1 au cours du processus de poinçonnage. La lame 18 ou les sections de lame 18A sont pourvues à leur partie supérieure de trous 19 tra- versant complètement la lame sur toute son épaisseur, chacun de ces trous 19 étant conçu pour retenir un élément de fixa- tion, tel qu'une vis 20, grâce auquel la lame 18 est fixée au support de poinçon 16 par l'intermédiaire de trous qui sont de préférence taraudés et prévus à intervalles autour de la circonférence du support de poinçon 16. Un dispositif d'alimentation, qui est constitué dans l'exemple représenté par un cylindre à air comprimé 21 et un piston 21A pouvant en être sorti et supportant un élément de poussée 22, est disposé au-dessous de la plaque de base 3 à proximité du parcours d'alimentation 6, sensiblement parallè- lement à celui-ci. Un trou (15A, 7A, 3A respectivement), dont la largeur dépasse légèrement la forme circonférentielle de la lame de poinçonnage 18, est prévu dans la plaque de retenue 15, la matrice 7 et la plaque de base 3, le trou 7A de la matrice 7 comprenant un évasement dirigé vers le bas. La lame 18 com- prend un côté 23 sensiblement droit et des dents 24 ayant la forme de triangles équilatéraux, dont un sommet 24A constitue la partie de pointe effectuant le percement. Les rebords latéraux droits 24B des dents 24 forment un angle aigu avec le côté droit 23 de la lame 18, ce qui fait qu'une arête de coupe 25 est constituée au sommet de l'angle en coopération avec le côté droit 23. Ce côté droit 23 de la lame et les arêtes de coupe 25 ainsi formées s'étendent sur toute la longueur longitudinale de la lame 18. La dimension longitudi- nale du trou désiré est déterminée par la position du côté droit 23 et des arêtes de coupe 25 qui, dans l'exemple repré- senté, sont situés à l'opposé du centre du support de lame de poinçonnage 16. Dans ce cas, on obtient une surface lisse sur les couches lA en forme de feuilles de l'élément en sandwich quand on perce un trou dans la pièce 1, mais, si le côté droit 23 et les arêtes de coupe sont par contre dirigés vers le support de lame de poinçonnage 16, les surfaces seront lisses sur la partie découpée, ce qui est avantageux quand on souhaite produire de telles parties découpées à partir de l'élément en sandwich. Le côté 26 de la lame 18 qui est à l'opposé du côté droit 23 a une forme différente d'une forme droite du fait que les côtés de chaque dent 24 forment une crête 27 de préférence courbe s'étendant du point 24A de la dent et sur la hauteur de cette dent 24 ainsi que sur une partie de la lame 18, comme représenté à la figure 6C. On décrira maintenant plus en détail un procédé utilisant l'appareil décrit ci-dessus pour réaliser un trou 28 à coins arrondis dans un élément en sandwich 1 et destiné à être utilisé dans une structure de porte pour y fixer une fenêtre ou une vitre. L'élément en sandwich 1, qui peut être de forme allongée et que l'on peut couper selon les longueurs désirées après avoir poinçonné les trous 28, est poussé vers la matrice de poinçonnage 7 à l'aide des dispositifs de support et de transport qui ne sont pas illustrés au dessin, et se présen- tant par exemple sous forme de rouleaux convoyeurs disposés à la même hauteur que le niveau de la matrice de poinçonnage 7. L'avance continue de l'élément 1 dans l'appareil de poinçon- nage est limitée de façon appropriée par une butée, dont la position peut être réglée par rapport au poinçon 18, et qui peut être constituée par une pièce mobile pouvant être pous- sée le long d'une poutre rectiligne et bloquée par rapport à cette poutre rectiligne. L'abaissement de la plaque supérieure 11, du support de poinçon 16 et du poinçon 18 provoque également l'abaissement du dispositif de retenue 15, ce qui signifie que la pièce 1 est pressée fermement entre le dispositif de retenue 15 et la matrice de poinçonnage 7. Pendant l'abaissement de la plaque supérieure 11 et du poinçon 18, ces mouvements sont guidés à l'aide des éléments à colonne 8 pouvant être équipés, du moins à leur extrémité supérieure, de dispositifs améliorant le glissement. A mesure que l'abaissement se poursuit, les tiges de piston 13A rentrent dans leurs vérins respectifs 13, et le poinçon 18 est déplacé en direction de la position représentée à la figure 3 au travers de la pièce 1. Quand le poinçon 18 est parvenu à la position représentée à la figure 3, les vérins pneumatiques 17 sont actionnés de manière que les tiges de piston 17A et les éléments de pression 17B qui sont fixés à leurs extrémités libres fassent passer la partie 29 qui a été poinçonnée dans la pièce par les trous 7A et 3A prévus respectivement dans la matrice de poinçonnage 7 et dans la plaque de base 3. Des butées qui ne sont pas représentées aux dessins et qui peuvent être disposées entre la plaque de base 3 et la plaque supérieure l1 limitent le rapprochement des deux pièces l'une par rapport à l'autre ainsi que la profondeur d'abaissement de la lame de poinçonnage 18. Il est important que les dents 24 de la lame traversent le trou 7A prévu dans la matrice de poinçonnage 7. Comme représenté à la figure 4, la partie 29 qui a été poinçonnée est ensuite évacuée de l'appareil à l'aide des dispositifs d'avance 21, 21A, 22 fonctionnant en direction transversale, et est dirigée vers un emplacement réservé à ces parties 29 au moyen d'un convoyeur qui n'est pas repré- senté aux dessins. Lorsque la lame de poinçonnage 18, la plaque supérieure 11, le dispositif de retenue 15 et les éléments de pression 17 ont été relevés, on peut retirer la pièce 1 du dispositif ou l'amener à une autre position de poinçonnage constituée comme la précédente et à l'aide d'une butée réglable-(non représentée), suite à quoi on effectue le poinçonnage d'un autre trou dans l'élément l de la même manière que décrite ci-dessus. Comme indiqué ci-dessus, les rebords découpés dans le trou 28 ne présentent pas d'irrégularités du fait que le c8té droit 23 de la lame 18 ne déforme pas les rebords découpés quand on fait passer la lame 18 dans la pièce 1, mais effec- tue une découpe semblable à celle d'un couteau. Par contre, la partie de la pièce 1 sur laquelle agit le côté 26 de la lame qui n'est pas droit est déformée le long du rebord découpé. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation représenté aux dessins et décrits ci-dessus et on peut la modifier sans sortir de son cadre. REVENDICAT IONS 1. Procédé pour faire au moins un trou dans un élément en sandwich (1), et particulièrement un élément de ce type constitué par des feuilles en plaques (1A) en un matériau dur tel qu'un métal, de préférence de l'aluminium, et comprenant un remplissage intermédiaire en un matériau compressible, caractérisé en ce qu'on fait passer au travers de l'élément (1) un outil de poinçonnage muni d'une lame de poinçonnage (18) équipée de dents pointues et se présentant selon la forme désirée pour la ligne de découpe du trou, et comprenant un côté sensiblement droit (23) qui suit le rebord de coupe désiré et s'étendant dans la direction du mouvement de l'ou- til de poinçonnage par rapport à la pièce (1) concernée, dont l'épaisseur va en diminuant en direction des rebords latéraux (24B) et des pointes (24A) des dents (24). 2. Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend un outil de poinçonnage muni d'une lame de poinçonnage (18) équipée de dents pointues et dont la forme correspond à la ligne de découpe désirée pour le trou, comprenant un côté sensiblement droit (23) suivant le rebord de coupe désiré et s'étendant dans la direction du mouvement de l'outil de poinçonnage (18) par rapport à la pièce (1) concernée, et dont l'épaisseur des dents (24) va en diminuant en direction de leurs rebords latéraux (24B) et de leur pointe (24A). 3. Appareil selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lame (18) est de préférence constituée par plusieurs éléments de poinçonnage (18A) et est montée sur un support de poinçonnage (16) auquel la lame (18) est fixée de façon appropriée au moyen de dispositifs de fixation (20) traver- sant son côté droit (23). 4. Appareil selon l'une des revendications 2 et 3, carac- térisé en ce que les pointes (24) des dents ont la forme d'un triangle de préférence sensiblement équilatéral, et dont un sommet forme la partie (25) de la pointe de la lame effec- tuant le percement. 5. Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que les rebords latéraux (24B) des dents (24) forment un angle aigu avec le côté droit (23) de la lame (18), en cons- tituan une arete de coupe au niveau du sommet de l'angle, c'està-dire en coopération avec le côté droit (23) de la lame. 6. A-ppareIi. selon!une des revendications 4 et 5, carac- teriúi efn ce qc-.e a!aie (1L8) a une épaisseur, du moins sur la kaueur des.ents (24) qui va en diminuant en direction de s rs rebori! t9raux (2. éBp un côté de chaque dent (24) euait incuur-i -- manière à former une crête (27) s'étendant dans '. direzicgn i.u rn:: :-egnt de la dent (24) par rapport a la p.kce ':p. 7. par'' -el: iune des revendications 2 à, carac- teris en ce u la Ie I8) qui est montée sur un support de poinçon W(I Emnp ú de.on c'té par une plaque supéri- eure ét1ze pee- u;5tz =p.eecau moyen d'un vérin par rapport à une pièce (i} r'r:- sur une partie de base de poinçon- nage (3, 7) dans la irection traversant la pièce. - pp-r: l selon.a revendication 7, caractérisé en ce que._s part:l.s E base 7) du poinçon comprennent des tro's- (3A 7A;) cor espodant l la ligne de découpe de la lame e pri-m'.t-e"'>' 68} ci: tnros étant conçus de manière quil soi pocssibe dy f2aire passer au travers une partie (29) 2 "3 -' 'e de pràférence à l'aide d5un _15p1 __ Q..ii72ii){.cl qui coopère a-vec cette partie. p, App, r-:.- '- le- revendication 8, caractérisé en ce u;u--,is^ ^...... e..t.. 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