Brevet FR2527500A1 — publié le 19831202

I Dispositif pour réaliser des trous dans des piles de papier épaisses. La présente invention concerne un dispositif destiné à réaliser des trous dans des piles de papier épaisses, dont l'épaisseur est de préférence égale à plusieurs fois le diamètre des troset comprenant un outil creux affûté à son c 8 té fron- tal et qui au terme de l'opération de coupe pénètre au moins partiellement dans une fente entre une surface d'appui et un. contre-poinçon dont le diamètre correspond à peu près au dia- mètre intérieur de l'outil Un dispositif de ce genre est décr it dans le brevet DE N O 1 218 277 Le dispositif proposé dans ce brevet utilise un outil creux en forme de douille qui, muni d'un tranchant situé dans sa partie anté- rieure, est employé comme foret en tournant Ce dispositif travaillant avec une grande dépense d'énergie et, par con- séquent, en soumettant le papier à de fortes charges est re- lativement co teux, no-tamment lorsqu'il s'agit de réaliser plusieurs trous disposés à une faible distance parallèlement les uns aux autres Dans ce cas les déchets de perçage sont en partie violemment déchiquetés et il se formhe de la pous- sière de perçage gênante. Il a déjà été proposé de réaliser des trous avec des poinçons sans rotation A cet égard on travaillait au con- tact d'un support souple formé de maculatures de sorte que le procédé se déroulait lentement et ne pouvait tre auto- matisé. L'invention a pour but de créer un dispositif permet- tant par une construction simple de perforer également des couches de papier épaisses. Ce but est atteint suivant l'invention par le fait que le dispositif est réalisé de façon que l'outil s'y trou- ve monté fixe en rotation et que Ja perforation s'effectue exclusivement sous la pression axiale de l'outil. Le dispositif selon l'invention permet de perforer parfaitement des couches de feuilles jusqu'à une épaisseur 2527500 O d'environ 25 mm, c'est-à-dire suivant la qualité du papier plus de 300 feuilles Il n'est donc plus nécessaire lors de la fabrication d'une couche aussi épaisse de diviser celle- ci en plusieurs parties individuelles qui sont perforées à part et ensuite à nouveau réunies. L'utilisation du dispositif selon l'invention pose évidemment le problème des déchets de poinçonnage qui ne sont pas, comme pour des procédés de poinçonnage usuels, poussés vers le bas à travers la matrice mais expulsés à travers l'outil creux Etant donné que l'alésage intérieur de l'outil présente cependant un diamètre sensiblement in- férieur aux déchets de poinçonnage découpés par le tranchant situé à la périphérie extérieure de l'outil, il devait nor- malement en résulter des engorgemnents Il s'est toutefois avéré que dans le dispositif seloi l'invention les déchets de poinçonnage se déformaient sous l'aspect de coupelles et étaient transportés, ainsi déformas, sous forme de boudin constitué par de nombreuses coupelles à travers l'outil creux. Le tranchant annulaire de l'outil ne coopère avec la matrice, dans la mesure o cette coopération a lieu, qu'au niveau des dernières couches de feuilles Il coopère prfn- cipalement avec une contre-surface de coupe "souple" qui est formée par les couches de papier h couper elles-mêmes Il en est également ainsi dans la zone de la fente annulaire entre la matrice et le contre-poinçon Pans cette zone sont décou- pés, par suite de l'action de coupe du contre-poinçon lui- même, des déchets de poinçonnage annulaires qui sont poussés vers le bas à travers la fente arnulaire Le tranchant an- nulaire de l'outil pénètre dans ces déchets de poinçonnage. Or il a êté constaté que le dispositif fonctionnait d'une manière tout particulièrement avantageuse et sans in- cidents lorsqu'on perm taità cette contre-surface de coupe d'être constamment renouvelée en évacuant les déchets de poinçonnage annulaires vers le bas A cette fin sont prévus de préférence dans la fente annulaire entre la matrice et le contre-poinçon des organes de coupe agissant essentielle- ment dans une direction radiale par rapport à l'outil Ces organes déchiquettent les déchets annulaires de sorte que ceux-ci peuvent descendre en tombant du contre-poinçon et que par conséquent de nouveaux déchets annulaires de ce gen- re peuvent constamment être poussés d'en haut vers le bas. Par conséquent, dans le dispositif suivant l'inven- tion les déchets de poinçonnage sont divisés en deux parties dont l'une est en forme de coupelles et se dirige vers le haut, alors que l'autre partie est évacuée vers le bas L'é- quipement de coupe est de préférence constitué par des lames franchissant la fente annulaire sensiblement en direction ra- diale et qui sont disposées à une certaine distance du c 8 té supérieur de la matrice Ces lames et la forme de la fente annulaire, qui est cylindrique ou s'élargit légèrement vers le bas, déterminent la résistance que les déchets de poinçon- nage annulaires rencontrent et, par suite, la nression de coupe opposée à la lame dans cette région. Le mode de fonctionnement de l'outil peut également être amélioré en donnant au contre-poinçonunesurface bombée qui atteintleplan ducôi;é sup 6 rieurde lamatrice ou, de pré- férence,s'étend légèrement au-delà de ce dernier en direc- tion de la pile à poinçonner Cette forme de réalisation fa- vorise la mise en forme de coupelles bombées vers le haut des déchets et facilite ainsi l'évacuation des déchets de poinçonnage. Un exemple de réalisation de l'invention est expliqué plus en détail ci-dessous à l'aide du dessin annexé sur le- quel: la figure 1 est une couiler, en partie arrachée et en partie représentée sc-lmntiqueinmt, lu dispositif, la partie la plus essentielle de l'outil étant fortement agrandie; et la figure 2 est une conpe s ivant la ligne II-II de la figure 1. Le dispositif 11 représenté sur la figure 1 comprend un porte-outils 12 qui peut être déplacé très énergiquement vers le haut et vers le bas par un équipement moteur, par exemple un dispositif de commande m-canique ou un vérin hy- draulique 13 Sur le porte-outils 12 sont montés fixes en rotation les uns à côté des autres plusieurs outils qui peu- vent être déplacés par le porte-outils en direction d'une surface d'appui 14 pour une pile 20 de feuilles. Chaque outil 16, présenté sous la forme d'une douille cylindrique, se compose d'acier extrêmement résistant et dur et présente à sa face frontale antérieure un tranchant annu- laire 17 situé au niveau de la périphérie extérieure de l'outil et relié par un chanfrein plat 18 à l'alésage 19 de l'outil, lequel alésage est lisse le plus possible, s'é- largit légèrement vers le haut et est aussi grand que la résistance mécanique le permet Les outils 16 présentent un diamètre extérieur correspondant au diamè- tre désiré des trous et qui est toutefois le plus souvent plusieurs fois plus petit que l'épaisseur de la pile 20 à poinçonner Il est ainsi possible par exemple de réaliser dans une pile d'environ 25 mm d'épaisseur simultanément plu- sieurs trous de 5 à 6 mm de diamètre. La surface d'appui 14 présente pour chaque outil un évidement circulaire dont le bord forme une arête ou tran- chantde matrice circonférentiel Dans cet évidement circulaire est monté coaxialement à l'outil 16 un contre-poinçon 23 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre de l'alésage 19 Le contre-poinçon s'étend dans l'évidement circulaire de la surface d'appui,qui forme avec son bord su- périeur l'arête de matrice 15,et est monté fixe au niveau de la partie inférieure, c'est-à-dire la surface d'appui 14, du dispositif de façon à former une fente annulaire 25 au- tour du contre-poinçon. I.e contre-poinron ne s'étend avec son c 8 té supérieur ne très peu (moins de 1 mim) au-lessus de la surface d'appui 14 et y est muni d'unqr surface frontale bombée 24. A une certaine distance de l'arête de matrice 15 ( 4 à mm) il est prévu dans la fente annulaire 25 une lame 26 qui passe diamétralement à travers le contre-poinçon et la fente annulaire et est fixée, par exemple au moyen de vis de fixation 27, dans la partie inférieure du dispositif. Comme le montre la figure 2, cette lame divise la fen- te annulaire en deux moitiés Il est cependant possible de choisir un tout autre agencement voulu de lames et prévoir par exemple, au lieu d'une seule lame agencée de façon à former deux surfaces de coupe séparées, plusieurs lames mon- tées individuellement, une lame unique ou plus de deux lames ainsi qu'une certaine inclinaison des lames par rapport à la direction axiale ou au diamètre. Au-dessous des lames est prévu un canal d'évacuation. Le dispositif fonctionne de la manière suivante Après mise en place de la pile 20 de papier dans le dispositif, l'outil est amené à descendre et réalise par poinçonnage un trou correspondant au diamètre extérieur de l'outil Les dé- chets de poinçonnage se déforment alors sous l'aspect de cou- pelles et sortent à l'extrémité de l'outil, c'est-à-dire par le porte-outils 12, sous forme de boudin de déchets de poin- çonnage 21 en forme de coupelles Lorsque l'extrémité infé- rieure de la pile est atteinte le tranchant 17 de l'outil exerce son action de coupe en pénétrant dans une pile étroi- tement comprimée de déchets de poinçonnage annulaires 22 qui se sont accumulés dans la fente annulaire 25 Ces déchets proviennent de ce que dans la partie inférieure de la zone de poinçonnage le bord intérieur de l'outil agit lui aussi, conjointement avec le contre-poinçon, comme poinçonneuse de façon à y former des déchets annulaires Le tranchant entre dans la fente annulaire 25 mais n'y pénètre pas suffisamment loin pour atteindre les lames 26 Celles-ci sont disposées à une distance convenable de la zone de poinçonnage de sorte qu'il subsiste avantageusement entre le tranchant 17 de l'ou- til et les tranchants 29 des lames 26 un matelas de déchets de poinçonnage 22 Cependant, lors de chaque course de tra- vail de l'outil une partie des déchets de poinçonnage 22 est divisée par les lames 26 en deux moitiés de façon à pouvoir être évacuée par l'intermédiaire des canaux d'évacuation 28 qui s'étendent de préférence vers l'avant et vers l'arrière mais peuvent être constitués par des passages quelconques. L'invention permet surtout de réaliser simultanément plusieurs trous très rapprochés dans mle pile, comme cela est nécessaire par exemple pour des reliures spirales La vi- tesse de travail du dispositif suivant l'invention est plus élevée qu'en cas de perçage et il est possible de réaliser simultanément m 9 me des trous très rapprochés. Le processus de poinçonnage se déroule en deux phases qui, fondées sur des principes différents, se succèdent au- tomatiquement et se relaient progressivement Au début de chaque opération de poinçonnage, c'est-à-dire dans la partie supérieure de la pile 20 de feuilles, l'outil produit avec son tranchant 17 des déchets de poinçonnage 21 en forme de disques de matière présentant un diamètre correspondant au tranchant 17, lesquels disques se déforment sous l'aspe- t de coupelles et se dirigent vers le haut à travers l'alésage 19. Dans ces conditiocns la rarle i,,é eure de la pile 20 de feuilles forme chaque fois le support de poinçonnage Vers la fin de l'opération de poinwornige les déchets de poinçonnage sont divisés en deux parties, à savoir les disques ou coupel- les 21 et les anneaux 22, lesquels anneaux sont découpés par l'action conjointe des argtes 15, du bord extérieur supérieur du contre-poinçon 21 et de l'offil 16 L'outil agit donc dans cette zone co:nme outil de poinaonnage qui pousse un bouchon de matière devant lui et, en s'engageant dans la fente annu- laire, le découpe extérieurement et intérieurement, la coupe au niveau de la périphérie extérieure étant particulièrement nette en raison du trinehapt 17 sima extérieurement Il se forme ainsi l'emipila Ce ou bouchon annulaire de déchets de poinçonnage qui sert à l'outil de support de coupe se renou- velant constament et s'adaptant de lui-même Grace à ce mode de poinçonnage inédit il est à prêsent possible de perforer des couches de papier particulièrement épaisses avec un outil non rotatif. REVEUDICATIONS 1 Dispositif destiné à réaliser des trous dans des piles de papier épaisses, dont l'épaisseur est de préférence égale à plusieurs fois le diamètre des trous, et conprenant un outil creux ( 16) affûté à son côté frontal et qui au terme de l'o- pération de coupe pénètre au moins partiellement dans une fente entre une surface d'appui ( 14) et un contrepoingon ( 23) dont le diamètre correspond à peu près au diamètre inté- rieur de l'outil ( 16), caractérisé en ce que le dispositif ( 11) est réalisé de façon que l'outil ( 16) s'y trouve monté fixe en rotation et que la perforation s'effectue exclusive- mentsous la pression axiale de l'outil ( 16). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que dans la fente annulaire ( 25) entre l'arête de matrice ( 15), ou la surface d'appui ( 14), et le con- tre-poinçon ( 23) est pré,vu un équipement de coupe ( 26) agis- sant essentiellement en direction radiale par rapport à l'outil ( 16). 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'équipement de coupe est constitué par au moins une lame franchissant la fente annulaire ( 25), de préférence en deux endroits, essentiellement en direction radiale et disposée à une certaine distance de l'arête supérieure ( 15) de la matrice. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que sur la périphérie de la fente annulaire sont pré- vues deux lames ( 26). Dispositif selon l'une quelconque desrevendica- tions 1 à 4, caractérisé en ce ' le contre-poinçon ( 23) présente une surface front-lle bo::dbe ( 24) qui atteint le plan de la surface d'rappui ou s'étend en particulier légèrement, de préférence de moins de 1 mm, au-dessus de cette dernière en direction de la pile ( 20) 6 perforer. 6 Dispositif selon l'une quelconque des revendica- tiens 1 à 5, caraict 4 risé en ce qiu'en cours de fonctionnement la fente contient un bouchon annulaire formé de déchets de poinçonnage comprimés ( 22) qui adhèrent entre eux, bouchon contre lequel l'outil ( 16) effectue la coupe.