Brevet FR2646116A1 — publié le 19901026

L'invention a pour objet un outil multi-fonctions en vue d'opérations de coupe, cisaillage, perçage ou autres sur des produits réalisés en matériaux métalliques, en matière plasti- que, et matériaux similaires. L'invention se rattache aux secteurs techniques de l#outillage, des instruments a main, ou parties de machines en vue d'effectuer des opérations de coupe, cisaillage ou perçage, sur des matériaux plastiques ou métalliques. On constate depuis de très nombreuses années un développement assez considérable de lwemploi de matériaux plastiques pour réaliser des produits mi -ouvrés ou +inis avec des applications les plus diverses. Les produits en matière plastique qui sont injectés sont initialement attachés a des seuils d'injection résultant des conditions de fabricatlons classiques. Lorsque la pièce a été réalisée, il est donc nécessaire d'effectuer des opérations complémentaires denlivement de ces seuils et quelquefois également autres opérations de perçage ou autres, les trous ou ouvertures n'ayant pu entre réalisées lors de ligne jection du produit.Les pièces réalisées peuvent être plus ou moins encombrantes en fonction de leur volume et leur destination, et des opérateurs doivent donc effectuer les interventions complémentaires précitées La pièce peut #tre tenue a la main ou Autre disposée sur des batiks ou châssis de machine incorporant alors les moyens techniques nécessaires à certaines opérations A l'heure actuelle et à la connaissance du déposant, on utilise principalement des outils ou instruments étabiis sous forme de ci seauxpneumatiques. Ceux-ci comprennent un corps cylindrique avec un vérin intérieur autor-isant louverture ou fermeture de pinces coupantes.Outre le volume encombrant de ce type dsou- tils, son colts il est limité a 1-opération de cisaillement des seuils. Il y a lieu par ailleurs de considérer que son emploi est d'une efficacité restreinte et limitée s'il s'agit dseffec- tuer des opérations de cisaillage dans certaines parties du produit d'accès peu aisé et en particulier, a titre d'exemple, sur des consoles de tableau de bord de véhicules automobiles {figure 10 des dessins) dont les +ormes sont particulières et complexes.En outre, ce type d'outils est limité a sa seule fonctions et d'autres outils sont nécessaires pour effectuer des opéra- tions di++érentes de perçage ou autres Il se pose donc certains problèmes d'adaptation, de coûts, de montage des outils sur la machine et des di++icultés a effectuer toutes les opérations dans un processus d'automatisation. Le but recherché selon l'invention était donc de remé- dier à ces inconvénients. Un autre but selon l'invention était de proposer un concept nouveau d'outils de réalisation technique simple, d'une grande adaptabilité pour effectuer des opérations mécaniques de perçage, coupe, cisaillage et autres, a partir d'un m#me support, en autorisant un changement rapide des parties actives en fonction de l'opération à e++ec#uer. Un autre but de l'invention était de donner à l'opéra- teur une grande possibilité d'adaptation et d'utilisation, lmou- til pouvant etre utilisé et maintenu directement par l'opéra- teur, ou être adapté sur un chassies ou bati de machine. Un autre but de l'invention était de permettre à l'opérateur d'effectuer des travaux sur la pièce mi-ouvrée ou finies sans etre gêné par des considérations de volume ou de di++icultés d'accès à l'endroit a traiter de la pièce. Un autre but de l'invention était de réduire au maximum les efforts à mettre en oeuvre pour le fonctionnement de l'outil en limitant ainsi et de manière intéressante le choix de certains composants et en particulier du vérin pneumatique et donc en réduisant les coïts. Un autre but de l'invention était de concevoir un outil utilisable non seulement pour le travail des pièces en matière plastique mais en tous autres matériaux métalliques ou similaires. Ces buts et -dsautres encore ressortiront bien de la suite de la description. Selon une première caractéristique, l'outil multi fonctions comprend deux bras profilEs articulés entre eux près de leur extrémité avant formant bec, et agencées pour recevoir et maintenir en fonction des opérations à effectuer les parties actives de l'outil, ou des porte-outils support des parties actives ou des accessoires complémentaires destinés au guidage et maintien de l'une ou desdites parties actives, et en ce que un vérin est disposé entre lesdits bras en étant fixé près de l'axe d'articulation des bras et dont la tige est solidarisée a un couple de biellettes fonctionnant en genouillère, lesdites biellettes étant elles-mEmes fixées par leurs extrémités à articulation libre et contrôlée aux extrémités arrière desdits bras. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de lus description. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée d'une mani ère non limitative aux figures des dessins od : La figure 1 est une vue en perspective éclatée avant montage des différents composants de l'outil selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de l'outil selon Invention en position d'utilisation, l'extrémité avant étant agencée avec des parties actives coupantes sous forme de pinces. La figure 3 est une vue en coupe longitudinale selon la ligne 3-3 de la figure La figure 4 est une vue en coupe transversale selon la ligne 4-4 de la figure 2. La figure 5 illustre en une vue de côté une première mise en oeuvre de l'outil recevant à sa partie avant directement un couple de pinces, et ledit outil étant fixé par l'un de ses bras sur une console support fixe associée a un plan d'appui tel que le bAti dune machine. La figure 6 illustre en une vue de côté une autre mise en oeuvre de l'outil avec a sa partie avant recevant un guide et support d'outil pour effectuer des opérations a des endroits de la pièce difficiles d'accès. L'outil est également maintenu à position fixe par l'un de ses bras sur une console support. La figure 7 est une vue de Eoté montrant une outre mise en oeuvre de l'outil agencé a son extrémité avant supé- rieure avec un porte-outil pour effectuer des opérations de pergage ; ledit outil étant fixé par un bridage d'accouplement de ses bras sur une console support fixée sur un plan d'appui tel que bâti de machine. La figure 8 est une vue partielle de face selon la ligne 8-8 de la figure 7. La figure 9 est une vue partielle illustrant une forme différente de porte-outil associé a l'extrémité avant de l'outil en vue d'effectuer une opération de perçage. La figure 10 est une vue d'un produit en matière plastique injecté en particulier un tableau de bord de véhicules automobiles sur lequel différentes opérations sont à effectuer, perçage, enlèvement de seuils d'injection. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. Ainsi qu'illustré figure 10, on a représenté, à titre d'exemple, un tableau de bord d'un véhicule automobile injecté en matière plastique. Ce dernier est encore lié aux différents seuils d'injection Cl) résultant de la technique de fabrication. Il est donc nécessaire d'enlever ces seuils qui peuvent Bre d'accès plus ou moins facile ; il est également utile doeffec- tuer des trous (2) qui assureront: la fixation du tableau sur la carrosserie du véhicule, ou la fixation d'éléments composants. Ces trous de fixation peuvent autre dans tous les plans possibles sur les parois en fonction du produit. L'outil selon l'invention qui permet d'effectuer toutes les opérations de coupe, cisaillage ou perçage est illustré en particulier aux figures 1 et 2 et comprend deux bras (3) (4 > profilés et articulés entre eux a leur extrémité avant sur un axe (5) de liaison. Chaque bras présente à lavant une portée débordante intérieure ou pattes (3.1 - 4.1) établies sur une partie de leur épaisseur pour se chevaucher. Lesdites pattes présentent un alésage pour le passage de l'axe d'articulation (5) et de liaison.Entre les deux bras est disposé un vérin (6 > dont le fut est à position fixe solidaire d'un bridage (7) disposé dans la partie avant d'articulation de l'outil. De manière avantageuse le bridage présente en un seul bloc deux plaques (7.1 - 7,2) profilées se positionnant susceptibles de venir s'appliquer partiellement sur les parties avant des bras de part et d'autre de ceux-ci en recouvrant tout ou partie des pattes L'axe -4.1 > . L'axe de liaison (5 > présente à cet effet une tête s'engageant dans un chambrage (7.3) établi sur l'une des plaques (7.1 > et se prolonge par une partie lisse I'intérbt et la fonction seront décrites ultérieurment. Le bridage est en outre agencé avec un logement (7.6) pour recevoir un vérin standard du commerce modifié dans sa partie arrière. Ledit logement (7.bu formant un trou borgne se trouve sur la face ar rière de la bride et est réalisé dans une partie de l'épaisseur de celle-ci et reçoit l'extrémité (8) modifiée du vérin . La liaison de la partie fixe du vérin avec le bridage peut autre effectuée de toutes manières appropriées par exemple.Une goupille t10) disposée dans une ouverture (7.7 > du bridage dans un plan perpendiculaire au logement (7.6) assure le verrouillage en position du vérin. La tige tri11 de ce dernier est associée à un couple de biellettes (12 > articulées dont les extrémités sont solidarisées respectivement et chacune à l'extrémité arrière (3.2 - 4.2 > de chaque bras. Plus particulièrement, cet accouplement s'effec-tue de manière non limitative par un bloc support intermédiaire profilé dont la partie avant présente un trou ex3. 1) situé dans le même plan que le trou (7.6) opposé réalisé dans le bridage (7).Ce trou t13.1) constitue le logement de l'extrérnté filetée t11.1) de la tige du vérin (11 > . Un écrou de blocage (14) vient en appui et serrage contre la face en regard du bloc support (13 > . Sur la face avant profilée de ce dernier sont montées adjacentes et à articulation les extrémités (12.1) de deux biellettes (12 > . L'articulation s'effectue par un axe (16) traversant la partie correspondante du bloc support, tandis que la rondelle et moyen de verrouillage du type goupille (15) assurent le blocage en position des biellettes L'autre extrémi- té de celle-ci (12.2) est accouplée a articulation controlée sur la partie arrière des bras également au moyen d'axes de liaison (ib) et goupille de verrouillage tu7). Ainsi selon une disposition caractéristique de l'invention, les deux bras (3 - 4) de l'outil sont déplaçables angulairement sous l'action de sollicitation du vérin. Celui-ci est avantageusement un vérin a fonctionnement pneumatique et on a illustré de manière schématique les raccords (18 (19 > d'alimentation de fluide. Il appara-it donc selon l'invention que les bras (3, 4 > peuvent se déplacer latéralement à la manière dun ciseau sous l'action de sollicitation du vérin. Le degré d'ouverture des bras correspond en fait au développement maximum ou retrait maximum de la tige du vérin associé aux biellettes. Celles-ci assurent donc une fonction de genouillère. Selon la figure 2 le vérin est alimenté, et les biellettes se trouvant dans une position dépliée d'alignement l'une par rapport à l'autre. Les parties actives de l'outil qui seront décrites ciaprès sont en position de fermeture et de rapprochement maximum pour effectuer une opération de cisaillage par exemple. Lorsque le vérin n'est pas alimenté, et que sa tige est rentrée, les biellettes sont repliées cote à cote, les bras rapprochés au maximum et les parties actives de l'outil ouvertes. L'outil dans cette conception présente un avantage important dans le sens où il permet d'utiliser un vérin de faible puissance dont l'effet sera combiné avec le couple développé par l'articulation bras-biellette, pour effectuer l'opération de coupe, cisaillage, perçage et autres. Selon une autre disposition caractéristique de lPin- vention, l'extrémité avant (3.3 - 4.3 > de chaque bras (3, 4 > de l'outil formant bec est aménagé pour recevoir soit directement la partie active de celui-ci, soit un porte-outil support de la partie active.A cet effet, lesdites extrémités (3.3 - 4,3) sont profilées en se prolongeant au-delà des pattes (3 - 4.1) et sont agencées avec des trous (3.4 - 4.4) assurant l'adaptation de moyens de liaison et fixation (20) du type vis-écrou. Ainsi qu'il apparat aux figures 2 et 5, la partie active de l'outil est représentée par des lames ( triangulées susceptibles de faire office de cisailles. Lesdites lames sont agencées a l'arrière avec un talon (21.1) susceptible de s'appliquer contre les parties du bras en regard, en étant associées et retenues par les moyens de liaison et fixation (20) précités. Lesdites lames peuvent présenter une forme quelconque en bec relevé. Selon les exemples des figures 7 et 8 les extrémités (3.3 - 4.3) des bras reçoivent des porte-outils s'adaptant et se fixant sur celles-ci. Plus particulièrement les porte-outils (22 - 23) sont agencés à leur partie arrière formant talon avec une forme en chape ou en décrochement (22.1 - 23,1 > s'engageant sur l'extrémité avant correspondante des bras. Des trous (22.2 23.2) sont managés et permettent l'adaptation des moyens de liaison (?o) et l'assemblage des porte-outils sur les bras.La forme avant de chaque porte-outil est elle-mSme agencée et conformée d'une part en fonction de la partie active désirée pour une opération de perçage, cisaillage ou autre, et d'autre part en fonction des conditions d'accès de la partie du produit ou une opération de perçage ou cisaillage ou coupe doit autre effectuée. Selon la figure 9, on a représenté les porte-outils agencés à leurs extrémités avec un poinçon (24) et une matrice (25). Les porte-outils sont de configuration simple, le trou à percer dans le produit étant d'accès facile. Selon la figure 9, les deux porte-outils (26 - 27) sont montEs aux extrémités des bras (3 - 4) de l'outil. L'un des porte-outils (26 > portant le poinçon (28) est conformé à son extrémité avec un corps (29) de renvoi profilé situé dans un plan perpendiculaire et débordant intérieurement entre les porteoutils. Ledit corps (29 > peut Etre rapporté et fixé à l'extrémi- té du porte-outil correspondant ou ètre monobloc avec ce dernier. Le corps reçoit intérieurement à coulissement, le poinçon (28) réglable en position par une vis de blocage (31). L'autre porte-outil (27) est conformé à son extrémité en regard avec la matrice correspondante. Cette conformation des porte-outils permet d'effectuer l'opération de perçage dans des conditions d'accès plus difficiles du produit par exemple sur une paroi située dans un plan perpendiculaire au plan général longitudinal d'un produit. Dans les mises en oeuvre décrites jusqu'à présent, on a considéré que la partie active telle que définie par les poin çons-matrices était disposée sur deux porte-outils montés aux extrémités des bras t-7% et 4). Dans une variante de mise en oeuvre décrite figure 6, l'outil permet d'effectuer un poinçonnage sur une pièce de grande profondeur ne permettant pas d'utiliser l'outil avec les porte-outils support des moyens actifs poinçons-matrices tels que décrits précédemment. Dans cette réalisation, la matrice (32) est disposée fixement sur une console (33) solidaire d'un bati ou chassies ladite console recevant en appui le produit (P > sur lequel le poinçonnage doit être effectué. La console est adaptée pour assurer le maintien du produit, ce maintien pouvant Etre complété avec d'autres plans d'appui non illustrés. L'outil dont les caractéristiques ont été définies précédemment, comprend à l'une de ses extrémités avant de l'un des bras, un porte-outil (34) à position fixe et recevant une chape (35) orientable sensiblement par rapport audit porte outil. Ladite chape assure le maintien d'une tige (36 > de grande longueur dont l'extrémité fait office de poinçon. Pour assurer la tenue de ladite tige et son guidage vers la matrice, le second porte-outil (37 > disposé sur 1 autre extrémité du bras de l'outil est agencé et conformé avec un guide de renvoi (35 > , la tige étant guidée par deux portées (39) agencées. avec des ouvertures intérieures de guidage.Le fonctionnement de l'outil permet donc d'effectuer l'opération de poinçonnage. Lors de la fer meture de l'outil, la forme en chape permet de conserver une position rigoureusement rectiligne de la tige de guidage en regard de la matrice considérée. Selon une autre disposition avantageuse de lSinven- tion, l'outil peut autre tenu manuellement pour effectuer les différentes opérations. En variante,il peut autre positionné sur un support. Selon une première possibilité, le ou les bras (3 - 4) sont agencés sur une partie de leur longueur avec une lumière (3.5 - 4.5) autorisant ainsi la fixation par rapport à une console d'appui (4o) par boulonnage (41 > (figures 5 - 6). Selon une seconde possibilité, l'outil est maintenu par son bridage (7) et est fixé en utilisant les trous (7.5) pour l'insertion de moyens de liaison (42) et de fixation sur une console (43) fixée sur un plan d'appui ou le bati d'une machine (figures 7 et B > . On voit ainsi que l'outil selon l'invention offre de larges possibilités d'adaptation, soit dans la diversité des outils qu'il supporte directement ou par des porte-outils inter médiaires, soit dans ses modalités d'utilisation (en étant manipulé par l'opérateur, ou fixé à un support). En outre, il pré- sente l'avantage de présenter une conception standard, seuls les outils, ou les porte-outils pouvant changer dans leur nature et fonction, formes et profils. Il permet en outre d'effectuer des opérations de perçage, cisaillage, coupe à tous endroits d'un produit quels que soient les formes et profils de celui-ci. Sa manipulation est aisée, le montage de ses accessoires rapide. En outre et selon un autre avantage, la combinaison de l'outil de l'effet de genouillère donné par le vérin et les biellettes et donc de démultiplication du couple avec les bras de l'cxitil permet de choisir un vérin de faible capacité et donc de cout de revient plus réduit. On souligne aussi la parfaite adaptabilité de l'outil sur tous supports. On redut par ailleurs de manière conséquente les stocks, qui ne sont plus que limités à une gamme d'outils ou porte-outils. Un autre avantage réside dans le fait que l'on peut adapter une batterie d'outils à parties actives différentes ou similaires sur un bâti pour effectuer simultanément ou successivement après positionnement d'un produit les différentes opéra- tions de perçage, cisaillage, coupe ou autre. Un autre avantage de l'outil selon l'invention, réside dans le fait qu'il permet les opérations précitées sur des matéri aux en mati ère plastique, métal 1 i ques ou autres. Dans ce dernier cas, l'outil est essentiellement utilisé pour poinçonner et ébavurer. Le m#me outil peut être utilisé pour travailler successivement différents types de matériaux. REVENDICATIONS -1- Outil multifonctions en vue d'opération de coupe, cisaillage, perçage ou autres sur des produits en matériaux plastiques ou métalliques et similaires, caractérisé en ce qu'il comprend deux bras profilés (3 - 4 > articulés entre eux près de leur ex trémité avant, celles-ci (3.3 - 4.3) formant bec étant agencées pour recevoir et maintenir, en fonction des opérations à effectuer, les parties actives de l-outil, ou des porte-outils support des parties actives, ou des accessoires complémentaires destinés au guide et maintien desdites parties actives, et en ce que un vérin (6) est dispos entre lesdits bras en étant fixé près de l'axe d'articulation (5) des bras et dont la tige (il) solidarisée a un couple de biellettes (12) fonctionnant en ge mouillère, lesdites biellettes étant elles-mfimes fixées par leurs extrémités (12.2) à articulation libre et controlée aux extrémités arrière (3.2 -4.2 > desdits bras. -2- Outil multifonctions selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits bras profilés (3 - 4) présentent près de leur extrémité avant une partie intérieure formant patte (3.1 - 4.1) se chevauchant et autorisant l'engagement d'un axe de liaison (5 > , les extrémités (3.3 - 4.3) avant présentant des trous (3.4 4.4) pour la fixation par des moyens de liaison (2) des parties actives de l'outil et des supports d'outils, ou d'accessoires. -3- Outil multifonctions selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le vérin (6) commandant l'ouverture-fermeture de l'outil est solidarisé par son fut à un bridage (7) disposé et fixé aux bras (3 - 4) de l'outil au niveau de sa partie d'articulation, la tige (li) du vérin (6) étant solidarisée à un bloc intermédiaire (13) support de l'une des extrémités (12) de chaque biellette (12). -4- Outil multifonctions selon la revendication 3, caractérisé en ce que le bridage (7) comprend monobloc deux plaques (7.1 7.2 > profilées de part et d'autre des bras s'appliquant partiellement sur les parties avant des bras en recouvrant leur partie d'articulation, ledit bridage étant agencé pour autoriser l'engagement, et le centrage de l'axe d'articulation des bras t3 -4) - -5- Outil multifonctions selon les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que la partie active de l'outil est constitube par des lames (21) profilées agencées avec un talon (21.1) profilé en décrochement ou en forme de chape se fixant par les moyens de liaison (20) sur les extrémités avant des bras (3 - 4). -6- Outil multifonctions selon les revendications 1 et 2 ensemble, caractérisé en ce que les parties actives de l'outil sont constituées par des poinçons-matrices disposés sur des porteoutils (22 - 23) (26 - 27) agencés à leur partie arrière formant talon avec une forme en chape ou autre (22.1 - 23.1) s'engageant et se fixant par les moyens de liaison (2U) sur les extrémités avant des bras (3 - 4 > . -7- Outil multifonctions selon la revendication ~ caractérisé en ce que la forme avant de chaque porte-outil support des parties actives de l'outil est agencée et conformée d'une part en fonction de la partie active désirée pour une opération de per çage, cisaillage, coupe et autres, et d'autre part en fonction des conditions d'accès de la partie du produit où l'opération doit Etre effectuée. -8- Outil multifonctions selon la revendication 7, caractérisé en ce que l un des porte-outils C261 est agencé avec un corps de renvoi (29 > profilé autorisant le coulissement et réglage en position d'une partie active de l'outil établi sous forme de poinçon (28). -9- Outil multifonctions selon les revendications l et 2 ensemble, caractérisé en ce que l'une des parties actives sous forme de tige (36) formant poinçon est disposée sur un porte-outil t34) fixé à l'extrémité de l'un de ses bras t3), tandis que l'autre partie active (32 > est disposée indépendamment sur une console (33) solidaire d'un plan d'appui ou bâti, l'autre bras de l'outil supportant par son autre extrémité interne un guide de renvoi profilé (38) de ladite tige. -10- Outil multifonctions selon la revendication 9, caractérisé en ce que le porte-outil 141 reçoit une forme en chape (35) orientable support de la tige (36) constituant le poinçon. -il- Outil multifonctions selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le ou les bras (3 - 4) sont agencés avec une lumière (3.5 - 4.5) autorisant la fixation sur une console d'appui (40) par tous moyens de fixation (41 > , ladite console pouvant etre fixée sur uii bâti. -12- Outil multifonctions selon les revendications l, 2, 3 et 4 ensemble, et l'une quelconque des revendications 5 à 10, carac térisé en ce que la fixation de l'outil s'effectue par le bridage (7 > solidaire par des moyens de liaison (42), d'une console d'appui (43t.