Brevet FR2690868A1 — publié le 19931112

"Outils pour le poinçonnage de plusieurs séries de pièces différentes" . L'invention est relative aux outils de poinçonnage composés d'une matrice et d'un ensemble porte-poinçons avec dévétisseur se fixant sur les tabliers, respectivement, inférieur et supérieur d'une presse. De façon connue, la tôle, ou la bande métallique dévidée d'une bobine, est introduite au coup par coup, ou par avance pas à pas, entre l'ensemble porte-poinçons et la matrice et est découpé localement, lors de l'abaissement de l'ensemble porte-poinçons en direction de la matrice par les poinçons la traversant et s'engageant dans des découpes de cette matrice, de même forme et dimensions que chacun de ces poinçons. Avec cette technique, toute modification de la forme, des dimensions, de la répartition ou du nombre des découpes impose de remplacer l'ensemble porte-poinçons et la matrice, ce qui nécessite du temps, de la main d'oeuvre, de nouveaux réglages et conduit à des frais. Ceux-ci sont d'autant plus élevés que l'outil est complexe et lourd et que la petitesse des séries de pièces découpées nécessite des changements fréquents de cet outil. Pour remédier à cela, il est connu de doter l'ensemble porte-poinçon de poinçons effaçables. Ceux-ci sont montés coulissants dans un corps et sont associés chacun, d'une part, à des ressorts tendant à les faire rentrer dans le support, et, d'autre part, à des moyens de calage eclipsables qui, en position de travail, appuient sur leur tête à l'encontre de ressort pour mettre ces poinçons en position de travail, position dans laquelle ils font saillie de l'ensemble portepoinçons. Bien entendu, un tel ensemble porte-poinçons est associé à une matrice comportant autant de découpes que l'ensemble porte-poinçons comporte de poinçons. Avec cet outil, tout changement du plan de découpage pour des séries de pièces voisines, imaginées lors de la conception de l'outil de poinçonnage, ne nécessite plus de démonter les outils et n'exige que d'actionner les moyens de calage éclipsables de chaque poinçon concerné par la modification. Cela réduit considérablement les temps d'arrêt et de réglage, et les pertes de production, mais nécessite cependant une interruption de fonctionnement intervenant sur le coût de la fabrication. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en fournissant un outil de poinçonnage du type précité, pouvant être modifié dans un temps beaucoup plus court, et, pour certaines applications, même pendant sa phase de remontée après découpe. Dans l'outil selon l'invention, les poinçons sont répartis dans le corps en rangées parallèles et les moyens de calage des poinçons sont constitués par des tirettes qui, disposées parallèlement au-dessus des rangées de poinçons, sont montées coulissantes dans le corps de l'ensemble porte-poinçons et de manière que leur face inférieure constitue butée en position eclipsée des poinçons, chacune de ces tirettes étant, d'une part, et dans chacune de ses zones de coopération avec les poinçons, munie d'au moins un cran constituant butée de mise en position de travail, et, d'autre part, reliée à des moyens aptes à la déplacer longitudinalement dans les deux sens, d'au moins un pas de valeur égale à la largeur d'un cran. Avec un outil de ce type, le passage d'une série de pièces à une autre s'effectue exclusivement en commandant le déplacement des tirettes, de manière que leurs crans viennent au-dessus des têtes des poinçons montées dans le porte-poinçons ou latéralement à elles pour mettre ceux-ci, respectivement, en position active ou en position éclipsée de repos. Cette facilité de réglage peut être utilisée également, lorsque la configuration de la pièce permet de réaliser le porte-poinçons correspondant, pour modifier les poinçons actifs pendant la remontée de la presse. Outre le gain de temps ainsi procuré, cette faculté de réglage en fonctionnement permet également, dans le cadre de pièces nécessitant des poinçonnages multiples et déplacées pas à pas, de répartir les poinçons dans les zones disponibles du porte-poinçons et, de manière générale, de réduire l'encombrement et le coût de ce porte-poinçons. Avantageusement, les moyens déplaçant chaque tirette sont commandés par un boîtier sous la dépendance d'un automate programmable. Dans ces conditions, le changement de série ne nécessite que d'actionner le sélecteur de programmes de l'automate programmable. Dans une forme d'exécution de l'invention, et lorsque les tirettes sont actionnées par des vérins, de type hydraulique ou pneumatique, chaque tirette est munie, dans sa zone de jonction avec la tige du vérin correspondant, d'une saillie transversale et verticale apte, lors de l'extension du vérin, à venir en contact contre l'une des faces de butée d'un peigne amovible, d'adaptation des courses des tirettes à chaque type de pièce, ce peigne, posé sur les tirettes étant interposé entre les saillies précitées et la face correspondante du corps de l'ensemble porte-poinçons. Dans ces conditions, pour adapter l'outil à la série de pièces devant être réalisées, il suffit de modifier le peigne réglant la course des vérins et en conséquence la course des tirettes. D'autres caractéristiques et avantages ressortiront de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cet outil. Figure 1 est une vue en coupe transversale de l'ensemble de l'outil, Figure 2 est une vue en plan par dessus d'une forme d'exécution de la matrice, Figure 3 est une vue en plan par dessus de l'extrémité de l'ensemble porte-poinçons comportant les moyens de commande des tirettes, Figure 4 est une vue en plan par dessus d'une pièce pouvant être découpée par cet outil, Figures 5 à 13 sont des vues en plan par dessus montrant quelques unes des différentes phases de fabrication de la pièce de figure 4. L'outil de poinçonnage représenté à la figure 1 est composé, de façon connue, d'une semelle 2 portant une matrice 3 et d'un ensemble porte-poinçons désigné de façon générale par 4 et dont le corps 5 est solidaire d'un sommier 6. Le sommier 6 est monté coulissant sur des colonnes 7, saillant verticalement de la semelle 2, étant rappelé vers le haut par des ressorts de rappel, entourant les colonnes et non représentées. Dans le corps 5, sont montés coulissants différents poinçons, désignés de façon générale par 9, dont la partie active 9a coulisse également dans un dévétisseur 10 et fait vis à vis à des découpes appropriées ménagées dans la matrice 3 et désignées de façon générale par 12. De façon connue, ces poinçons peuvent aussi être munis d'une arête tranchante coopérant avec la face supérieure de la matrice 3 pour réaliser des fentes dans la tôle 13 posée sur la matrice 3. Chaque poinçon est de type eclipsable, c'est à dire est solidaire d'un poussoir 15 coulissant librement dans un logement 16 du sommier 6 et comportant une tête 17. Cette tête sert, d'une part, à l'appui d'un ressort 18 tendant constamment à rappeler le poussoir vers le haut, donc à tirer le poinçon 9 en position éclipsée, et d'autre part, comme organe d'appui de moyens de calage tendant à amener le poinçon en position de travail, c'est à dire avec son extrémité active apte à pénétrer dans les découpes correspondantes de la matrice. Selon l'invention, les différents poinçons 9 portés par le corps 5 et le sommier 6 sont disposés en rangées parallèles et leurs moyens de calage sont portés par des tirettes 20 montées coulissantes dans le sommier 6, parallèlement à eux et au-dessus d'eux. Plus précisément, et comme le montre la figure 1, chaque tirette 20 est montée coulissante dans des platines 22 et 23 fixées contre les faces extrêmes du sommier 6 et elle comporte, saillant de sa face inférieure 21, des crans 24 aptes à venir en contact avec les têtes 17 des poussoirs pour amener les poinçons 9 en position de travail. Les tirettes 20 et les rangées de poinçons 9 sont disposées transversalement à la direction de déplacement de la tôle 13 pour utiliser au mieux l'avancement pas à pas de la tôle. Chaque tirette est reliée à des moyens aptes à la déplacer longitudinalement dans le sens de la flèche 25 de figure 1, et dans les deux sens, de manière à modifier la position de ses crans 24 par rapport aux têtes 17 des poinçons de la rangée de poinçons sous-jacente, c'est à dire amener au-dessus de chaque tête soit un cran, soit la face inférieure 21 en retrait par rapport à lui. Dans la forme d'exécution représentée, ces moyens sont constitués par des vérins pneumatiques 26 dont le corps 26 est fixé sur une traverse 27 d'un châssis 28 solidaire du sommier 6 et dont la tige 29 est attelée sur la tirette 20 correspondante. En outre et comme le montrent les figures 1 et 3, chaque tirette 20 est munie, à son extrémité liée à la tige du vérin 26, d'un talon 30 formant une saillie verticale vers le haut, apte à venir en butée contre le bord 32 d'un peigne 33. Comme le montre la figure 3, le peigne 33 s'étend sur la totalité des tirettes sur lesquelles il est posé et comporte des découpes 31 dont les fonds, formant les bords 32 contre lesquels viennent buter les talons 30, déterminent la course propre à chaque tirette, ou à plusieurs tirettes. Le peigne est en appui contre la platine 22 fixée sur le sommier 6 pour guider les tirettes. On conçoit aisément que, pour modifier la course de chacune des tirettes de l'ensemble de tirettes, par exemple pour l'adapter aux besoins de fabrication d'une nouvelle série de pièces, il suffit de remplacer le peigne 33 par un peigne similaire comportant une denture différente. Cet agencement simplifie considérablement les réglages entre deux séries de pièces et simplifie également la programmation de l'automate programmable 19 qui régit l'alimentation des différents vérins 26 à travers un boîtier de commande 8. Dans une variante de réalisation non représentée, les vérins pneumatiques 26 sont remplacés par des vérins électriques multiposition, ce qui évite d'avoir recours aux peignes amovibles d'adaptation des courses des tirettes en fonction des changements de séries. Il est bien évident que le nombre de tirettes, qui peut être très important, ne dépend que de la dimension longitudinale des poinçons dépendant lui-même de la nature des travaux à effectuer. Pour mieux comprendre l'intérêt procuré par l'invention, il va maintenant être procédé à la description des différentes phases de fabrication du flan 40 représenté à la figure 4 et destiné à former un caisson métallique comportant, dans son fond et sur ses côtés, des découpes pour la fixation d'appareils divers. Un tel flan est réalisé avec un outil dont la matrice est représentée à la figure 3, matrice comportant des découpes correspondant à tous les poinçons qui seront utilisés. Pour faciliter la compréhension du fonctionnement de l'outil de poinçonnage, les découpes de la matrice qui sont utilisées portent les mêmes références, mais avec l'indice a, que les découpes réalisées dans la tôle lors des différentes phases de fabrication représentées aux figures 5 à 13. Par ailleurs, sur chacune de ces figures S à 13, ne sont référencées que les découpes et fentes réalisées dans la phase représentée, et les traits mixtes verticaux délimitent les zones de travail I à VII de la matrice, zones ayant une largeur égale au pas d'avancement de la tôle 13. En se reportant à la figure 5, on constate déjà que la tôle 13 se dévidant d'une bobine et déplacée pas à pas dans le sens de la flèche 14, c'est à dire en avançant entre chaque coup de presse d'un pas p au dessus de la matrice 3, vient en appui contre une butée 42 saillant de la matrice. Lors de la descente du porte-poinçons, deux poinçons réalisent deux découpes latérales 43, ajustant précisément la largeur du flan. A la fin des deux premières phases, et comme montré à la figure 6, la tôle 13 a été poinçonnée en 50 et a reçu trois fentes 44-45-46 réalisées, dans les zones V et VI de la matrice. Dans la troisième phase représentée à la figure 7, la tôle est découpée en 51, dans la zone VI de la matrice, et reçoit des découpes 52 à 54, dans les zones II et I. Dans la quatrième phase montrée à la figure 8, des découpes 56 et 57 sont réalisées dans les zones I - II et III de la matrice. A la figure 9, correspondant à la cinquième phase, seule une nouvelle découpe 50 est réalisée dans la zone IV de la matrice. Dans la phase suivante de la figure 10, des découpes 59 à 64 sont réalisées dans les zones II - III et IV de la matrice, tandis que sont réalisées, dans la zone II, de nouvelles découpes 52. Dans la sixième phase représentée à la figure 11, des découpes 65 sont réalisées en zone V, tandis qu'en zone IV, est réalisée une nouvelle découpe 51, et qu'en zone II, sont réalisées deux nouvelles découpes 62-63. A la figure 12 correspondant à la huitième phase, une fente 66 est réalisée dans la zone IV de la matrice, tandis qu'une nouvelle découpe 62 est réalisée en zone II, et qu'une découpe 67 est réalisée en zones V et VI. Enfin, dans la dernière phase de fonctionnement de l'ensemble porte-poinçons représentée à la figure 13, deux découpes 68 sont réalisées en zone III, tandis que deux découpes 69 sont réalisées en zone VII pour séparer le flan 40a du flan 40b suivant, et que de nouvelles fentes 44 et 45 sont réalisées en zone V. En comparant les schémas des figures 5 à 13 avec la vue en plan par dessus de la matrice, représentée figure 2, on constate, qu'en fonction des phases de travail, des efforts demandés et de la qualité recherchée, les poinçons mis en oeuvre dans chacune des phases du cycle de fonctionnement diffèrent bien souvent d'une phase à une autre et que certaines zones de la matrice et, par exemple, la zone II permet dans des phases différentes, de réaliser des découpes de formes différentes par le seul actionnement des tirettes 20 mettant en position de travail ou en position eclipsée les poinçons alignés sous elles. L'accolade 70 représentée sur la partie gauche de la figure 2 met également en évidence que, seulement une partie des découpes, et en conséquence des poinçons de l'ensemble de l'outil, ont été utilisés et que, si besoin est, et par exemple pour des pièces plus larges, il est possible d'utiliser des poinçons et découpes disposés sur toute la largeur de l'outil. De même, dans d'autres applications mettant en oeuvre des tôles moins larges que la matrice, il est possible, pour des changements de séries, d'ajouter un facteur de réglage en déplaçant la tôle transversalement par rapport à la matrice, au moyen de butées escamotables commandées par l'automate programmable. I1 ressort de ce qui précède que l'outil, selon l'invention, permet, non seulement de faciliter les réglages de l'outil à chaque changement de série de pièces, et en conséquence de réduire les temps morts, les temps de réglage, les frais de personnel, mais permet aussi de modifier, en fonctionnement, les poinçons en service pour utiliser au mieux la puissance de la presse ou répartir les efforts en fonction de la qualité du travail recherché. REVENDICATIONS 1. Outil pour le poinçonnage de multiples séries de pièces du type composé, d'une part, d'un ensemble porte-poinçons (4) dans le corps (5) duquel les poinçons (9) sont libres en translation et sont associés chacun à des moyens de calage éclipsables les maintenant en position de travail à l'encontre de moyens de rappel à ressort (18), et, d'autre part, d'une matrice (3) apte à coopérer avec chacun des poinçons (9) de l'ensemble porte-poinçons, caractérisé en ce que les poinçons (9) sont répartis dans le corps en rangées parallèles et les moyens de calage des poinçons sont constitués par des tirettes (20) qui, disposées parallèlement au-dessus des rangées de poinçons, sont montées coulissantes dans le corps (4) de l'ensemble porte-poinçons et de manière que leur face inférieure constitue butée en position eclipsée des poinçons, chacune de ces tirettes (20) étant, d'une part et dans chacune de ses zones de coopération avec les poinçons (9), munie d'au moins un cran (24) constituant butée de mise en position de travail, et, d'autre part, étant reliée à des moyens aptes à la déplacer longitudinalement, dans les deux sens, d'au moins un pas de valeur égale à la largeur d'un cran (24). 2. Outil de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens, aptes à déplacer chaque tirette (20) sont alimentés à travers un boîtier de commande sous la dépendance d'un automatique programmable. 3. Outil de poinçonnage selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisé en ce que les moyens aptes à déplacer chaque tirette (20) sont constitués par des vérins (26). 4. Outil de poinçonnage selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque tirette (20) est munie, à son extrémité liée au vérin (26), d'un talon (30) saillant verticalement et apte, lors de l'extension de ce vérin, à venir en contact contre l'une des faces de butée (32) d'un peigne amovible (33), d'adaptation des courses de la tirette (20) à chaque type de pièces, ce peigne (33) étant posé sur les tirettes et interposé entre les talons (30) précités et la face correspondante du corps (5) de l'ensemble porte-poinçons. 5. Outil de poinçonnage selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens aptes à déplacer chaque tirette (20) sont constitués par des vérins électriques multipositions.