Brevet FR2717110A1 — publié le 19950915

La présente invention est relative à un poinçon, permettant de réaliser dans un profilé métallique tubulaire de grande longueur, un ou plusieurs perçages réguliers, en particulier dans la région médiane de ce profilé, c'est-à-dire en un point où il n'est généralement pas possible, du fait de sa longueur, de disposer sous le poinçon, à l'intérieur du profilé lui-même, une pièce formant matrice ou enclume, propre à soutenir la tôle métallique par le dessous sans empêcher le mouvement d'enfoncement de l'outil de perforation, pour obtenir une découpe franche et à bords nets. Dans les solutions classiques, en raison des déformations du métal qu'entratne l'usage d'un poinçon usuel dans de telles conditions, avec déformation et enfoncement partiel vers l'intérieur du profilé des bords de la découpe réalisée, on préfère avoir recours à un usinage à la fraise, qui est plus délicat à mettre en oeuvre, exige un temps non négligeable, et donc plus coûteux et surtout ne peut pas être réalisé sur chantier lors du montage d'un profilé de ce genre, en particulier pour réaliser des menuiseries métalliques et, plus spécialement encore, des montants ou traverses de châssis de portes, fenêtres ou autres. Une partie des difficultés rencontrées peut cependant être écartée avec la technique de poinçonnage sans matrice de support, lorsque le profilé présente deux faces parallèles opposées, réunies par deux voiles ou toiles également parallèles et s'étendant perpendiculairement à ces faces, pour constituer la section fermée et tubulaire du profilé. En effet, pour réaliser une découpe rectangulaire dans l'une ou l'autre des deux faces opposées, dont les grands côtés s'étendent parallèlement aux toiles de liaison et dont les petits côtés représentent sensiblement la distance qui sépare ces deux toiles parallèles, l'arête tranchante de l'outil de poinçonnage qui vient enfoncer et découper la tôle fonctionne en quelque sorte à la manière d'une des branches d'une paire de ciseaux, dont l'autre branche est précisément constituée par l'arête supérieure de la toile disposée verticalement si la face à découper est horizontale et que le mouvement du poinçon s'effectue de haut en bas vers cette face, parallèlemènt au plan de la toile. Dans ce cas en effet, la découpe de chacun des grands côtés de l'ouverture à réaliser dans le profilé est parfaitement nette et régulière sur la longueur qui correspond à celle de l'arête tranchante du poinçon, attaquant la tôle selon ce grand côté. En revanche, le problème subsiste pour réaliser les petits côtés de la découpe, l'outil créant à cet endroit une déformation de la tôle métallique qui est pliée vers l'intérieur du profilé, consécutivement au mouvement d'enfoncement du poinçon. Pour pallier cet inconvénient, l'invention prévoit un aménagement particulier du profilé du poinçon, permettant d'obtenir, selon les petits côtés de la découpe, voire plus généralement dans toute perforation de la tôle obtenue au moyen d'un tel poinçon, une ouverture à bords nets sur l'ensemble de la périphérie de celle-ci. A cet effet, le poinçon considéré se caractérise en ce qu'il comporte un corps en deux parties, dont l'une est munie d'une premiere arête d'attaque et présente une section droite en angle aigu pour assurer une coupe positive du côté de la ligne de découpe à réaliser, et dont l'autre présente également une section droite mais en angle obtu, avec une seconde arête d'attaque réalisant à l'inverse une coupe négative du côté opposé, de telle sorte que se produise, au droit de cette seconde arête, une déformation et un enfoncement de la tôle limités par une compensation mutuelle des efforts créés dans celle-ci. Avantageusement et lorsque le poinçon est prévu pour réaliser une découpe de forme rectangulaire dans un profilé tubulaire allongé, cette découpe comportant deux grands côtés parallèles et deux petits côtés perpendiculaires aux grands côtés, ceux-ci s'étendant respectivement selon la direction et au voisinage de toiles de support parallèles réunies par deux faces opposées du profilé de manière à délimiter avec les toiles une section fermée sur elle-même, la découpe à effectuer dans une des faces étant telle que ses petits côtés soient sensiblement égaux à la distance qui sépare les deux toiles de support, le poinçon comporte une matrice centrale avec des arêtes latérales tranchantes pour la formation des grands côtés de la découpe en coopération avec les toiles, et deux parties d'extrémité comprenant chacune un poinçon du type précité, avec une arête à coupe positive réalisant un des petits côtés et une arête à coupe négative opposée, enfonçant la tôle vers l'intérieur de la découpe. Selon une caractéristique particulière, chaque poinçon présente un corps dont la section droite est en losange, l'un des sommets de celui-ci correspondant à l'arête à coupe positive et le sommet opposé à l'arête à coupe négative, les côtés du losange étant disposés, à partir de ces arêtes avec des profils inclinés, respectivement en sens inverse selon qu'ils rejoignent l'une ou l'autre des deux arêtes. D'autres caractéristiques d'un poinçon pour perforation d'un profilé métallique tubulaire allongé, sans matrice interne, apparaîtront encore à travers la description qui suit d'un exemple de réalisation, donné à titre indicatif et non limitatif, en référence au dessin annexé sur lequel - La Figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'un profilé métallique dans lequel on a réalisé une découpe principale de forme rectangulaire et des découpes secondaires distinctes de part et d'autre de la première au moyen d'un poinçon selon l'invention. La Figure 2 est une vue en coupe longitudinale du profilé et du poinçon utilisé. - La Figure 3 est une vue en coupe transversale du profilé et du poinçon représentés sur la Figure 2. - La Figure 4 est une vue en perspective du poinçon utilisé. - La Figure 5 est une vue de dessus du profilé, dans lequel ont été réalisées les découpes souhaitées au moyen du poinçon de la Figure 4. Sur la Figure 1, la référence 1 désigne un profilé tubulaire, du genre de ceux utilisés notamment en menuiserie métallique pour constituer des montants ou traverses de châssis de portes, fenêtres ou analogues. Le profilé 1 comporte dans l'exemple considéré, deux faces parallèles opposées, respectivement 2 et 3, ces faces étant représentées horizontales et étant entretoisées par deux toiles parallèles, respectivement 4 et 5, s'étendant verticalement entre les deux faces précitées. Dans l'une des faces, par exemple la face 2, doit être réalisée une découpe 6, de forme générale rectangulaire, comportant des grands côtés, respectivement 7 et 8, et des petits côtés 9 et 10, les grands côtés s'étendant parallèlement et sensiblement au droit des extrémités supérieures des toiles 4 et 5, tandis que les petits côtés 9 et 10 présentent une longueur qui correspond approximativement à celle qui sépare ces toiles 4 et 5. De part et d'autre de la découpe 6, peuvent être prévues d'autres découpes, respectivement 11 et 12, qui, dans l'exemple considéré, ont un profil en losange, l'un des sommets de celuici étant situé au voisinage de l'une des toiles, par exemple la toile 4, comme le montre notamment la vue de dessus du profilé représentée sur la Figure 5. Les Figures 2 à 4 illustrent plus particulièrement la structure du poinçon 13 mis en oeuvre pour réaliser les découpes 6 et, le cas échéant, 11 et 12 dans la face 2. Ce poinçon comporte un talon 14 et une matrice centrale 15 dont la dimension transversale correspond sensiblement à celle des grands côtés 7 ou 8 de la découpe 6. Cette matrice comporte des arêtes latérales tranchantes, respectivement 16 et 17, le fond 18 de la matrice entre ces arêtes étant de préférence incurvé vers l'intérieur pour ne pas gêner le mouvement de découpe de la tôle par ces dernières lors du mouvement de descente du poinçon en direction de la face 2 à découper, schématisé sur la Figure 2 par la flèche 19. De préférence, les arêtes 16 et 17 sont légèrement décalées en hauteur sur la matrice 15, de telle sorte que leur attaque de la tôle selon les grands côtés 7 et 8 de la découpe 6 se produise l'une après l'autre, en coopérant chacune avec la toile verticale 4 ou 5 correspondante pour cisailler la tôle à la manière des deux branches d'une paire de ciseaux, permettant d'obtenir des bords réguliers et parfaitement nets selon la direction de ces côtés. La matrice comporte par ailleurs vers les petits côtés 9 et 10 de la découpe 6, deux corps de poinçons complémentaires, respectivement 20 et 21, en saillie sous la matrice 15, sensiblement au-delà des arêtes latérales 16 et 17 de celle-ci, de manière à attaquer la tôle de la face 2 avant l'entrée en action de ces arêtes latérales, chacun de ces corps de poinçons comportant eux-mêmes une arête 22 à coupe positive et, à l'opposé, une arête 23 à coupe négative. Ainsi, l'arête 22, dite à coupe positive, constitue le sommet d'une section triangulaire à angle aigu, tandis que l'arête 23, dite à coupe négative, forme également le sommet d'une section triangulaire mais à angle obtu. Dans ces conditions, l'arête 22 vient attaquer la tôle 2 selon le petit côté 9 ou 10 de la découpe 6, selon qu'elle appartient à l'un ou à l'autre des corps de poinçon 20 ou 21, l'arête 23 étant disposée du côté ou la tôle est sensiblement déformée, en rectifiant la découpe, avant que les grands côtés 7 et 8 ne soient réalisés de la façon déjà dite par les arêtes 16 et 17 de la matrices 15, entrant en action après que les poinçons 20 et 21 aient eux-mêmes formé les petits côtés. A noter que le profil triangulaire donné en section longitudinale à chacun des corps de poinçons 20 ou 21, et la pente créée entre les arêtes 22 et 23 à coupes respectivement positive et négative, permet de réduire très notablement les efforts sur la tôle et d'éliminer de façon sensible ses déformations. L'équipement de l'outil se complète avantageusement et dans l'exemple considéré au moyen de deux autres poinçons complémentaires séparés, respectivement 24 et 25, montés à distance de chaque côté de la matrice 15 sur le talon 14, ces poinçons à section droite en losange permettant de réaliser dans la face 2 les perçages 11 et 12 de même profil. Avantageusement, chacun de ces poinçons 24 et 25 comporte, comme les corps de poinçons 20 et 21, une arête à coupe positive et une arête à coupe négative, la première étant prévue pour venir, lors du mouvement d'enfoncement de l'outil selon la flèche 19, au voisinage de l'extrémité supérieure de la toile 4, de manière à attaquer la tôle d'abord en cet endroit, avant que n'entre en jeu l'arête opposée à coupe négative, selon les bords inclinés correspondant de la section de chaque poinçon. Cette disposition permet de former d'abord les deux premiers côtés du losange, puis les deux autres côtés, la combinaison des deux faces du poinçon, permettant que les efforts développés dans la tôle soient dirigés en sens inverse et se compensent mutuellement, en limitant notablement toutes les déformations éventuelles de la tôle lors de la réalisation des perçages 11 et 12. On réalise ainsi un poinçon multiple de conception simple qui utilise les toiles verticales internes du profilé en leur faisant jouer le rôle de matrice interne, la forme des poinçons à coupe positive puis négative permettant de percer la tôle avec un effort minimal, donc sans déformation sensible. L'utilisation sur un même outil de plusieurs poinçons de formes différentes permet de réaliser simultanément plusieurs découpes, celles spécialement envisagées dans l'exemple décrit, avec une partie centrale rectangulaire et deux perçages latéraux séparés en losange, étant plus spécialement utilisées pour le montage sur un châssis de portes ou de fenêtres d'un déflecteur d'évacuaion d'eau, à languette battante devant l'ouverture centrale. Bien entendu, il va de soi que l'invention ne se limite pas à l'exemple de réalisation plus spécialement décrit en référence au dessin annexé ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1 - Outil de poinçonnage pour perforer ou découper un profilé métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un corps en deux parties, dont l'une est munie d'une première arête d'attaque (22) et présente une section droite en angle aigu pour assurer une coupe positive du côté de la ligne de découpe à réaliser, et dont l'autre (23) présente également une section droite mais en angle obtu, avec une seconde arête d'attaque réalisant à l'inverse une coupe négative du côté opposé, de telle sorte que se produise, au droit de cette seconde arête, une déformation et un enfoncement de la tôle (2) du profilé, limités par une compensation mutuelle des efforts créés dans celle-ci. 2 - Outil de poinçonnage pour réaliser une découpe (6) de forme rectangulaire dans un profilé tubulaire allongé (1), cette découpe comportant deux grands côtés parallèles (7, 8) et deux petits côtés (9, 10) perpendiculaires aux grands côtés, ceux-ci s'étendant respectivement selon la direction et au voisinage de toiles de support parallèles (4, 5) réunies par deux faces opposées (2, 3) du profilé de manière à délimiter avec les toiles une section fermée sur elle-même, la découpe à effectuer dans une des faces étant telle que ses petits côtés soient sensiblement égaux à la distance qui sépare les deux toiles de support, caractérisé en ce que le poinçon comporte une matrice centrale (15) avec des arêtes latérales tranchantes (16, 17) pour la formation des grands côtés de la découpe en coopération avec les toiles, et deux parties d'extrémité comprenant chacune un poinçon (20, 21) selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun de ces poinçons (20, 21) comporte une arête (22) à coupe positive réalisant un des petits côtés et une arête (23) à coupe négative opposée, enfonçant la tôle vers l'intérieur de la découpe (6). 3 - Outil de poinçonnage selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque poinçon (20, 21) présente un corps dont la section droite est en losange, l'un des sommets de celui-ci correspondant à l'arête (22) à coupe positive et le sommet opposé à l'arête (23) à coupe négative, les côtés du losange étant disposés, à partir de ces arêtes avec des profils inclinés, respectivement en sens inverse selon qu'ils rejoignent l'une ou l'autre des deux arêtes.