Brevet FR2719795A1 — publié le 19951117

La présente invention concerne les machinesoutil de découpage de tôles et se rapporte plus particulièrement aux poinçonneuses et aux encocheuses. Les sociétés qui transforment les tôles doivent réaliser sur celles-ci des trous de différentes formes et grosseurs par des opérations de poinçonnage et le long du périmètre de ces tôles, des encoches généralement susceptibles de permettre des opérations de pliage ultérieures. Pour la réalisation de trous, on utilise une poinçonneuse alors que pour obtenir des encoches on emploie une encocheuse. Par conséquent, pour réaliser de tels travaux, les utilisateurs doivent s'équiper de deux machines à savoir une poinçonneuse et une encocheuse. L'invention vise à remédier à cet inconvénient en créant une machine de découpage de tôle qui tout en étant d'une construction relativement simple, permette de réaliser des opérations de poinçonnage aussi bien que des opérations d'encochage à angles fixes ou variables. Elle a donc pour objet une machine pour le découpage de tôles comprenant un bâti pourvu d'une table porte-pièce et d'une colonne définissant au-dessus de la table un espace de travail et portant un vérin hydraulique équipé d'un système de frappe destiné à agir sur des outillages de la machine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux porte-outils portés par des bras pivotants et déplaçables entre une position de repos située hors de la zone de travail et une position de travail située à l'aplomb du système de frappe de la machine, les deux porte-outils étant destinés à recevoir différents outils de découpage. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels - la Fig.l est une vue schématique en perspective de la machine poinçonneuse encocheuse suivant 1 'in- vention; - la Fig.2 est une vue partielle en élévation, à plus grande échelle, de la machine de la figure 1 montrant les deux porte-outils de celle-ci; - la Fig.3 est une vue partielle en coupe suivant la ligne 3-3 de la figure 2; - la Fig.3a montre un détail d'un porte-outil de la machine de la figure 3; - la Fig.4 est une vue à plus grande échelle de la zone centrale de la table de travail de la machine suivant l'invention; et - la Fig.5 est une vue en élévation et en coupe partielle de la machine suivant l'invention montrant le poinçon d'encochage en prise avec la matrice portée par la table de la machine suivant l'invention. La machine-outil représentée à la figure 1, comporte principalement un bâti 1 équipé d'une table porte-pièce 2 et d'une partie supérieure généralement appelée col de cygne dont l'extrémité libre 4 s'étend en porte-à-faux au-dessus de la table porte-pièce 2 et comporte un vérin hydraulique équipé d'un système de frappe destiné à agir sur des outillages qui seront décrits par la suite en référence aux figures 2 à 5. La machine de la figure 1 est en fait une machine poinçonneuse et encocheuse qui comporte deux porte-outils 5 et 6 montés chacun sur un bras tel que le bras 7 articulé sur un point fixe de la colonne 4 de manière à pouvoir être placé tour à tour à l'aplomb du système de frappe porté par l'extrémité libre 4 de la colonne 3. Le porte-outil 5 est destiné à recevoir des outils de poinçonnage alors que le porte-outil 6 est destiné à recevoir un outil d'encochage. Sur la face avant 8 de l'extrémité libre 4 de la partie supérieure 3 est prévu un pupitre de manoeuvre 9. La table porte-pièce 2 comporte dans sa partie située au-dessous du système de frappe des moyens 10 de support de matrice destinés à coopérer avec les poinçons montés dans les porte-outils 5 et 6 d'une manière qui sera décrite par la suite. Enfin, la table comporte des moyens 11 de positionnement et de blocage des tôles sur la table, coopérant avec des rails longitudinaux tels que des glissières 12 ménagées dans la table 2 et des butées 12a pour les tôles dans la direction de la colonne 3 portées par la table 2. Celle-ci est montée déplaçable par rapport au bâti 1 au moyen de mécanismes (non représentés) actionnés selon des axes de coordonnées perpendiculaires, au moyen de manivelles 13 et 14 ou d'une commande numérique. Sur la figure 2, on a représenté en coupe partielle la partie de la machine de la figure 1 comprenant le système de frappe ainsi que les deux porte-outils 5 et 6 portés chacun par un bras 7 articulé sur l'extrémité libre 4 de la partie supérieure de la machine. Les extrémités de chaque bras 7 opposées aux porte-outils sont articulées sur l'extrémité 4 de la partie supérieure au moyen de broches 16 disposées à égale distance de l'axe du système de frappe de manière que lors de la rotation des bras 7 entre la position de repos et la position de travail de chaque porte-outil 5,6, celui-ci se retrouve à l'aplomb du système de frappe pour permettre à celui-ci d'intervenir sur l'outil monté sur le porte-outil correspondant. Le système de frappe désigné par la référence générale 18 comporte un vérin hydraulique 19 fixé à l'extrémité 4 de la colonne avec un prolongement 20 formant culasse de réception pour les porte-outils 5 et 6 et comportant à cet effet, une partie semi-cylindrique 22 dans laquelle chacun des porte-outils 5 et 6 est destiné à être mis en place. L'extrémité active 23 du vérin 19 fait saillie dans la culasse 22 qui comporte à son extrémité inférieure une gorge 24 de plus grand diamètre destinée à recevoir une nervure périphérique 25 ou 26 du porte-outil 5,6 correspondant afin d'assurer son immobilisation axiale dans la culasse 20. Sur la culasse sont en outre montés des leviers 27,28 de blocage en position des porte-outils 6,5 respectivement. Ces leviers sont destinés à coopérer avec des doigts 30,31 s'étendant radialement à partir des porteoutils 6 et 5 respectivement. Le porte-outil 5 reçoit des outils de poinçonnage tels que l'outil 35 représenté en trait mixte sur la figure 2. I1 s'agit d'outils du type "cartouche". Le porte-outil 5 est donc utilisé pour les travaux standards de poinçonnage. Bien entendu, le diamètre d'un trou pouvant être obtenu dans une tôle à l'aide d'un outil tel que l'outil 35, dépend du diamètre de cet outil. Le porte-outil 6 reçoit un outil 36 d'encochage à angle variable, de forme générale triangulaire. Cet outil 36 est porté par une plaque 37 rendue solidaire d'un poussoir en forme de piston 38 monté déplaçable dans un alésage 39 du porte-outil 6 sous l'action de l'extrémité 23 du vérin 19 lorsque le porteoutil 6 est en place dans la culasse 20. L'outil d'encochage 36 comporte un talon 40 dont la fonction sera décrite en référence aux figures 4 et 5. Sur la figure 3, on a représenté en pointillés, sur le porte-outil 6, la trace de l'encombrement angulaire de l'outil d'encochage 36. On voit donc dans le présent exemple, que cet outil a un angle de 30". Cet angle peut être différent de cette valeur, mais il est généralement inférieur à 90 . L'outil d'encochage 36 est monté par l'intermédiaire de la plaque 37 et du poussoir 38, de manière à pouvoir tourner autour d'un axe passant par sa pointe, qui coïncide avec l'axe du porte-outil 6. Ainsi, pour réaliser des encoches présentant une valeur angulaire quelconque, l'opérateur doit procéder en deux coupes. La première coupe enlève un angle égal à l'angle de l'outil et la deuxième enlève le complément de l'angle désiré, la partie intermédiaire entre ces deux angles tombant d'elle-même car elle n'est plus rattachée à la tôle. Selon un mode de réalisation préféré, la longueur des arêtes de coupe de l'outil 36 est par exemple de 100 mm. On va maintenant se référer aux figures 4 et 5 pour décrire les moyens supportant les matrices complémentaires aux outils de poinçonnage et aux outils d'encochage montés dont lesdits porte-outils 5 et 6. Sur la figure 4, on a représenté la zone de la table porte-pièce 2 située au-dessous du système de frappe et des porte-outils 5 et 6 lorsqu'ils sont en position de travail. Sur la figure 4, des parties de la table portepièce située autour des moyens de support des matrices destinées à coopérer avec les outils portés par les porteoutils 5,6 ont été enlevées pour permettre d'apercevoir les éléments importants entrant dans la construction de l'agencement suivant l'invention. Sur cette figure, on voit que la table portepièce comporte un plateau de support de matrice 45 dans lequel est réalisé par usinage un logement de forme oblongue 46 destiné à recevoir dans deux positions de centres A et B différentes, une matrice d'encochage 47 ou une matrice de poinçonnage lorsque les opérations à effectuer sont des opérations de poinçonnage à l'aide du porte-outil 5. Dans le mode de réalisation représenté à la figure 4, c'est la matrice d'encochage 47 qui est en place dans le plateau de support 45. Cette matrice comporte une empreinte 48 destinée à recevoir le poinçon d'encochage 36 porté par le porteoutil 6, cette empreinte 48 est de forme complémentaire à celle de l'outil d'encochage 36 et comporte une extrémité élargie de section rectangulaire 49 destinée à recevoir le talon 40 de cet outil. La matrice 47 présente une forme de disque cylindrique et elle est maintenue en place dans son logement à l'aide d'un excentrique 50 placé dans un sabot de serrage formé de deux éléments 51,52 entre lesquels sont disposés des ressorts de traction 52a tendant à les rapprocher. Le sabot 51,52 a une forme de croissant complémentaire à celle de la matrice 47 pour remplir le logement 46 pratiquement dans sa totalité. La matrice 47 est entraînée en rotation par l'intermédiaire du plateau de support 45 par un système de roue creuse 54 solidaire du plateau 45 et de vis sans fin 55 ou par un couple de pignons. La commande de la rotation peut être manuelle, motorisée ou numérisée. Comme représenté à la figure 5, lorsque le porte-outil 6 dans lequel est monté le poinçon d'encochage 36 est en place au-dessus de la zone de travail de la machine, sans être sollicité par le système de frappe, le talon 40 du poinçon d'encochage 36 est engagé dans la zone élargie 49 de l'empreinte 48 de la matrice 47, de sorte que lorsque la matrice 47 est entraînée en rotation par le mécanisme à roue creuse 54 et à vis 55, elle entraîne à son tour en rotation, l'outil d'encochage 36 par l'intermédiaire de son talon 40. L'ensemble de l'outillage peut tourner de façon continue sans limitation d'angle. La lecture de la valeur de l'angle de rotation est assurée par un secteur gradué 56 porté par la surface latérale de la plaque 37 à laquelle est fixé l'outil d'encochage 36. Deux butées d'arrêt réglables 57 dont une est représentée à la figure 4, sont utilisables pour limiter la course de l'outil d'encochage 36. La mise en place de telles butées 57 est utile pour effectuer des travaux de série. Comme représenté aux figures 4 et 5, dans le logement oblong 46 du plateau de support 45, sont prévus des éjecteurs 60 destinés à provoquer le soulèvement de la matrice 47 ou bien de la matrice de poinçonnage lorsqu'elle mise en place, dès que le dispositif à sabot de serrage 51,52 est relâché, de manière à faciliter l'extraction d'une matrice en vue de son remplacement par une autre. Il y a quatre éjecteurs actifs pour soulever la matrice 47. Cependant, leur nombre total est égal à six, deux de ces éjecteurs situés dans la zone du logement 46 occupée par le sabot de serrage 51,52 étant neutralisés par celui-ci. Comme représenté plus clairement à la figure 5, chacun de ces éjecteurs comporte un poussoir 61 monté déplaçable en translation dans un trou 62 qui débouche dans le logement oblong 46 du plateau de support 45 et qui est ménagé dans la paroi du plateau de support 45 qui constitue le fond dudit logement oblong 46. Le poussoir 61 est monté dans le trou 62 par l'intermédiaire d'une douille 63 logée dans le trou 62 et dans l'extrémité de laquelle opposée au poussoir 61 est montée une vis de centrage 64 dont l'épaulement forme un appui pour un ressort hélicoïdal 65. L'extrémité de ce ressort opposée à l'épaulement de la vis 64 prend appui contre le poussoir 61 pour le solliciter vers le logement oblong 46 du plateau de support 45. L'agencement de la figure 4 comporte en outre quatre galets de centrage 68 qui sont mis en contact avec la surface périphérique du plateau de support 45 pour assurer le centrage de celui-ci. Les galets 68 sont montés à rotation dans des boîtiers 69 fixés au bâti de la machine, par l'intermédiaire de coulisseaux 70 actionnés par des systèmes vis-écrou 71 dont les vis 72 forment poussoirs pour les coulisseaux 70 et dont les écrous 73 sont fixés au bâti de la machine. Le nombre des galets de centrage 68 peut être au moins égal à trois. Ainsi qu'on peut le voir en revenant à la figure 1, la table de la machine est équipée de deux butées, une butée X avec un déplacement dans le sens perpendiculaire à la colonne ou col de cygne 3 de la machine constituée par les moyens de blocage 11 et une butée 12a avec un déplacement dans le sens de la colonne 3. Le déplacement de ces butées est manuel. Il peut également être numérisé. Le guidage des deux butées est assuré sur des profils tels que les glissières munies de paliers à billes. La machine comporte en outre un dispositif de positionnement 80 du plateau de support 45 et par consequent de la matrice correspondant à l'opération que l'on envisage de réaliser avec la machine. Dans le présent exemple, il s'agit de la matrice d'encochage 47. Ce dispositif de positionnement comporte une tige 81 dont une extrémité 82 est engagée dans un orifice 83 ménagé dans le plateau de support 45 disposé dans le plan du grand axe du logement oblong 46. Ainsi, le plateau de support peut être positionné avec précision dans une position initiale perpendiculaire à la face avant de la machine, car la tige 81 est montée déplaçable dans des supports tels que 85 solidaires du bâti de celle-ci. La manoeuvre de la tige 81 est assurée par une poignée non représentée permettant de tirer sur la tige afin de l'extraire du logement 83 du plateau de support 45 et de libérer ainsi le plateau de support 45. Le positionnement précis de l'outil d'encochage 36 peut à son tour être réglé au moyen d'un dispositif de positionnement 90 analogue au dispositif 80 de positionnement du plateau de support 45 et comprenant une tige 91 pourvue d'une poignée de manoeuvre 92 montée à coulissement dans la paroi du porte-outil 6 et dont l'extrémité intérieure est engagée dans un orifice radial 93 ménagé dans la paroi latérale du poussoir 38 dans une position correspondant à une position initiale de l'outil d'encochage 36. Un ressort de rappel non représenté sollicite la tige 91 vers sa position engagée dans l'orifice 93 du poussoir 38. La machine qui vient d'être décrite fonctionne de la manière suivante. Lorsque l'on souhaite procéder à des opérations de poinçonnage, on met en place dans la culasse 20, le porte-outil 5 pourvu de son poinçon 35. Cette mise en place est assurée en faisant tourner le porte-outil 5 autour de la broche 16 d'articulation de son bras 7 de sa position de repos représentée à la figure 1 jusque dans sa position de travail dans laquelle il est engagé dans la culasse 20. Le verrouillage du porte-outil 5 dans la culasse est assuré en abaissant le levier 28 qui vient coopérer avec le doigt radial 31 en saillie par rapport à la surface extérieure du porte-outil 5. En se référant à la figure 4, on voit que pour que la machine puisse effectuer des opérations de poinçonnage, on procède à la mise en place d'une matrice complé mentaire au poinçon 35 dans une position dans le logement oblong 46 du plateau de support 45 opposée à celle qu'occupe la matrice 47 complémentaire de l'outil d'encochage. A cet effet, on agit sur l'excentrique 50 pour provoquer le rapprochement des deux éléments 51 et 52 du sabot de serrage de la matrice 47. Le relâchement de l'excentrique 50 provoque le rapprochement des deux éléments 51 et 52 du sabot par l'action des ressorts de rappel 52a disposés entre ces deux éléments. Le relâchement du sabot provoque la libération de la matrice 47 qui est repoussée par les éjecteurs 60 au-dessus de la surface du plateau de support 45 et peut être aisément retirée. Le sabot de serrage 51,52 est lui aussi retiré. Ensuite, on procède à la mise en place d'une matrice de poinçonnage de même diamètre extérieur que la matrice 47, mais à l'extrémité du logement oblong 46 opposée à celle qu'occupe la matrice 47 sur la figure 4. On met ensuite en place le sabot de serrage 51, 52 dans l'espace laissé libre par la nouvelle matrice pour assurer le serrage de celle-ci en agissant sur l'excentrique 50 pour provoquer l'écartement des deux éléments 51 et 52 du sabot et assurer ainsi le serrage de la matrice de poinçonnage dans sa position de travail. La machine est alors prête à effectuer des opérations de poinçonnage à l'aide du poinçon 35 qui se trouve dans le porte-outil 5. Si l'on souhaite faire fonctionner la machine en encocheuse, on retire de la culasse 20 de celle-ci, le porte-outil 5 en le faisant tourner de sa position de travail, vers sa position de repos représentée à la figure 2 et l'on remplace le porte-outil 5 par le porte-outil 6 dans la position de travail en faisant tourner ce porteoutil autour de la broche d'articulation 16 de son bras 7 jusqu'à ce qu'il vienne occuper dans la culasse 20 la place qu'occupait précédemment le porte-outil de poinçonnage 5. On verrouille le porte-outil d'encochage 6 à l'aide du levier 27 qui coopère avec le doigt radial 30 de celui-ci. En ce qui concerne la modification de la table de la machine, on retire du plateau de support 45, la matrice de poinçonnage qui y était préalablement placée, toujours à l'aide des éjecteurs 60 après avoir libérée la matrice par action sur l'excentrique 50 pour provoquer le rapprochement des deux éléments 51 et 52 du sabot de serrage et on remplace la matrice de poinçonnage par la matrice 47 d'encochage en plaçant cette dernière dans la position représentée à la figure 4. Le positionnement précis de la matrice d'encochage 47 par rapport au plateau support 45 est assuré au moyen d'un dispositif de positionnement 80 du plateau 45 qui s'étend coaxialement avec le grand axe du logement oblong 46. Lorsque la machine est prête à effectuer des opérations d'encochage, le talon 40 de l'outil d'encochage 36 est engagé dans la partie élargie 49 de l'empreinte 48 de la matrice 47, de sorte que toute rotation de la matrice 47 entraînée par celle du plateau de support 45 provoque également la rotation du poinçon d'encochage 36 autour de sa pointe, c'est à dire autour du centre A du plateau de support 45. L'ensemble de l'outillage peut ainsi tourner d'une façon continue sans limitation d'angle. La lecture de la valeur de l'angle de rotation est assurée par le secteur gradué 56 représenté sur la figure 5. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit, les porte-outils 5 et 6 sont démontables. I1 est donc possible de remplacer dans la machine suivant l'invention, le porte outil 6 d'encochage par un autre porte-outil de poinçonnage. On voit donc que la machine qui vient d'être décrite constitue une machine poinçonneuse et encocheuse combinée permettant de réaliser pour un prix de revient raisonnable tour à tour des fonctions de poinçonnage et d'encochage et ceci avec un nombre de manoeuvre de changement d'outil réduit au minimum. Bien que dans l'exemple décrit et représenté, la machine comporte deux porte-outils montés sur des bras oscillants, il est possible d'envisager d'équiper la machine d'un nombre de porte-outils plus important. REVENDICATIONS 1. Machine pour le découpage de tôles comprenant un bâti (1) pourvu d'une table porte-pièce (2) et d'une partie supérieure définissant au-dessus de la table (1) un espace de travail et portant un vérin hydraulique (18) équipé d'un système de frappe destiné à agir sur des outillages de la machine, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux porte-outils (5,6) portés par des bras pivotants (7) et déplaçables entre une position de repos située hors de la zone de travail et une position de travail située à l'aplomb du système de frappe de la machine, les deux porte-outils (5,6) étant destinés à recevoir différents outils de découpage (35,36). 2. Machine de découpage suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu elle comporte un premier porteoutil (5) destiné à recevoir un outil de poinçonnage (35) et un second porte-outil (6) destiné à recevoir un outil d'encochage (36), la machine ainsi équipée étant une machine de poinçonnage et d'encochage. 3. Machine suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte une culasse (20) de réception des porte-outils (5,6) en position de travail, ladite culasse comportant des leviers (27,28) de verrouillage coopérant respectivement avec des doigts radiaux (30,31) fixés sur les porte-outils (6,5) pour assurer le verrouillage de ceux-ci en position de travail à l'aplomb du système de frappe. 4. Machine suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que l'outil d'encochage (36) est monté dans le porte-outil (6) par l'intermédiaire d'une plaque (37) solidaire d'un poussoir (38) monté libre en rotation et déplaçable en translation dans le porte-outil (6). 5. Machine suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le porte-outil d'encochage (6) comporte un dispositif (90) de positionnement angulaire de l'outil d'encochage (36) et en ce que la surface latérale de la plaque (37) à laquelle est fixé l'outil d'encochage (36) porte une graduation (56) de lecture de la position angulaire de l'outil d'encochage (36). 6. Machine suivant l'une des revendications 4 et 5, caractérisée en ce que l'outil d'encochage (36) comporte un talon (40) d'entraînement dudit outil selon un déplacement angulaire pour réaliser des encochages à angle variable. 7. Machine suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que la table porte-pièce (2) comporte à l'aplomb du système de frappe de la machine, un plateau de support (45) monté à rotation dans ladite table et entraîné en rotation par des moyens d'entraînement (54,55), le plateau de support (45) comportant un logement oblong (46) de réception dans deux positions définies par ses deux extrémités, d'une matrice de poinçonnage complémentaire de l'outil de poinçonnage (35) monté dans le porte-outil de poinçonnage (5) et d'une matrice d'encochage (47) complémentaire de l'outil d'encochage (36) monté dans le porte-outil d'encochage (6), et en ce qu'un sabot (51,52) de serrage de la matrice d'encochage (47) ou de la matrice de poinçonnage est placé dans la partie du logement oblong (46) laissée libre par la matrice correspondante pour assurer le serrage de celle-ci dans le logement oblong (46). 8. Machine suivant la revendication 7, caractérisée en ce que le sabot de serrage est réalisé en forme de croissant, en deux parties (51,52) sollicitées l'une vers l'autre par des ressorts (52a) et écartables l'une de l'autre par des moyens à came (50). 9. Machine suivant l'une des revendications 7 et 8, caractérisée en ce que la matrice d'encochage (47) comporte une empreinte (48) complémentaire de l'outil d'encochage et pourvue d'une zone élargie (49) de réception du talon (40) de l'outil d'encochage (36) en vue d'assurer l'entraînement de l'outil d'encochage (36). 10. Machine suivant l'une des revendications 7 à 9, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre des éjecteurs (60) disposés dans le fond du logement oblong (46) de réception des matrices complémentaires des outils de poinçonnage et d'encochage (35,36), destinés à faire sortir la matrice en place dans la machine par rapport à la surface de la table porte-pièce (2) dès le relâchement du sabot de serrage (51,52) afin de faciliter le retrait de ladite matrice. 11. Machine suivant l'une des revendications 7 à 10, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins trois galets (68) en prise avec la surface latérale périphérique du plateau de support (45), lesdits galets (68) étant montés dans des coulisseaux (70) déplaçables de façon réglable dans des boîtiers (69) solidaires du bâti de la machine au moyen de systèmes à vis (72) et écrous (71) et permettant d'assurer le centrage du plateau de support (45). 12. Machine suivant la revendication 11, caractérisée en ce que les galets de centrage (68) sont au nombre de quatre. 13. Machine suivant l'une des revendications 7 à 12, caractérisée en ce qu'elle comporte des butées (57) de déplacement angulaire du plateau de support (45) permettant de définir une course répétitive du plateau et par conséquent de la matrice d'encochage mise en place sur celui-ci pour réaliser des opérations d'encochage répétitives.