Brevet FR2750627A1 — publié le 19980109

La présente invention concerne un outil de poinçonnage, destiné notamment au poinçonnage de tôles. Les outils connus de ce type comportent une tête de frappe, un poinçon et une matrice, le tout étant monté à l'intérieur d'une structure porteuse. La tôle à poinçonner est placée entre le poinçon et la matrice et la tête de frappe agit sur le poinçon pour poinçonner la tôle. Les outils de poinçonnage présentent une forme de U renversé, couché à l'horizontale, appelée en col de cygne. La tôle à poinçonner prend place entre les deux branches du U, la matrice se trouve à l'extrémité d'une branche du U et le poinçon se trouve face à la matrice, à l'extrémité de l'autre branche du U. La structure porteuse de l'outil comporte deux plaques latérales en forme de col de cygne, une plaque supérieure et une plaque inférieure. A l'intérieur de cette structure qui porte la tête de frappe, prennent place le poinçon et la matrice qui sont reliés l'un à l'autre par un élément en forme de col de cygne. Ces structures ont l'inconvénient d'être lourdes. Les plaques latérales doivent encaisser une charge importante à chaque poinçonnage. La forme de ces plaques latérales n'est pas idéale pour supporter des charges importantes. De ce fait, elles présentent une épaisseur correspondante, pour que les déformations ne soient pas trop grandes. De plus, on retrouve un élément en forme de col de cygne à l'intérieur de la structure porteuse. Cet élément de par sa forme et son encombrement est lourd. Le déplacement de ces outils de poinçonnage est difficile et lorsqu'il s'agit de réaliser plusieurs poinçonnages sur une seule tôle, c'est généralement la tôle qui se déplace et non l'outil. Le but de l'invention est alors de fournir un outil de poinçonnage de structure plus légère mais tout aussi rigide, dans lequel le changement du poinçon et de la matrice peut s'effectuer sans difficulté. A cet effet, elle propose un outil de poinçonnage comprenant une tête de frappe, au moins un poinçon monté dans un porte-poinçon, une matrice ainsi qu'une structure porteuse de ces éléments présentant une forme générale de U, appelée aussi col de cygne, la tête de frappe et le porte-poinçon se trouvant à l'extrémité libre d'une branche du U, face à la matrice se trouvant à l'extrémité libre de l'autre branche du U. Selon l'invention, la structure porteuse est une structure tubulaire, montée pivotante, autour d'un axe sensiblement perpendiculaire aux branches du U, sur un support. Le fait que la structure porteuse soit tubulaire permet d'avoir une rigidité accrue par rapport aux outils de poinçonnage de l'art antérieur, tout en étant plus légère. Cependant, cette structure fermée ne permet plus d'accéder comme sur les outils de l'art antérieur au niveau de la matrice et du porte poinçon. L'invention prévoit donc de rendre la structure porteuse pivotante, de telle sorte qu'après pivotement il soit possible d'accéder à ces éléments. Avantageusement, la structure porteuse peut pivoter entre une position où les branches du U sont sensiblement horizontales et une position où elles sont sensiblement verticales, dans cette dernière position, la tête de frappe, le poinçon et la matrice se trouvant en haut de la structure porteuse. L'accès à ces divers éléments est alors aisé. Pour faciliter leur démontage et leur remplacement, le porte-poinçon et la matrice sont montés de manière amovible sur la structure porteuse. Dans une forme de réalisation préférentielle, la structure porteuse présente deux branches tubulaires de section sensiblement rectangulaire reliées entre elles par une base tubulaire de section sensiblement rectangulaire. Pour une plus grande flexibilité d'emploi de l'outil selon l'invention, le support sur lequel est montée la structure porteuse est avantageusement mobile en translation. Dans une forme de réalisation, le support est muni de patins destinés à glisser sur des rails de guidage. Pour l'entraînement en translation, l'invention propose que le support soit fixé à une courroie crantée passant sur un arbre de commande cannelé et une poulie menée. Lorsque le support se déplace, il se déplace de préférence sensiblement parallèlement à l'axe des branches du U de la structure porteuse, de plus une butée est prévue du côté de la base du U, en outre la structure porteuse présente de chaque côté un tenon, et la butée comporte une découpe, destinée à recevoir le tenon lorsque la structure porteuse est contre la butée et à guider la structure porteuse lors de son pivotement. De toute façon, l'invention sera bien comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexe, représentant à titre d'exemple non limitatif un outil de poinçonnage selon l'invention. Figure 1 en est une vue en coupe longitudinale, selon la ligne de coupe I-I de la figure 2, Figure 2 est une vue en coupe selon la ligne de coupe II-II de la figure 1, Figure 3 est une vue en coupe selon la ligne de coupe III-III de la figure 2, et Figure 4 est une vue de côté, montrant l'outil de poinçonnage de la figure 1 en position basculée. L'outil de poinçonnage représenté aux figures 1 à 4 comporte une tête de frappe 2, un porte poinçon 4 muni d'un poinçon 6 et une matrice 8. Tous ces éléments sont montés dans une structure porteuse 10. La structure porteuse 10 présente une forme de U renversé, dont les branches sont sensiblement horizontales. L'espace libre entre les branches du U est destiné au passage d'une tôle devant être poinçonnée. De ce fait, l'écart entre les branches est réduit. Cette forme est couramment dite "de col de cygne". La structure porteuse 10 comporte une branche supérieure 12 et une branche inférieure 14 sensiblement horizontales, ainsi qu'une base 16 sensiblement verticale reliant les deux branches 12,14 horizontales. Comme le montrent les figures 1 et 2, la structure porteuse 10 est tubulaire. Chaque branche et la base sont de sections sensiblement rectangulaires. Une paroi de renfort 18 est prévue pour séparer chaque branche 12,14 de la base 16. La branche supérieure 12 de la structure porteuse porte à son extrémité libre la tête de frappe 2 et le porte poinçon 4, tandis que l'autre branche 14 porte à son extrémité libre, face au porte poinçon 4, la matrice 8. Tous ces éléments sont montés de manière amovible sur la structure porteuse 10. La tête de frappe 2 fonctionne avec un moteur électrique. Bien entendu, une tête de frappe classique utilisant un vérin hydraulique peut être utilisée. La tête de frappe 2 comporte un coulisseau 20 qui agit sur le poinçon 6 pour poinçonner la tôle. Le coulisseau 20 est monté excentriquement sur un arbre d'une première poulie 22. Cette dernière est reliée par une bielle 24 à une seconde poulie 26, la bielle 24 et la poulie 26 étant montées de façon excentrée l'une par rapport à l'autre. Les deux poulies 22 et 26 sont entraînées en rotation par une courroie crantée 28 passant sur une troisième poulie 30. Cette dernière est entraînée par un moteur 32. Une démultiplication est réalisée entre l'arbre de sortie du moteur 32 et la troisième poulie 30. Cette solution permet d'obtenir le déplacement nécessaire et d'exercer en fin de course une force suffisante pour réaliser un bon poinçonnage tout en utilisant un moteur électrique qui est non polluant et facile à réguler. Afin de pouvoir accéder au porte poinçon 4 et à la matrice 8 et changer ces éléments, il est prévu de pouvoir faire pivoter l'outil de poinçonnage. A cet effet, la structure porteuse 10 est montée pivotante autour d'un axe 34 sur un support 36. Ce dernier est mobile en translation dans la forme d'exécution préférentielle représentée au dessin et se déplace parallèlement aux branches 12,14 de la structure porteuse. Le pivotement de la structure porteuse 10 s'effectue lorsque le support 36 est en fin de course du côté de la base 16 (figure 4). Une butée fixe 38 ainsi qu'un tenon 40 solidaire de la structure porteuse 10 sont prévus. Lors du déplacement en translation du support 36, en fin de course du côté de la base 16 (à gauche sur les figures 1,2 et 4), le tenon 40 vient contre la butée 38. Cette dernière est munie d'une encoche 42 dans laquelle vient loger le tenon 40. Le fond de cette encoche 42 communique avec une fente 44 servant de guide au tenon 40 lorsque la structure porteuse 10 pivote autour de son axe 34. La fente 44 est telle que le tenon vient en butée au fond de la fente lorsque la structure porteuse 10 a pivoté de 90 . Le pivotement pour passer de la figure 1 à la figure 4 a lieu dans le sens trigonométrique, de telle sorte que le porte poinçon 4 et la matrice 8 se retrouvent en position supérieure Dans cette dernière position, il est facile d'accéder au porte poinçon 4 et à la matrice pour les changer par d'autres pièces semblables mais permettant de réaliser des poinçonnages différents. Le support 36 est muni de patins de guidage 46 et est guidé sur des rails 48. Ces rails sont sensiblement parallèle aux branches 12,14 de l'outil de poinçonnage. L'entraînement du support 36 sur les rails s'effectue par l'intermédiaire d'une courroie crantée 50, d'un arbre de commande 52 cannelé et d'une poulie menée 54. La courroie crantée 50 est une courroie linéaire dont les deux extrémités sont fixées à un profilé 56 solidaire du support mobile 36 et passant sur l'arbre de commande 52 et la poulie menée 54. L'arbre de commande 52 est entraîné par un moteur non représenté permettant de connaître exactement la position angulaire de l'arbre de commande 52 et donc du support 36 et du poinçon 6. Le déplacement du support 36 ne permet pas seulement de faire passer l'outil de poinçonnage d'une position de travail (figure 1) vers une position de maintenance (figure 4), mais il permet aussi de réaliser des poinçonnages à différentes distances du bord d'une tôle, sans bouger celle-ci. La mobilité de l'outil de poinçonnage est facilitée par la masse relativement faible de l'outil. La structure et la conception de cet outil font qu'il est léger tout en étant rigide pour encaisser les contraintes exercées lors d'un poinçonnage. La structure tubulaire et la possibilité de pivotement permettent, par rapport à un outil de poinçonnage de l'art antérieur tel que décrit au préambule de la présente demande de brevet, d'une part d'avoir une structure porteuse plus légère et d'autre part de supprimer l'élément reliant la matrice au porte poinçon. Dans les outils de poinçonnage de l'art antérieur, les efforts exercés sont encaissés par les plaques latérales de la structure porteuse. La structure tubulaire de l'outil selon l'invention permet d'un point de vue résistance des matériaux de rigidifier la structure porteuse sans augmenter la masse de celle-ci. La conception pivotante de la structure porteuse permet quant à elle de pouvoir accéder au porte poinçon et à la matrice et de changer ceux-ci lorsque l'on souhaite réaliser des poinçonnages avec d'autres poinçons. Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux formes de réalisation d'un outil de poinçonnage décrites ci-dessus à titre d'exemples non limitatifs elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Outil de poinçonnage comprenant une tête de frappe (2), au moins un poinçon (6) monté dans un portepoinçon (4), une matrice (8) ainsi qu'une structure porteuse (10) de ces éléments présentant une forme générale de U, appelée aussi col de cygne, la tête de frappe (2) et le porte-poinçon (4) se trouvant à l'extrémité libre d'une branche du U, face à la matrice (8) se trouvant à l'extrémité libre de l'autre branche du U, caractérisé en ce que la structure porteuse (10) est une structure tubulaire, montée pivotante, autour d'un axe (34) sensiblement perpendiculaire aux branches (12,14) du U, sur un support (36). 2 - Outil de poinçonnage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la structure porteuse (10) peut pivoter entre une position où les branches du U (12,14) sont sensiblement horizontales et une position où elles sont sensiblement verticales, dans cette dernière position, la tête de frappe (2), le poinçon (6) et la matrice (8) se trouvant en haut de la structure porteuse (10). 3 - Outil de poinçonnage selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le porte-poinçon (4) et la matrice (8) sont montés de manière amovible sur la structure porteuse (10). 4 - Outil de poinçonnage selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure porteuse (10) présente deux branches tubulaires (12,14) de section sensiblement rectangulaire reliées entre elles par une base tubulaire (16) de section sensiblement rectangulaire. 5 - Outil de poinçonnage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support (36) sur lequel est montée la structure porteuse (10) est mobile en translation. 6 - Outil de poinçonnage selon la revendication 5, caractérisé en ce que le support (36) est muni de patins (46) destinés à glisser sur des rails de guidage (48). 7 - Outil de poinçonnage selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que le support (36) est fixé à une courroie crantée (50) passant sur un arbre de commande cannelé (52) et une poulie menée (54). 8 - Outil de poinçonnage selon l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le support (36) se déplace sensiblement parallèlement à l'axe des branches du U de la structure porteuse, en ce qu'une butée (38) est prévue du côté de la base (16) du U, en ce que la structure porteuse (10) présente de chaque côté un tenon (40), et en ce que la butée (36) comporte une découpe (42), destinée à recevoir le tenon (40) lorsque la structure porteuse (10) est contre la butée (36) et à guider la structure porteuse (10) lors de son pivotement.