Brevet FR2889977A1 — publié le 20070302

DISPOSITIF DE RELEVAGE DE POINCON POUR MACHINE DU TYPE MACHINE UTILISANT LA TRANSFORMATION DE L'ENERGIE ADIABATIQUE L'invention se rattache au secteur technique des machines, machines outils utilisant la transformation de l'énergie adiabatique. Des machines ont été développées par le demandeur avec, en particulier, un procédé et dispositif d'amortissement d'énergie qui a fait l'objet du brevet FR 2.859.935. Différents travaux de recherche ont été poursuivis par le demandeur, en particulier sur le contrôle d'amortissement de l'énergie adiabatique, qui ont abouti à des solutions pour lesquelles des demandes de brevets parallèles sont en cours. En vue de l'optimisation du fonctionnement de ce type de machines, le demandeur s'est aussi intéressé au problème du changement d'outils. A cet effet, et pour la bonne compréhension de l'invention, on a illustré, figure 1, le schéma de fonctionnement de la machine dans le cadre de découpage adiabatique. Le principe est que le poinçon rentre dans la plaque de tôle avec une vitesse élevée. Lors de l'impact du poinçon sur la plaque de tôle, la pièce reçoit de l'énergie mécanique très localisée. Cette énergie n'a pas le temps de diffuser et crée un échauffement instantané. L'éjection de la partie découpée est provoquée par la viscosité de la matière couplée à l'effort exercé par le poinçon. La mise en oeuvre de ce procédé s'effectue avec une machine qui comprend successivement une table de travail (1), un sommier (2), situé dans le plan supérieur horizontal, et en appui sur des moyens amortisseurs (3) de l'énergie transmise par le moyen presseur (4) du type bélier. Les moyens amortisseurs (3) sont guidés et maintenus par des blocs récepteurs (5) verticaux. Le sommier présente une cavité de guidage d'un poussoir (6) vertical agissant en poussée sur un poinçon (7) lui-même guidé par un corps support (8) du poinçon en assurant son guidage. L'extrémité du poinçon est agencée avec un ou des outils (7a 7b) pour la perforation de la tôle à découper (9), laquelle avance pas à pas (perpendiculairement au plan du dessin). Des moyens (10), disposés entre le corps support (8) du poinçon et la table de travail de la machine, contrôlent le positionnement et l'avance de la tôle, mais ainsi par le biais d'ouvertures autorisent l'évacuation des parties découpées. Ce poinçon est relevé verticalement par des ensembles de vérins (11) qui assurent les différentes positions du poinçon en fonction des étapes de poinçonnage. Ainsi, dans cette mise en oeuvre, les vérins de relevage du poinçon se trouvent sur la table de travail de la machine et viennent encombrer son environnement. Cela présente, en pratique, un certain nombre d'inconvénients, à savoir: la surface perdue par la présence des vérins et de leur moyen support sur la table de travail de la machine limite la taille des outils que l'on ne peut monter de par l'encombrement existant. - les vérins gênent l'accès pour le montage et le démontage des outils 25 et donc diminuent le temps productif de la machine. - le câblage hydraulique et les capteurs de position des vérins se trouvent dans l'aire de travail de la machine. 2889977 3 L'ensemble de ces inconvénients ont amené le demandeur à réfléchir à une nouvelle conception du dispositif de relevage du poinçon qui permette de s'affranchir de ces contraintes, de libérer la zone entourant les outils et la table de travail de la machine et qui, globalement, permette une amélioration de la productivité de la machine. Selon une première caractéristique, le dispositif de relevage de poinçon pour machine du type utilisant la transformation de l'énergie adiabatique, la machine étant du type incluant une table de travail, un corps support de poinçon, un poinçon et des vérins élévateurs du poinçon, est remarquable en ce que la table de travail et le bloc de guidage du poinçon sont agencés pour constituer des moyens autorisant le positionnement et le déplacement de couples de poussoirs de remontage disposés deux à deux en alignement et sollicités par des vérins disposés sous la table de travail de la machine, le poussoir supérieur coulissant dans le corps de guidage étant apte à coopérer avec le poinçon pour le soulever selon certaines phases opératoires. Ces caractéristiques et d'autres encore ressortiront bien de la suite de la description. Pour fixer l'objet de l'invention illustrée de manière non limitative aux figures des dessins où : - la figure 1 est une vue à caractère schématique du principe de fonctionnement d'une machine selon l'art antérieur à partir duquel l'invention a été développée. - la figure 2 est une vue partielle, le poinçon ayant été relevé, la tôle à découper avancée, puis le poinçon abaissé sur cette tôle. 2889977 4 - la figure 3 est une vue partielle à grande échelle de la partie cerclée selon la figure 2. - la figure 4 est une vue partielle et à grande échelle du dispositif autorisant le relevage du poinçon selon l'invention. Sur cette figure, le 5 poinçon n'est pas encore abaissé pour assurer l'opération de découpe ou poinçonnage à laquelle il est destiné. - la figure 5 est une vue à grande échelle de la partie cerclée figure 4. Afin de rendre plus concret l'objet de l'invention, on le décrit maintenant d'une manière non limitative illustrée aux figures des dessins. L'originalité de l'invention relative au dispositif de relevage de poinçon pour machines réside dans la suppression des vérins sur la table de travail de la machine pour laisser libre d'accès à l'outillage pour l'opérateur lors des changements d'outils. Cela est permis par l'utilisation de la table de travail et du bloc de guidage du poinçon comme moyens autorisant le positionnement et le déplacement vertical limité de couples de poussoirs de remontage disposés deux à deux en alignement et sollicités par des vérins disposés sous la table de travail de la machine. La table de travail (20) présente, à partir de sa face inférieure, des cavités (20a) verticales et sur toute sa hauteur définissant trois zones spécifiques (20a1 - 20a2 - 20a3), à savoir: - La zone (20a1) définit un logement pour le passage de la tige (21a) d'un vérin (21) dont l'extrémité reçoit une base d'appui et de poussée (2lb). Le corps (22) du vérin fixé verticalement de toute manière appropriée par rapport à la face inférieure en regard de ladite table. Les raccordements hydrauliques (21c 21d) sont prévus à cet effet. La zone (20a2), consécutive à la précédente et dans son prolongement vertical, est établie sur une grande longueur et autorise le passage et guidage d'un premier élément poussoir (23) de remontage. Ce poussoir est établi sous forme d'une tige cylindrique ou autre section. L'extrémité inférieure (23a) dudit élément poussoir est en face et en regard de la base d'appui (21b) du vérin (21). L'extrémité supérieure (23b) de l'élément poussoir est agencée en léger retrait de la face supérieure de la table avec un épaulement périphérique (23c) de section plus grande. - La zone (20a3) supérieure, en prolongement et en alignement des précédentes, est de section plus large que la section de la zone (20a2) sous jacente pour autoriser ainsi le déplacement contrôlé de la partie supérieure de l'élément poussoir (23). Le raccordement entre les zones (20a2) et (20a3) de section différente constitue justement un plan d'appui et de retenue (20d) formant butée de l'élément poussoir (23) de remontage. Ainsi, en se référant à la figure 2 et de non sollicitation active du vérin (21), l'élément poussoir de remontage (23) repose en appui sur la butée (21d). Dans cette situation, l'extrémité supérieure de l'élément poussoir de remontage se trouve sensiblement en retrait du plan horizontal supérieur de la table de travail de la machine, donc sans débordement. Le nombre de vérins (21) et ainsi le nombre d'éléments poussoirs de remontage (23) est préalablement défini par le constructeur. Ces éléments poussoirs (23) et leur cavité réceptrice entourent la cavité d'évacuation 2889977 6 (20e) des parties découpées de la plaque travaillée formée dans la table de la machine. Dans la partie supérieure au-delà de la table de la machine se trouve le corps de guidage (24) du poinçon (25) c'est-à-dire la partie mobile de la tête de la machine. Le poinçon présente une tête (25a) débordante en partie supérieure du corps de guidage et de section plus large que sa partie médiane (25b) guidée dans un alésage (24a) du corps de guidage, la partie inférieure (25c) du poinçon étant aménagée pour la réception des outils de poinçonnage. Ce corps de guidage (24) entoure de manière classique la matrice réceptrice (26) de la plaque à découper ainsi que le guide-bande (27) de ladite plaque. La tête du poinçon est susceptible de prendre appui sur des moyens (28) dont la fonction est décrite dans une autre demande de brevet du demandeur. En variante, le soulèvement du vérin par le poussoir (30) s'effectue par l'intermédiaire de la cale de battage sur laquelle appui la tête de vérin. Cette cale est poussée par l'extrémité supérieure des poussoirs. Dans ce cas, la tête du poinçon est plus courte et sa masse réduite. Cette variante n'est pas illustrée. Ainsi, le poinçon coopère directement ou indirectement avec le poussoir (30) selon les modes de réalisation, la fonction étant la même. Selon l'invention, le corps de guidage est agencé avec une pluralité de trous (29) traversant verticalement, et ce en étant positionnés en alignement axial de chacune des cavités formées dans la table de travail et autorisant le passage des éléments poussoirs de remontage. Ces trous (29) en nombre identique à celui des cavités sous jacentes autorisent le positionnement d'un second élément poussoir de remontage (30). Chaque élément poussoir (30) est de longueur plus importante que la hauteur du corps de guidage du poinçon de manière à déborder dans le plan supérieur, dans une configuration en tête (30a) épaulée de section plus importante que la partie intégrée dans le corps de guidage. Ainsi, ladite tête (30a) vient reposer en appui sur la face supérieure horizontale du corps de guidage. L'extrémité inférieure (30b) dudit élément poussoir ne déborde pas du plan inférieur horizontal du moyen de guidage du poinçon. La disposition de ces éléments poussoirs (30) est telle qu'ils soient en regard inférieur sur la tête (25a) du poinçon. Ainsi, dans la configuration de la figure 4, en situation de non sollicitation, les éléments poussoirs (23 et 30) ne se touchent pas et n'ont aucune action commune. On définit ainsi des couples de poussoirs (23 30) de remontage disposés en alignement vertical. La figure 5 illustre parfaitement cette position relative. Leur nombre est défini par le constructeur selon les applications désirées. Autour du poinçon et de son corps de guidage, on retrouve des moyens connus de la machine, à savoir un sommier (31) horizontal en appui et guidé sur des moyens (32) absorbeurs de l'énergie adiabatique transmise par la force de frappe du bélier (non représenté). En se référant aux figures 2 et 3 des dessins, après poinçonnage de la plaque à découper, l'activation des vérins (21) va entraîner l'élévation de leur tige et donc la mise en contact des butées d'appui (21b) qui leur sont associées avec les éléments poussoirs (23) inférieurs de remontage. Ceux-ci vont être soulevés et, à leur tour, ils vont entrer en contact avec les éléments poussoirs (30) supérieurs et les soulever jusqu'à provoquer le soulèvement du poinçon par le contact avec la tête du poinçon. Le déplacement reste cependant limité de par le contact du poinçon avec la base du sommier. Cette mise en oeuvre permet de modifier sans peine la position des outils de poinçonnage, après leur démarrage par enlèvement transversal du bloc outil. La solution apportée par l'invention est simple à mettre en oeuvre, peu coûteuse et répond totalement à l'objectif visé. 2889977 9 REVENDICATIONS - 1- Dispositif de relevage de poinçon pour machine du type utilisant la transformation de l'énergie adiabatique, la machine étant du type incluant une table de travail, un corps support de poinçon, un poinçon et des vérins élévateurs du poinçon, caractérisé en ce que la table de travail (20) et le bloc de guidage (24) du poinçon sont agencés pour constituer des moyens autorisant le positionnement et le déplacement de couples de poussoirs de remontage (23 30) disposés deux à deux en alignement et sollicités par des vérins (21) disposés sous la table de travail (20) de la machine, le poussoir supérieur (30) coulissant dans le corps de guidage étant apte à coopérer avec le poinçon pour le soulever selon certaines phases opératoires. - 2- Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que la table de travail (20) présente, à partir de sa face inférieure, des cavités (20a) verticales et sur toute sa hauteur définissant trois zones spécifiques (20a1 - 20a2 - 20a3) : - Une zone (20a1) définissant un logement pour le passage de la tige (2la) d'un vérin (21) dont l'extrémité reçoit une base d'appui et de poussée (2lb). - Une zone (20a2), consécutive à la précédente et dans son prolongement vertical, étant établie sur une grande longueur et autorise le passage et guidage d'un premier élément poussoir (23) de remontage. - Une zone (20a3) supérieure, en prolongement et en alignement des précédentes, est de section plus large que la section de la zone (20a2) sous jacente pour autoriser ainsi le déplacement contrôlé de la partie supérieure de l'élément poussoir (23), et en ce que le raccordement entre les zones (20a2) et (20a3) de section différente constitue justement un plan d'appui et de retenue (20d) formant 5 butée de l'élément poussoir (23) de remontage. - 3- Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que le vérin (21) est fixé verticalement de toute manière appropriée par rapport à la face inférieure en regard de ladite table. - 4- Dispositif, selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'élément poussoir (23) est établi sous forme d'une tige cylindrique ou autre section, et en ce que l'extrémité inférieure (23a) est en face et en regard de la base d'appui (21b) du vérin (21), et en ce que son extrémité supérieure (23b) est agencée en léger retrait avec un épaulement périphérique (23c) de section plus grande. - 5- Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé en ce que, en situation de non sollicitation active du vérin (21), l'élément poussoir de remontage 20 (23) repose en appui sur la butée (20d), et en ce que l'extrémité supérieure de l'élément poussoir de remontage se trouve sensiblement en retrait du plan horizontal supérieur de la table de travail de la machine, donc sans débordement. -6- Dispositif, selon la revendication 4, caractérisé en ce que le nombre de vérins (21) et ainsi le nombre d'éléments poussoirs de remontage (23) est préalablement défini, et en ce que les éléments poussoirs (23) et leur cavité réceptrice entourent la cavité d'évacuation (20e) des parties découpées de la plaque travaillée formée dans la table de la machine. -7- Dispositif, selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le corps de guidage (24) du poinçon est agencé avec une pluralité de trous (29) traversant verticalement, et ce en étant positionnés en alignement axial de chacune des cavités (20a) formées dans la table de travail et autorisant le passage des éléments poussoirs de remontage (23) et en ce que les trous (29) en nombre identique à celui des cavités (20a) sous jacentes autorisent le positionnement de second élément poussoir de remontage (30). -8- Dispositif, selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque élément poussoir (30) est de longueur plus importante que la hauteur du corps de guidage du poinçon de manière à déborder dans le plan supérieur, dans une configuration en tête (30a) épaulée de section plus importante que la partie intégrée dans le corps de guidage, et en ce que ladite tête (30a) vient reposer en appui sur la face supérieure horizontale du corps de guidage, en position basse, et en ce que l'extrémité inférieure (30b) dudit élément poussoir (30) ne déborde pas du plan inférieur horizontal du moyen de guidage du poinçon, et en ce que la disposition de ces éléments poussoirs (30) est telle qu'ils soient en regard inférieur sur la tête (25a) du poinçon. -9- Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poussoir supérieur (30) est apte à se positionner sous la tête du vérin pour le soulever. 2889977 12 -10- Dispositif, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poussoir supérieur (30) est apte à se positionner sous la cale de battage sur laquelle prend appui la tête du vérin pour soulever ledit vérin.