Brevet FR2907038A1 — publié le 20080418

Perforateur Domaine de l'invention La présente invention concerne un perforateur permettant de percer une pièce à l'aide d'un poinçon de perçage tandis qu'un dévêtisseur appuie sur la pièce. Arrière-plan de l'invention Un poinçon de perçage 9 traditionnel est divulgué, par exemple, dans la demande de brevet japonais mise à l'inspection publique N 2006-61938 (voir la figure 3). Le perforateur, représenté sur la figure 7, inclut un couvercle cylindrique 90 avec un trou d'ouverture à une extrémité 90a, un poinçon de perçage 91 dont un embout fait saillie par rapport au trou 90a d'ouverture à une extrémité et qui est inséré de manière lâche mais non amovible par rapport au couvercle 90 à l'aide d'un élément de maintien du poinçon 94, et un dévêtisseur cylindrique 92 prévu entre le couvercle 90 et le poinçon de perçage 91 dans un état de maintien, et le dévêtisseur 92 fait davantage saillie que le poinçon de perçage 91 par rapport au trou d'ouverture à une extrémité 90a sous l'effet d'un ressort hélicoïdal de compression 93 (moyen d'inclinaison). Lorsque le dévêtisseur 92 est appuyé dans et vers le bas à l'encontre 2907038 2 de la force d'inclinaison du ressort hélicoïdal de compression 93, la surface d'extrémité 91a du poinçon de perçage 91 fait saillie par rapport à un trou traversant 92a ménagé au niveau d'une extrémité en saillie du 5 dévêtisseur 92. Sur la figure 7, est représentée une plaque de support 95 fixée au couvercle 90 à l'aide d'un boulon B1, une goupille de positionnement PN permettant de positionner le perforateur 9 par rapport à une matrice supérieure, et un boulon B2, permettant de fixer le perforateur sur la matrice 10 supérieure. Grâce à ce perforateur, lorsque le dévêtisseur 92 appuie sur la pièce, le poinçon de perçage 91 perce la pièce. En conséquence, ce perforateur 9 offre les effets avantageux représentés ci-dessous. 15 (1) Lors du perçage, la pièce est appuyée uniquement au niveau d'une partie minimale nécessaire au perçage, de telle sorte que la partie à usiner peut être la plus petite possible et le perçage peut être réalisé à moindre coût. (2) Etant donné que le perforateur peut être rétréci, une 20 pluralité de trous adjacents peuvent être traités à l'aide d'un perforateur. Toutefois, le perforateur 9 précédent pose un problème : il est difficile de percer un trou à une position proche d'un coin de la pièce où des surfaces de plaques métalliques adjacentes forment le coin selon un angle compris entre 90 et 95 degrés (dans de nombreux cas, entre 90 et 93 degrés, ce qui est considéré ci-après). Ceci est dû au fait qu'une surface périphérique du couvercle 90 heurte la surface métallique différente de la surface métallique dans laquelle un trou doit être percé. 2907038 3 On envisage de réaliser le diamètre du couvercle 90 de telle sorte qu'il soit plus petit afin de résoudre le problème décrit ci-dessus. Toutefois, ceci réduit la force résiliente élastique du ressort hélicoïdal de compression 93 à 5 l'intérieur du couvercle 90 et pose un autre problème : une force de compression sur une pièce prédéterminée ne peut pas être garantie. En outre, on envisage de réaliser le couvercle 90 à l'aide d'une matière de caoutchouc, et le procédé de perçage est 10 réalisé tandis qu'une surface périphérique externe du couvercle est appuyée contre la surface de plaque métallique en utilisant la déformabilité élastique du caoutchouc. Toutefois, ceci réduit nettement la durée de vie du couvercle 90. 15 Récemment, dans le secteur utilisant un perforateur, on a noté le besoin de mettre au point un perforateur qui` (a) a uné durée de vie élevée, (b) garantit une force de compression suffisante sur une pièce et (c) perce un trou à une position extrêmement proche d'un coin de la pièce ayant 20 des surfaces de plaques métalliques adjacentes formant un angle compris entre 90 et 95 degrés au niveau du coin. Résumé de l'invention Un objectif de la présente invention est donc de proposer un perforateur qui a une durée de vie importante, peut garantir 25 une force de compression suffisante sur une pièce, et percer un trou au niveau d'une position extrêmement proche d'un coin d'une pièce où les surfaces de plaques métalliques adjacentes forment un coin avec un angle compris entre 90 et 95 degrés. 30 Le perforateur selon la présente invention inclut un couvercle cylindrique avec un trou d'ouverture à une extrémité ; un poinçon de perçage, dont un embout fait 2907038 4 saillie par rapport au trou d'ouverture à une extrémité et qui est inséré de manière lâche mais pas amovible par rapport au couvercle ; un dévêtisseur cylindrique prévu entre le couvercle et le poinçon de perçage dans un état de 5 maintien ; et un élément d'inclinaison grâce auquel le dévêtisseur fait davantage saillie que le poinçon de perçage par rapport au trou d'ouverture à une extrémité. Lorsque le dévêtisseur est appuyé à l'encontre de la force d'inclinaison de l'élément d'inclinaison, la surface 10 d'embout du poinçon de perçage fait saillie par rapport à un trou traversant ménagé au niveau d'une extrémité en saillie du dévêtisseur. Le couvercle est réalisé en métal, et un diamètre d'une partie de couvercle au niveau et à proximité du côté d'embout est inférieur à celui de l'autre partie de 15 couvercle. Dans le perforateur selon la présente invention, l'élément d'inclinaison est reçu dans l'autre partie de couvercle précédente. Ainsi, la partie de couvercle au niveau du côté trou d'ouverture à une extrémité est rendue plus petite que 20 l'autre parie de couvercle recevant l'élément d'inclinaison. La partie de couvercle du côté trou d'ouverture à une extrémité voit son diamètre réduit peu à peu en direction du côté trou d'ouverture afin de former une partie conique. Et 25 il est préférable de réaliser une ligne inclinée de la partie conique de telle sorte qu'elle soit concave vers l'intérieur. L'élément d'inclinaison du perforateur de la présente invention peut être un ressort hélicoïdal de compression. 30 Le procédé de perçage à l'aide du perforateur selon la présente invention est réalisé à l'aide d'un poinçon de 2907038 5 perçage tandis qu'une pièce est maintenue appuyée par le dévêtisseur. Le perforateur selon la présente invention peut offrir une durée de vie élevée, garantir une force de compression 5 suffisante sur une pièce, et percer un trou à une position extrêmement proche d'un coin de la pièce ayant des surfaces de plaques métalliques adjacentes formant un angle compris entre 90 et 95 degrés au niveau du coin. Brève description des dessins 10 La figure 1 est une vue en perspective externe d'un perforateur selon un mode de réalisation de la présente invention ; la figure 2 est une vue en coupe transversale du perforateur ; 15' ' la figure 3 est une vue en perspective dû perforateur dans un état où le dévêtisseur est appuyé par rapport à l'état représenté sur la figure 1 ; la figure 4 est une vue en coupe transversale du perforateur dans un état où le dévêtisseur est appuyé par rapport à 20 l'état représenté sur la figure 2 ; la figure 5 est une vue en coupe transversale externe avant d'une matrice de perçage utilisant le perforateur selon ce mode de réalisation, dans un état de point mort haut ; la figure 6 est une vue en coupe transversale avant de la 25 matrice de perçage de la figure 5 dans un état de point mort bas ; la figure 7 est une vue en coupe transversale d'un perforateur traditionnel. Description détaillée du mode de réalisation préféré 2907038 6 Ci-après, un mode de réalisation préféré va être décrit en détail afin de réaliser un perforateur selon la présente invention. Le perforateur P, représenté sur les figures 1 et 2, inclut 5 un couvercle cylindrique 1 avec un trou d'ouverture 10 à une extrémité ; un poinçon de perçage 2, dont un embout 20 fait saillie par rapport au trou d'ouverture 10 à une extrémité et qui est inséré de manière lâche mais non amovible par rapport au couvercle 1 à l'aide d'un élément de 10 maintien du poinçon 5 ; et un dévêtisseur cylindrique 3 prévu entre le couvercle 1 et le poinçon de perçage 2 dans un état de maintien, et le dévêtisseur 3 fait davantage saillie que le poinçon de perçage 2 par rapport au trou d'ouverture I0 à une extrémité grâce à un élément 15 d'inclinaison 4. Lorsque le dévêtisseur 3 est appuyé dans ou vers le bas à l'encontre de la force d'inclinaison de l'élément d'inclinaison 4, tel que représenté sur les figures 3 et 4, la surface d'embout 20 fait saillie par rapport à un trou traversant 30 ménagé au niveau d'une 20 extrémité en saillie du dévêtisseur 3. Notamment, dans le perforateur P, le couvercle 1 est réalisé en métal, et le diamètre de la partie de couvercle lb (partie du couvercle 1) du côté embout (où est ménagé le trou d'ouverture 10 à une extrémité) est rendu plus petit 25 que celui de la partie de couvercle la (une autre partie du couvercle 1) recevant l'élément d'inclinaison 4, tel que représenté sur les figures 1 à 4. Ci-après, les principaux composants du perforateur tels que le couvercle 1, le poinçon de perçage 2 et le dévêtisseur 3 30 vont être décrits en détail. Dans un mode de réalisation, le couvercle 1 est réalisé en acier au carbone pour une utilisation structurelle sur des 2907038 7 machines (S45C), et comporte une partie cylindrique 11 et une partie de fixation 12 formée en une seule pièce avec la partie cylindrique 11, au niveau d'une partie inférieure, tel que représenté sur les figures 1 et 2. 5 La partie cylindrique 11 inclut une partie cylindrique d'embout lla recevant principalement le dévêtisseur 3, une partie cylindrique centrale llb recevant principalement un ressort hélicoïdal de compression 40 faisant office d'élément d'inclinaison 4, et une partie cylindrique de 10 base llc recevant principalement l'élément de maintien du poinçon 5, tel que représenté sur la figure 2. Une partie étagée 19 est formée sur une partie superficielle interne entre la partie cylindrique d'embout lla et la partie cylindrique centrale llb de la partie cylindrique 11. 15 La partie de fixation 12 inclut, tel que représenté sur les figures 1 et 2, deux trous d'insertion de boulon 13, deux trous d'insertion de goupille de positionnement 14 et un trou à vis 15. Lorsqu'un boulon 16 est enfoncé dans le trou à vis 15, l'élément de maintien du poinçon 5 n'est pas 20 retiré de la partie cylindrique de base llc grâce à un blocage (partie de blocage k) entre le boulon 16 et l'élément de maintien du poinçon 5. Dans ce mode de réalisation, tel que décrit ci-dessus, le diamètre de la partie de couvercle lb du côté embout (où est 25 ménagé le trou d'ouverture 10 à une extrémité) du couvercle 1 est rendu plus petit que celui de la partie de couvercle la recevant le ressort hélicoïdal de compression 40, et le couvercle 1 voit son diamètre diminuer peu à peu en direction du côté embout afin de former une 30 partie conique, tel que représenté sur les figures 1 à 4. Il est préférable qu'une ligne inclinée de la partie conique soit concave vers l'intérieur. La partie conique n'est pas 2907038 8 nécessairement requise, mais il suffit de réaliser le diamètre de telle sorte qu'il soit plus petit. En outre, le point de base à partir duquel le couvercle 1 voit son diamètre réduit peut être quelque peu éloigné d'une position 5 où le ressort hélicoïdal de compression 40 est reçu. Le poinçon de perçage 2 est obtenu en trempant et en polissant l'acier à outil et, tel que représenté sur les figures 1 et 2, est retenu par l'élément de maintien du poinçon 5, sa surface d'embout 20 étant située à l'intérieur 10 d'un trou traversant 30 du dévêtisseur 3 sous l'effet de la force d'inclinaison du ressort hélicoïdal de compression 40. La dévêtisseur 3, tel que représenté sur la figure 2, a une forme cylindrique ayant une partie de collier 31 faisant saillie de manière périphérique au niveau du côté 15 d'extrémité arrière (à savoir interne), et se trouve dans un état de maintien par `rapport au couvercle 1 grâce à un engagement entre la partie de collier 31 faisant saillie de manière périphérique et la partie étagée 19 grâce à l'inclinaison du ressort hélicoïdal de compression 40. Le 20 dévêtisseur 3 est réalisé à l'aide d'une pièce coulée de laiton hautement résistante (CAC304), par exemple. L'élément d'inclinaison 4 est réalisé avec le ressort hélicoïdal de compression 40 tel que décrit ci-dessus et représenté sur la figure 2, qui est un article polyvalent, 25 largement disponible généralement. L'élément d'inclinaison ne se limite pas à un ressort hélicoïdal de compression, mais tout élément d'inclinaison peut être utilisé dans la mesure où il peut incliner le dévêtisseur 3 avec une force prédéterminée. 30 L'élément de maintien du poinçon 5 est réalisé en acier au carbone pour une utilisation structurelle sur des machines 2907038 9 (S55C) et fixe fermement le poinçon de perçage 2 à l'intérieur du couvercle 1. Dans ce mode de réalisation, afin d'empêcher le dévêtisseur 3 de tourner, tel que représenté sur la 5 figure 2, une rainure 60 s'étendant dans la direction axiale est formée sur une paroi périphérique externe du dévêtisseur 3, et une saillie en forme de vis 61 prévue sur la paroi externe du couvercle 1 fait saillie vers la rainure 60. Cette structure n'est pas essentielle et peut 10 être omise. L'utilisation du perforateur P est décrite ci-dessous. La figure 5 est une vue en coupe transversale avant d'une matrice de perçage utilisant le perforateur selon ce mode de réalisation dans un état de point mort haut, et la figure 6 15 est une vue en coupe transversale avant de la matrice de perçage de la figure 5 dans une position de point mort bas. (1) Premièrement, une pièce W est placée sur un élément de support de pièce 70 fixé sur un substrat de matrice inférieure 7, et le perforateur P est fixé sur un substrat 20 de matrice supérieure 8 afin de percer la pièce W. Le perforateur P est fixé au substrat de matrice supérieure 8, tel que représenté sur la figure 5, en vissant les boulons B, insérés dans les trous d'insertion de boulon 13, 13 de la partie de bride (partie de fixation) 12, dans le 25 substrat de matrice supérieure 8, et en outre en entraînant dans le substrat de matrice supérieure 8 des goupilles PN ajustées de manière serrée dans les trous d'insertion de goupille de positionnement 14. (2) Dans un état où la pièce W est placée sur l'élément de 30 support de pièce 70, une matrice supérieure 80 descend. Ensuite, le dévêtisseur 3 entre en contact avec la pièce W, puis le dévêtisseur 3 est appuyé à plusieurs reprises à 2907038 10 l'encontre de la force d'inclinaison du ressort hélicoïdal de compression. 40. Ici, une zone périphérique externe de la partie à percer de la pièce W est fermement appuyée. (3) Lorsque la matrice supérieure 80 descend encore à partir 5 de l'état décrit ci-dessus, le poinçon de perçage 2 fait saillie par rapport au dévêtisseur 3 et perce un trou dans la pièce W, et la matrice supérieure 80 s'abaisse encore de manière à se trouver au point mort bas représenté sur la figure 6. 10 (4) Lorsque la perforation est terminée et que la matrice supérieure 80 revient vers le haut, la pièce W qui a été perforée et adhère au perforateur P est séparée du perforateur P grâce à l'inclinaison du dévêtisseur 3 vers le bas, à l'aide du ressort hélicoïdal de compression 40. 15 Ce perforateur P présente les fonctions et les effets avantageux suivants. (a) Durée de vie importante Une solution simple pour pallier le problème de la technique antérieure est, tel que déjà décrit ci-dessus, de réaliser 20 le couvercle dans une matière en caoutchouc et d'effectuer le procédé de perçage tout en appuyant une surface périphérique externe du couvercle contre un surface de plaque métallique en recourant à la déformabilité élastique du caoutchouc. Toutefois, cette solution pose un problème : 25 la durée de vie du couvercle 9 est très faible. Par ailleurs, le perforateur P selon le mode de réalisation de la présente invention a une durée de vie très élevée étant donné que le couvercle peut être réalisé dans une matière métallique ayant une rigidité élevée. 2907038 11 (b) Garantie d'une force de compression suffisante sur la pièce. Une solution simple pour palier le problème de la technique antérieure est de réduire le diamètre du couvercle. 5 Toutefois, cette solution réduit également la force de retour élastique du ressort hélicoïdal de compression agencé à l'intérieur du couvercle et peut poser un autre problème : la force de compression prédéterminée exercée sur la pièce n'est pas garantie. 10 Par ailleurs, le perforateur P selon le mode de réalisation de la présente invention, dans lequel le diamètre du ressort hélicoïdal de compression ne doit pas être réduit, peut garantir la force de compression prédéterminée sur la pièce. (c) Perforation simple à proximité d'un coin angulaire 15 Dans le mode dé 'réalisation de la présente invention, le couvercle 1 est réalisé en métal, et le diamètre de la partie de couvercle lb au niveau du côté d'embout (où est ménagé le trou d'ouverture à une extrémité 10) est rendu plus petit que celui de la partie de couvercle la recevant 20 le ressort hélicoïdal de compression 40. Le couvercle 1 voit son diamètre peu à peu réduit avec une partie conique dans laquelle le diamètre devient progressivement plus petit en direction du côté d'embout, tel que représenté sur les figures 1 à 4. En dotant cette partie de couvercle d'un 25 diamètre réduit, on simplifie la perforation à proximité d'un coin angulaire. Tel que configuré comme ci-dessus, le perforateur ou le couvercle selon la présente invention peut avoir une durée de vie étendue, le perforateur peut garantir la force de 30 compression suffisante sur la pièce, et percer un trou à une position extrêmement proche d'un coin angulaire d'une pièce, 2907038 12 moyennant quoi les surfaces de plaques métalliques adjacentes forment un coin avec un angle compris entre 90 et 95 degrés. En outre, une partie dont on réduit tout simplement le 5 diamètre, qu:'_ correspond à la partie conique, peut fonctionner de la même manière. Dans le perforateur P selon la présente invention, sa conception peut être modifiée librement, par exemple, tel que décrit ci-dessous, hormis que le couvercle 1 est réalisé 10 en métal, et que le diamètre de la partie de couvercle au niveau de et à proximité du trou d'ouverture à une extrémité est rendu inférieur à celui de l'autre partie de couvercle. Bien que le couvercle 1 et la partie de fixation 12 soient réalisés en urne seule pièce dans le mode de réalisation ci- 15 dessus, ils peuvent être formés séparément et reliés à l'aide d'un boulon. Il existe deux trous d'insertion de boulon 13 dans le mode de réalisation ci-dessus, mais le nombre de trous ne se limite pas à cela et il peut en exister un ou trois. 20 De manière spécifique, le perforateur P selon la présente invention est utilisé lorsqu'on perce un trou afin d'adapter les matières de caoutchouc devant être étirées à l'intérieur d'une porte de véhicule de manière à empêcher la pluie et le vent de pénétrer à l'intérieur de l'automobile depuis 25 l'extérieur. Une plaque métallique devant être perforée a généralement une largeur faible, et l'existence d'une autre plaque métallique adjacente à celle-ci, les deux formant un coin avec un angle compris entre 90 et 93 degrés, rend la perforation très complexe. 30 Toutefois, dans le perforateur P selon la présente invention, la partie de couvercle lb présentant le diamètre 2907038 13 réduit permet plus facilement de percer un trou à une position plus proche d'un coin des surfaces de plaques métalliques dans une pièce (voir figure 6). En conséquence, les trous permettant d'adapter les matières de caoutchouc 5 devant être étirées à l'intérieur d'une porte de véhicule de manière à empêcher la pluie et le vent de pénétrer à l'intérieur du véhicule depuis l'extérieur sont facilement perforés. La forme du trou percé à l'aide du perforateur P tel que 10 décrit ci-dessus est circulaire, mais ne se limite pas à cela : elle peut être elliptique, ovale, ou présente une autre forme. Le perforateur P selon le mode de réalisation ci-dessus a une structure avec une taille extrêmement réduite, à savoir 15 une longueur globale de 72 mm et une partie de fixation 12 configurée sous forme triangulaire, avec une longueur de 32 mm et une largeur de 30 mm. Le perforateur P peut être monté sur une matrice à came coulissante représentée sur la figure 8 de la demande de 20 brevet japonais soumise à l'inspection publique numéro 2006-61938 afin de percer un trou dans une pièce. REVENDICATIONS 1. Perforateur comprenant : un couvercle cylindrique avec un trou d'ouverture à une extrémité ; un poinçon de perçage, dont une surface d'embout fait saillie par rapport au trou d'ouverture à une extrémité, et qui est inséré de manière lâche mais non amovible par rapport au couvercle ; un dévêtisseur cylindrique prévu entre le couvercle et le poinçon de perçage dans un état de maintien ; un élément d'inclinaison grâce auquel le dévêtisseur fait davantage saillie que le poinçon de perçage par rapport au trou d'ouverture à une extrémité ; et moyennant quoi, lorsque le dévêtisseur est appuyé à l'encontre de la force d'inclinaison de l'élément d'inclinaison, la surface d'embout du poinçon de perçage fait saillie par rapport à un trou traversant ménagé au niveau d'une extrémité en saillie du dévêtisseur, le couvercle est réalisé en métal, et le diamètre d'une partie de couvercle située au niveau de et à l'extrémité du côté du trou d'ouverture à une extrémité est plus petit que celui de l'autre partie du couvercle. 2. Perforateur selon la revendication 1, dans lequel l'autre partie du couvercle reçoit l'élément d'inclinaison. 3. Perforateur selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie du couvercle au niveau de et à proximité du côté du trou d'ouverture à une extrémité voit son diamètre réduit en direction de trou d'ouverture et forme une partie conique. 2907038 15 4. Perforateur selon la revendication 3, dans lequel une ligne d'inclinaison de la partie conique est concave vers l'intérieur. 5. Perforateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 4, dans lequel l'élément d'inclinaison est un ressort hélicoïdal de compression. 6. Perforateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le procédé de perçage est réalisé par le poinçon de perçage tandis qu'une pièce est maintenue appuyée 10 par le dévêtisseur.