Poinçonneuse La présente invention a pour objet une poinçonneuse pour poinçonner des trous, no tamment dans une tôle.
La poinçonneuse objet de l'invention est caractérisée par le fait qu'elle comprend un bâti en forme de C, une matrice portée par le bras inférieur dudit bâti, un porte-poinçon monté coulissant dans un alésage pratiqué dans le bras supérieur dudit bâti, un extracteur monté coulissant sur le porte-poinçon et dis posé entre les deux bras, et un organe com pressible constitué par une matière solide monté dans le porte-poinçon et agissant entre l'extracteur et le porte-poinçon.
Quelques formes d'exécution de ladite in vention seront décrites en référence au dessin, dans lequel la fig. 1 est une vue de côté d'une pre mière forme d'exécution ; la fig. 2 est une coupe par la ligne 2-2 de la fig. 1 ; la fig. 3 est une coupe semblable à la fig. 2, mais représentant les pièces mobiles dans les positions qu'elles occupent à la fin de la course de travail du poinçon ; la fig. 4 est une coupe par la ligne 4-4 de la fig. 2 ; la fig. 5 est une coupe longitudinale par tielle, avec arrachement partiel, de la partie supérieure d'une variante du porte-poinçon ;
la fig. 6 est une vue de côté semblable à la fig. 1, mais représentant une seconde forme d'exécution ; la fig. 7 en est une coupe verticale par tielle ; la fig. 8 est une coupe semblable à la fig. 7, mais représentant les pièces mobiles de la poinçonneuse dans la position qu'elles occu pent à la fin de la course de travail ; la fig. 9 est une coupe partielle par la ligne 9-9 de la fig. 7 ; la fig. 10 est une coupe par la ligne 10-10 de la fig. 8 ;
la fig. 11 est une vue de l'arrière de l'ex tracteur de la poinçonneuse des fig. 6 à 10 incluse.
On se référera d'abord à la forme d'exé cution de l'invention représentée aux fig. 1 à 4 incluse. La poinçonneuse dans son ensemble est désignée par 20 : elle comprend un bâti 21 en forme de C dont les bras supérieur et infé rieur sont désignés par 22 et 23, ce bâti étant pourvu d'un goujon de guidage 24 qui fait sail lie sur sa surface de base et permet de repérer la position de la poinçonneuse dans un trou de guidage complémentaire pratiqué dans un socle-gabarit 25 faisant partie de la presse sur laquelle la poinçonneuse est utilisée. Sur le bras inférieur 23 du bâti est montée une ma trice 27.
Cette matrice peut être de la construc tion classique présentant une ouverture de ma triçage 28 (fi-. 2) au-dessous de laquelle un évidement 29 constitue un passage par lequel s'effectue l'évacuation des débouchures.
Dans le bras supérieur 22 du bâti est monté en alignement axial avec la matrice un porte-poinçon 30 qui comprend un organe tu bulaire cylindrique 31 fermé à son extrémité supérieure et dans l'extrémité inférieure duquel est monté un élément 33 constituant le poin çon proprement dit. L'organe tubulaire 31 présente un évidement conique 34 à son ex trémité inférieure, et le poinçon proprement dit 33 présente une portion conique correspon dante 35 qui est destinée à être assemblée par emboitement à force dans l'évidement conique 34 de l'organe tubulaire.
Dans l'organe tubulaire 31 est monté, au- dessus du poinçon 33, un piston 37 destiné à coulisser verticalement dans cet organe. Ce piston repose par son extrémité inférieure sur une goupille ou barre transversale 38 qui tra verse des fentes diamétralement opposées de l'organe tubulaire 31 et dont les extrémités op posées sont engagées dans des trous pratiqués dans une virole d'extraction 40.
L'organe tubulaire 31 renferme un organe cylindrique 46 fait d'une matière solide com pressible, telle qu'une matière plastique à haut degré de compressibilité, par exemple d'un si licone dur, de nylon 5>, de polystyrène, etc. L'organe cylindrique 46 prend appui par son extrémité supérieure contre le fond de l'or gane tubulaire 31 et par son extrémité infé rieure contre un organe ou joint d'étanchéité 48, qui prend lui-même appui contre l'extré mité supérieure du piston 37.
La force de poinçonnage est transmise à partir du coulisseau de presse 45 (fig. 3), par l'intermédiaire de l'organe tubulaire 31, au poinçon 33. Pendant une course de travail, la virole d'extraction 40 se meut avec le poin çon 33 et le porte-poinçon 30 jusqu'à ce qu'elle heurte la tôle ou autre ouvrage 50 (fig. 3) destiné à être perforé, ladite virole étant poussée par le porte-poinçon 30, le cylindre compressible 46, l'organe d'étanchéité 48 et la goupille 38.
Dans la continuation de la course du poinçon vers le bas, qui effectue la perfora tion de la tôle, l'organe solide 46 est comprimé et diminue de volume sous la pression de la virole d'extraction 40, de la goupille 38, du piston 37 et du joint 48, de sorte que lorsque le coulisseau de presse 45 remonte dans sa course de retour, en supprimant de ce fait la pression qu'il exerçait sur l'organe tubulaire 31, l'organe solide 46 se dilate et reprend son volume initial, en obligeant ainsi l'organe tu bulaire 31 à se mouvoir vers le haut, c'est-à- dire à extraire le poinçon 33 de l'ouvrage 50.
Le mouvement d'extraction du poinçon continue jusqu'à ce que l'extrémité inférieure 52 de la fente 39 de l'organe tubulaire 31 heurte ou arrête la goupille 38. Le porte- poinçon 30 est alors ramené à la position su périeure, représentée à la fig. 3, par un ressort à boudin de levée 55 qui entoure l'organe tu bulaire 31 et dont une extrémité 56 est fixée à l'intérieur dudit porte-poinçon, l'autre extré mité reposant sur le bras supérieur 22 du bâti 21.
Dans le porte-poinçon 30, au lieu que l'or gane principal 31 soit, comme d'habitude, un outil de perforation, de faible section trans versale par rapport à sa longueur, entouré par un extracteur tubulaire, cet organe est tubu laire, c'est-à-dire qu'il consiste en un corps cylindrique dont le noyau, ou portion inté rieure de petite section et de faible résistance mécanique, a été enlevé et remplacé par un organe solide compressible 46. Cet organe 46 renforce le tube, en même temps qu'il se com porte à la façon d'un agent d'extraction.
Le porte-poinçon de la poinçonneuse représentée aux fig. 1 à 4 incluse comprend ainsi un organe tubulaire fermé 31 qui possède la résistance mécanique et la rigidité qui sont les attributs normaux des organes cylindriques de même diamètre et de même longueur. La fig. 3 représente les positions qu'occu pent les pièces à l'achèvement du poinçonnage, le poinçon proprement dit 33 ayant perforé la tôle 50, dont il a détaché la rondelle 51, et la virole d'extraction 40 ayant été déplacée vers le haut par rapport au corps 31 du poinçon, de sorte que la goupille 38 a comprimé le piston 37, lequel, à son tour, a assuré la compression ou la réduction de volume de l'organe solide compressible 46.
Après que le coulisseau de presse a effectué son mouvement ascendant comme il est dit plus haut, la virole d'extrac tion 40 agit sur la tôle 50 pour dégager le poinçon proprement dit 33, après quoi, sous l'action du ressort de levée 55, l'appareil vient de nouveau occuper une position telle que celle représentée à la fig. 2, ledit ressort ayant élevé l'ensemble 30 sur une distance suffisante pour permettre l'enlèvement de l'ouvrage ou sa re mise en place au-dessous dudit ensemble.
Les cônes complémentaires 34 et 35 de l'organe tubulaire 31 et du poinçon propre ment dit 33 constituent collectivement un em boîtement bloqué à force, le poinçon 33 ayant initialement été emmanché à force dans l'or gane tubulaire. A chacune des opérations suc cessives, le poinçon s'enfonce davantage dans l'organe tubulaire et il ne peut plus en être dégagé par la charge normale d'extraction. Ceci est dû au fait que, indépendamment du blocage assuré par l'emboîtement conique, le frottement superficiel qui se produit entre les surfaces coniques est supérieur au frottement qui se produit entre le poinçon proprement dit et les parois du trou, de sorte que ledit poin çon est fermement maintenu dans l'organe tubulaire.
Toutefois, à l'aide d'un outil appro prié, il est facile de détacher le poinçon de l'organe tubulaire en vue de le remplacer par un neuf lorsqu'il s'est émoussé ou en cas de rupture.
La goupille 38, qui transmet les charges résultant de l'extraction, est de préférence un organe tubulaire constitué par une plaque rou lée qui, lorsqu'on l'encastre et l'emmanche à force dans les ouvertures alignées de la virole 40, se verrouille dans lesdites ouvertures puis, par l'effet de l'élasticité du métal, tend à re prendre sa forme, ce qui la maintient plus so lidement en position. Cette goupille a été re présentée plus en détail à la fig. 4, qui fait res sortir la façon dont ladite goupille est étroite ment logée dans la virole extérieure 40, afin d'entrer en contact avec le piston 37. Bien en tendu, une cheville rectangulaire ou une autre cheville appropriée pourrait être substituée à la goupille 38.
Bien que l'organe solide compressible 46 ait été représenté sous la forme d'une pièce cylindrique de grande longueur, on remarquera que lorsque l'appareil est au repos, le poinçon proprement dit 33 a été relevé et est rentré à l'intérieur de la virole d'extraction 40, de telle sorte que son extrémité inférieure est légère ment en retrait (fig. 2) et que, lors du fonc tionnement initial du dispositif, l'organe solide 46 est soumis à une déformation initiale ou à une charge préalable, avant que le poinçon entre en contact avec l'ouvrage, la compres sion dudit organe solide s'effectuant au mo ment où la virole 40 entre en contact avec l'ouvrage.
Bien que cette disposition soit sa tisfaisante dans la plupart des cas, il est sou vent nécessaire de soumettre l'organe com pressible soit à une déformation initiale, soit à une compression, avant qu'aucun mouvement ait eu lieu. A cet effet, on peut faire usage d'un organe tubulaire de construction modi fiée, tel que celui représenté à la fig. 5. Dans ce cas, l'organe tubulaire 31' est taraudé à son extrémité supérieure pour recevoir une vis de réglage 60 qui prend appui sur une rondelle d'étanchéité 61, par exemple en nylon , prenant elle-même appui sur l'organe solide compressible 46.
Il est évident qu'on peut ré gler la position de la vis 60 en la vissant dans l'organe tubulaire 31' de manière à soumettre l'organe solide compressible 46 à une charge préalable, tout en conservant la même course pour le poinçon, étant donné qu'on peut don ner à l'organe cylindrique 31' la même lon gueur que celle de l'organe tubulaire 31, cette longueur étant la même par rapport à la hau teur d'ouverture de la poinçonneuse. Il est en outre évident que l'organe 31' peut être fait d'un tube d'acier sans soudure, afin de réduire les frais d'usinage.
Une autre forme d'exécution a été repré sentée aux fig. 6 à 11 incluse. Dans cette forme d'exécution, afin d'augmenter le volume dans la mesure nécessaire pour perforer une pièce de matière plus épaisse, on donne à l'organe compressible, désigné par 76, une forme co nique. L'application d'un organe de cette forme permet d'accroître le volume de la ma tière compressible, tout en conservant la même section dans la portion de cet organe qui entre en contact avec le piston. L'organe conique 76 va en s'amincissant de son extré mité supérieure jusqu'à son extrémité infé rieure, où son diamètre est sensiblement le même que celui de l'organe compressible cylin drique 46 de la construction des fig. 1 à 3.
L'organe compressible conique permet des charges sur de plus longues courses, pour une force du piston et un volume donnés. En rai son de la portion élargie et de la forme coni que de l'organe solide compressible, dont le volume est plus grand, la poinçonneuse des fig. 6 à 11 est capable de perforer une épaisseur de matière qui est approximativement le double de celle que peut perforer la poinçonneuse des fig. 1 à 5. Ceci est dû au fait que l'augmenta tion de volume de l'organe solide compressi ble permet une course plus longue, combinée avec une force plus grande que celle qu'il est possible d'obtenir avec le dispositif des fig. 1 à 5.
Cette poinçonneuse peut être plus courte et plus étroite et engendrer néanmoins une force d'extraction beaucoup plus grande, avec un ressort de plus longue durée de service, que les poinçonneuses classiques pourvues d'un seul ressort en acier.
Dans cette forme d'exécution, la poinçon neuse comprend un bâti 121 en forme de C pourvu d'un bras supérieur 122 et d'un bras inférieur 123. Le bras inférieur porte une ma trice 127, qui peut être de la construction ha bituelle. Dans le bras supérieur 122 est monté un organe tubulaire 71 qui présente intérieure ment une cavité axiale conique 72 contenant l'organe solide compressible 76, de forme co nique correspondante. De même que l'organe 46 de la construction précédente, l'organe 76 est fait d'une matière plastique compressible, telle qu'un silicone dur ou une substance simi laire. L'extrémité supérieure de l'organe tubu laire 71 est obturée par un chapeau taraudé 73 se vissant sur celui-ci de façon réglable.
Entre le chapeau 73 et l'organe solide 76 sont interposés une série en nombre variable de ron delles 74 et un joint 77, par exemple en ny lon . L'organe solide compressible 76 repose à son extrémité inférieure sur un joint 78 qui peut être en nylon et qui repose à son tour sur l'extrémité supérieure d'un piston 77.
Dans cette forme d'exécution, l'organe ex tracteur consiste en une pièce 80 en forme de C embrassant une saillie 81 que présente l'ex trémité inférieure du piston 77 et engagée dans un trou 82 du bras supérieur 83 de ladite pièce 80. Le bras supérieur 83 traverse une fente 84 de l'organe tubulaire 71. En raison de la charge accrue de la poinçonneuse des fig. 6 à 11, il est désirable que l'organe tubulaire 71 ne soit pas sectionné ou rainuré en deux endroits, étant donné que cela affaiblirait la structure qui transmet les charges de compression ou de poinçonnage.
Par conséquent, l'organe tubu laire 71 n'est rainuré que d'un seul côté, comme indiqué en 84, la pièce 80 en forme de C étant insérée à travers ladite rainure de ma nière qu'elle s'ajuste sur la saillie 81 du piston 77, ce qui la verrouille audit piston et l'empê che de se mouvoir par rapport à celui-ci dans la direction axiale du poinçon.
La pièce 80 formant l'extracteur est main tenue en contact avec le piston 77 par un res sort à boudin 85 logé dans un trou 86 du bras supérieur 122 du bâti de l'unité, ce ressort s'engageant par une de ses extrémités dans un trou 87 de l'organe extracteur et s'accrochant par son autre extrémité sur une goupille 88 fixée dans le bras supérieur 122 du bâti en forme de C. Ce ressort 85 sert à relever le poinçon et à maintenir l'extracteur 80 en con tact avec le piston 77. L'organe extracteur en forme de C peut facilement être démonté puis qu'il suffit de le tirer vers le bas de manière à le dégager de la saillie 81 du piston 77, puis de le faire glisser vers la droite de la fig. 7.
En raison des charges élevées qui doivent être transmises par l'intermédiaire de l'organe 80, il est préférable de donner à cet organe une section transversale généralement semblable à celle d'une poutrelle en I, comme le montrent les vues de détail des fig. 10 et 11. De cette façon, les charges élevées peuvent être trans mises autour du corps 71 pour les buts décrits. Le poinçon proprement dit de cette forme d'exécution possède, à son extrémité supé rieure, une surface cylindrique 91 dont le dia mètre est un peu plus grand que celui de sa portion travaillante et qui est emboîtée à force dans l'extrémité inférieure de l'organe tubu laire 71.
Le bras inférieur 93 de l'extracteur 80 est percé d'un trou 94 qui est en aligne ment axial avec l'organe tubulaire 71 et à tra vers lequel le poinçon 90 peut se mouvoir dans ses courses de travail et de retour.
En faisant varier l'épaisseur ou le nombre des rondelles 74, on peut modifier à volonté la charge préalable de l'organe solide compres sible 76.
On notera que l'extracteur 80 et l'organe correspondant 40 de la fig. 2 sont plus larges que le trou du bras supérieur 122 (ou 22) de la poinçonneuse dans lequel est monté l'organe tubulaire 71 (ou 31). Cela empêche le porte- poinçon 130 (ou 30) de quitter son support sous l'effet d'un choc. Si le poinçon est ainsi projeté alors que l'extraction n'a pas eu lieu et que le coulisseau de presse exécute une nou velle course de descente, il peut en résulter la destruction de la presse, de l'ouvrage et des outils. Cette éventualité n'est pas à envisager avec le présent dispositif de protection contre les projections du poinçon.
Le fonctionnement du poinçon, dans cette forme d'exécution, est essentiellement le même que celui déjà décrit. Dans sa descente, le cou- lisseau 45 de la presse vient heurter le chapeau 73, ce qui fait mouvoir l'organe tubulaire 71 et le poinçon 90 vers le bas, jusqu'à ce que l'organe tubulaire 71 entre en contact avec le bras supérieur 83 de l'extracteur 80. Dans la continuation du mouvement de descente du coulisseau, l'extracteur 80 participe au mou vement du poinçon et de l'organe tubulaire 71, en surmontant la résistance du ressort 85.
Lorsque l'extracteur 80 entre en contact avec la face de dessus de la tôle ou ouvrage 50, ce mouvement vers le bas est arrêté, mais le cou- lisseau continue à descendre pour chasser le poinçon à travers l'ouvrage. Dans ce mouve ment de descente du coulisseau, l'organe solide 76 est comprimé et diminue de volume, comme le montrent les fig. 7 et 8 ; le poinçon, chassé à travers l'ouvrage, perfore la tôle dans laquelle il découpe une rondelle 51. Lorsque le cou- lisseau remonte, l'organe solide comprimé 76 peut se dilater pour reprendre son volume ini tial, ce qui a pour effet d'extraire le poinçon de l'ouvrage.
Le ressort 85 peut alors rappe ler le porte-poinçon à sa position supérieure, les pièces occupant les positions représentées à la fig. 7.
Dans les poinçonneuses décrites, le ressort à boudin puissant qui constituait l'organe ex tracteur de constructions connues n'existe pas. Grâce à la présente construction, on peut poinçonner des trous à des distances d'axe en axe moindres, et des tôles ayant une épaisseur donnée peuvent êtré poinçonnées sur des pres ses plus petites ; ou bien on peut poinçonner des trous dans des tôles plus épaisses que cel les qu'il était possible de poinçonner jusqu'à ce jour à l'aide des presses de dimensions ha bituelles. Du fait que la masse de l'ensemble en mouvement a été réduite, on peut utiliser des presses travaillant à des vitesses plus éle vées.