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WALES-STRIPPIT CORPORATION, résidant à NORTH TONAWANDA (E. U.A.).
UNITE AUTONOME DE POINÇONNAGE.
La présente invention a trait aux outils de poinçonnage, et plus particulièrement aux outils de poinçonnage complets en soi ou autonomes, tels que ceux qui peuvent être utilisés isolément ou par groupes dans une poinçon- neuse ordinaire pour poinçonner des trous dans une tôle ou matière analogue.
Les unités autonomes de poinçonnage ont été universellement adop- tées dans l'industrie chaque fois qu'on désire poinçonner simultanément une série de trous dans une tale ou matière analogue. Les dispositifs perforateurs individuels sont soit fixés à un gabarit, soit montés de façon ajustable sur les rails de support d'une presse, afin que leur disposition dans la presse corresponde à celle des trous qui doivent être poinçonnés dans un ouvrage, et afin qu'ils puissent être actionnés simultanément par le coulisseau de la presse, dans la course de travail du coulisseau, pour poinçonner les trous désirés dans l'ouvrage.
Les dispositifs de ce type ont l'avantage que chaque unité contient à la fois un poinçon et une matrice et que ces deux organes sont montés en alignement; de plus, dans ce type d'appareil perforateur, le dispositif extracteur qui détache le poinçon de l'ouvrage fait aussi partie de l'unité de poinçonnage. Il en résulte que si une unité devient défectueu- se pour une cause quelconque, elle peut *être enlevée en bloc et remplacée par une autre. Par suite, la durée d'immobilisation des presses utilisant ces dis- positifs est réduite au minimum. En outre, les outils de poinçonnage se prê- tent aussi bien à des cycles de production de longue durée qu'à des cycles de production de courte durée, ce qui constitue aussi un avantage important.
Des unités autonomes de poinçonnage ont déjà été établies sous des formes très diverses. Dans l'unité de poinçonnage faisant l'objet du brevet délivré aux Etats-Unis d'Am. sous le N 1.955.866 le 24 Avril 1934, la course de descente ou de travail du coulisseau de la presse emmagasine de l'énergie
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dans un ressort à boudin en fil d'acier qui fait partie de l'unité et qui agit de manière à retirer le poingon de l'ouvrage une fois la course de poinçonnage terminée. Toutefois, le travail que ces outils de poinçon- nage sont capables d'effectuer est limité par la puissance du ressort d'a- cier utilisé pour retirer le poinçon de l'ouvrage. Pour poinçonner des tô- les d'épaisseurs maxima, il est nécessaire de faire usage d'un ressort en fil d'acier de gros diamètre.
Un tel ressort augmente la largeur totale de l'unité de poinçonnage, et ceci limite le minimum de distance d'axe en axe de deux trous adjacents qu'il est possible de poinçonner en une seule opération. Il en résulte que les dispositifs extracteurs des appareils de poinçonnage du genre décrit dans le brevet précité sont fréquemment sou- mis à des charges excessives qui provoquent leur mise hors service préma- turée. Il a été aussi nécessaire, dans le cas des unités de poinçonnage décrites dans le brevet précité, de réaff.ter fréquemment le poinçon ou de faciliter le dégagement de poinçons coincés en frappant l'ouvrage à l'aide d'un maillet du fait que la nature des charges exercées sur le res- sort d'extraction rendait impossible l'extraction d'un poinçon émoussé d'un ouvrage.
Un autre inconvénient du ressort de puissance insuffisante de l'u- nité de poinçonnage réside dans le fait que, dans les montages de grandes dimensions utilisant des centaines ou un millier d'unités de poinçonnage, il arrive quelquefois qu'un poinçon qui se coince est libéré pendant la course de retour du coulisseau de telle sorte qu'il jaillit hors de son support et vient se placer en travers de l'ouvrage, du sommier de la pres- se ou de l'unité de poinçonnage. Si ceci n'a pas été observé par l'opéra- teur et que celui-ci laisse retomber le coulisseau pour l'opération sui- vante, il en résulte souvent une détérioration de l'ouvrage ou des porte- poinçon et, dans certains cas, de la presse elle-même.
Il arrive aussi qu'un opérateur continue la production entière sans remarquer qu'un des trous qui doivent être pratiqués dans une série d'ouvrages successifs n'a- pas été poinçonné. Dans de nombreux cas, on est alors obligé de percer ce trou sur la totalité des tôles déjà perforées, en ayant recours à un mon- tage spécialement établi et repéré sur un trou précédemment poinçonné.
Une autre imperfection des unités de poinçonnage du brevet pré- cité réside dans la nécessité où l'on se trouve de limiter l'épaisseur de la matière à poinçonner à une valeur de l'ordre de trois millimètres, si l'on utilise une poinçonneuse normale, étant donné que dans le cas de tra- vaux de poinçonnage effectués sur des tôles de plus de trois millimètres d'épaisseur, l'extraction exige des ressorts d'une puissance telle qu'un seul ressort est pratiquement insuffisant pour les hauteurs d'ouverture normales. Il a par conséquent été nécessaire de construire des poinçon- neuses spéciales pour poinçonner des trous à une distance d'axe en axe donnée dans des tôles de plus de trois millimètres d'épaisseur à l'aide d'une unité de poinçonnage telle que celle décrite dans le brevet préci- té.
Avec les machines de ce genre il a été possible, en faisant usage d'unités de poinçonnage telles que celles représentées dans le brevet pré- cité, de poinçonner des tôles de 6 à 7 mm. d'épaisseur à la faible distan- ce d'axe en axe désirée, mais les machines de ce genre sont coûteuses.
Le minimum de distance d'axe en axe des trous perforés et l'é- paisseur de la matière qu'il était possible de poinçonner étaient par con- séquent ordinairement déterminés par le meilleur compromis qu'il était possible de faire, par le choix du ressort extracteur, entre la largeur du support et la force d'extraction nécessaire. Il s'ensuit que, pour un grand nombre d'ouvrages, deux ou trois opérations étaient nécessaires pour poinçonner des trous à des distances d'axe en axe données dans une matière d'épaisseur donnée.
Pour surmonter cette difficulté, on a construit des unités de poin- çonnage du genre de celles décrites dans le brevet délivré aux Etats-Unis
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d'Amérique sous le N 2.326.588 en date du 10 Août 1943, dans lesquelles une série de ressorts sont disposés en tandem au-dessus du support. Une telle disposition de mécanisme à ressorts rend toutefois le poinçon pro- prement dit extrêmement fragile en raison de sa minceur comparée à sa hau- teur,qui le rend comparable à une mince colonne de grande hauteur sujette au flambage.
De plus, ces unités ont une hauteur plus grande que celle qu'il est possible d'utiliser dans une presse ayant une hauteur d'ouvertu- re normale, de sorte que leur emploi était limité en combinaison avec des presses coûteuses de grandes dimensions et de grande hauteur d'ouverture.
De plus, de telles unités sont coûteuses parce qu'elles exigent des opéra- tions d'assemblage délicates et précises. Les poingons de grande longueur, tels que ceux qui ont été décrits plus haut, donnent lieu aussi à des dif- ficultés de fabrication, parce que la portion de corps doit être tenace alors que l'extrémité de poinçonnage doit posséder une grande dureté pour résister à l'usure résultant du frottement qu'elle exerce sur le métal pen- dant le passage du poinçon à travers l'ouvrage.
Ceci a toujours constitué un problème difficile dans le traitement thermique, par ce que les poinçons doivent d'abord être chauffés à la température voulue, puis, trempés à l'huile, à l'eau ou à l'air, selon que l'exige le métal, après quoi il est nécessaire de soumettre la partie du corps située directement en arrière de la pointe du poinçon à un revenu, pour lui donner la ténacité désirée, pendant que l'extrémité de poinçonnage est maintenue à la dureté voulue pour le poinçonnage. Il existe ainsi deux risques de malfaçons qui sont l'une et l'autre coûteuses et difficiles à éviter.
En premier lieu, par leur nature, les aciers pour poinçons n'ont généralement pas une ténacité élevée et sont au contraire destinés à recevoir une grande dureté pour résister à l'abrasion; et l'opération consistant à soumettre une portion du poinçon à un revenu pour lui donner la ténacité désirée est une opération extrêmement difficile et coûteuse. Si les poinçons sont soumis à un revenu trop poussé, la pointe, qui doit effectuer le travail de poinçonnage devient trop douce; de sorte qu'elle ne travaille plus convenablement.
Si la transition entre la portion trempée et celle soumise à un revenu se trouve dans la zone de section réduite du poinçon, là où elle se raccorde à la pointe, il est à peu près certain qu'il en résultera une rupture de la pointe, étant donné que la structure moléculaire du métal dans cette portion est différente et que la tendance des molécules à s'unir est moindre. Dans ce cas encore, on doit généralement adopter un compromis, étant donné qu'il faut choisir un acier à outil auquel le revenu donne juste le degré de ténacité qui est nécessaire pour le travail, mais dont la trempe rend la pointe suffisam- ment dure pour perforer la matière.
Indépendamment de la question du trai- tement thermique, les longs poinçons de ce genre, qui sont faits d'un acier à outil ou, dans le cas le plus favorable, d'un alliage difficile à usiner, sont des outils coûteux non seulement parce que la matière est par elle- même plus coûteuse, mais aussi parce que la main-d'oeuvre et les techni- ques du traitement thermique nécessaire sont elles-mêmes beaucoup plus coû- teuses. De plus, lorsque la pointe du poinçon vient à se rompre, il est né- cessaire de remplacer l'ensemble du poinçon, ce qui est une opération coû- teuse.
Pour remédier aux imperfections des unités autonomes de poinçon- nage qui font usage de ressorts mécaniques à titre d'organes extracteurs, on a imaginé des unités de poinçonnage dans lesquelles il est fait usage de liquides compressibles pour effectuer l'extraction. Des unités de ce type ont été décrites dans les demandes de brevets déposées aux Etats-Unis d'Amérique par la Demanderesse sous les Numéros de série 185.604 et 185.606, le 19 Septembre 1950. Avec ces unités de poinçonnage,
il est possible d'ob- tenir des forces d'extraction plus grandes et par suite de perforer dans des tôles dont l'épaisseur atteint 19 mm. des trous dont la distance d'axe en axe est la même que celle des trous qui pouvaient être poinçonnés à l'ai- de des unités antérieures faisant usage de ressorts mécaniques et qui étaient limitées au poinçonnage de tôles de 6 mm. De plus, les unités de
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poinçonnage faisant l'objet des susdites demandes de brevet peuvent être montées à l'intérieur de la hauteur d'ouverture des presses normales. Bien entendu, ces dispositifs sont beaucoup plus efficaces, en ce sens qu'il est possible d'adopter des dimensions moindres pour la largeur du support et la hauteur d'ouverture.
Ils se prêtent beaucoup mieux au poinçonnage de trous à de faibles distances d'axe en axe, et au poinçonnage de tôles plus épaisses dans de plus petites presses.Ces unités de poinçonnage sont tou- tefois plus coûteuses que les unités de poinçonnage individuelles qui font usage de ressorts mécaniques à titre d'organes d'extraction. Il en résulte que les unités de poinçonnage qui utilisent des ressorts hydrauliques,tels que ceux représentés dans les demandes de brevets sus-mentionnées, ne sont ordinairement utilisés que pour perforer des tôles épaisses, telles que celles dont l'épaisseur est comprise entre 6 mm. et 19 mm.
La présente invention a pour objet une unité autonome de poingon- nage présentant les particularités, caractéristiques ou avantages suivants:
Elle peut être fabriquée pour une dépense moindre que les unités de poinçonnage qui utilisent un liquide à titre d'agent extracteur, tout en étant capable de poinçonner des tôles dont l'épaisseur est du même ordre que celle qui peut être poinçonnée à l'aide des unités à ressort hydrauli- que, outre qu'elle peut être utilisée à l'intérieur de la hauteur d'ouvertu- re des presses à poinçonner normales.
Sa durée de bon fonctionnement est plus longue que celle des uni- tés de poinçonnage complètes en soi fabriquées jusqu'à ce jour, son fonc- tionnement est plus sûr et la poussée élastique que son organe extracteur est capable d'exercer est plus élevée que celle requise.
Elle peut être utilisée soit avec les presses à poinçonner de hauteur d'ouverture normale,soit avec des pressesà poinçonner de construc- tion spéciale de plus grande hauteur d'ouverture, ce qui permet de réduire le stock des unités de poinçonnage nécessaires et d'obtenir en une seule unité un dispositif jouant deux rôles différents et se prêtant ainsi à des usages plus divers.
Elle peut être établie en des largeurs plus faibles que les uni- tés de la construction antérieure, tout en effectuant le poinçonnage et l'extraction à partir de matières plus épaisses.
Les forces d'extraction sont plus élevées que celles requises et le dispositif extracteur ne risque donc pas d'être surchargé, comme c'était le cas des extracteurs à ressort mécanique appliqués jusqu'à ce jour.
Comme les forces d'extraction sont plus élevées que celles ordi- nairement requises, le poinçon n'a pas besoin d'être affûté aussi souvent que dans le cas des constructions antérieures, et l'on évite ainsi d'autre part la nécessité d'utiliser des maillets ou d'autres types d'outils à per- cussion pour seconder l'action du ressort extracteur en vue de détacher l'ou- vrage des poinçons lorsque ces derniers sont coincés.
La durée de l'unité est un multiple de celle des unités de poin- çonnage utilisant des ressorts mécaniques.
Le pouvoir de transmission d'énergie de l'organe extracteur peut rapidement être ramené à sa valeur normale dans le cas où une perte de char- ge se produirait pour une cause quelconque. Lorsque la force d'un ressort d'acier diminue, ceci est presque toujours dû à une défectuosité du ressort lui-même et aucun réglage n'est possible par l'emploi de cales ou autres éléments d'écartement pour rétablir la force du ressort.
Il est possible de régler l'organe extracteur élastique, en ce qui concerne sa force, tout en maintenant la même course et le mouvement total du poinçon.
La durée du poinçon de la présente unité est beaucoup plus grande
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que celle des poinçons des unités de poinçonnage ordinaires.
La présente unité de poinçonnage possède une résistance mécanique plus grande et un flambage du poinçon en charge moindre que les unités de poinçonnage ordinaires. La plupart des défaillances du poinçon se produi- sent au moment où l'extraction commence parce que, à ce moment, le poinçon qui s'était infléchi au cours de l'opération de poinçonnage, se redresse brusquement au moment où le coulisseau de presse effectue sa course de re- tour, ce qui occasionne des ruptures excessives du poinçon.
Le porte-poinçon est plus rigide que celui des unités ordinaires.
Cet organe peut être guidé directement dans un support sans l'in- terposition de moyens d'extraction entre ledit organe et le support.
La présente unité de poinçonnage est pourvue d'un poinçon du type rapporté, ce qui diminue la dépense en poinçons.
Le lieu d'assemblage du poinçon du type rapporté avec le corps principal du poinçon est situé au point où les poinçons du type courant cè- dent généralement, de sorte que le poinçon est beaucoup moins sujet à se rom- pre puisqu'il est déjà séparé du corps principal au point de transition où s'effectue une concentration des efforts.
L'outil de poinçonnage proprement dit consiste en une petite piè- ce rapportée qui est montée de façon interchangeable dans une structure te- nace qui résiste aux chocs et qui est capable de transmettre la force de la presse à ladite pièce rapportée, tout en recevant intérieurement l'organe ,extracteur élastique.
Le corps du poinçon est fait d'un alliage qui se prête à son re- venu, par un traitement thermique, jusqu'à un maximum de ténacité; et l'é- lément rapporté, ou poinçon proprement dit, peut être fait de tout alliage propre à recevoir le maximum de dureté, les deux pièces se prêtant de ce fait à une fabrication en grande série par des procédés réglés de façon distincte.
Dans les poinçons massifs des types antérieurs, il était néces- saire d'adopter un compromis entre un bon alliage de poinçonnage et un bon alliage pour le corps ou porte-poinçon, parce que la pointe ou portion tra- vaillante et le corps du poinçon étaient d'une seule pièce et que le poin- çon devait être soumis à une opération de revenu distincte, après la trem- pe ou traitement thermique proprement dit, à l'effet de communiquer la té- nacité désirable au corps du poinçon, tout en conservant la dureté de la pointe, sans qu'on soit suffisamment assuréque ces desiderata seront réa- lisés l'un et l'autre.
L'organe extracteur contribue à la résistance mécanique du poin- çon.
Le logement de l'organe extracteur consiste en une chambre aména- gée dans une structure dont la résistance mécanique est relativement fai- ble, au lieu que cet organe soit monté à la périphérie d'une telle struc- ture, et l'on obtient ainsi une structure stable et propre à transmettre la force de poinçonnage au poinçon.
Il est fait usage, à titre d'organe extracteur, d'un corps soli- de compressible qui est monté à l'intérieur d'une chambre constituée dans un organe tubulaire portant le poinçon.
La masse de l'ensemble du poinçon et du ressort extracteur est di- minuée de telle sorte que la fréquence naturelle qui peut être obtenue est de beaucoup supérieure à celle d'un poinçon du type courant, ce qui a comme résultat que ledit ensemble peut être animé d'un mouvement alternatif plus rapide.
Le poids et le volume de l'organe extracteur sont réduits, de tel- le sorte que la masse de cet organe est notablement moindre que celle de l'organe extracteur utilisé dans les poinçonneuses classiques, ce qui a
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comme résultat que la période des cycles de poinçonnage peut recevoir une valeur plus élevée que dans le cas des unités à poinçon et à ressort ex- tracteur des types courants.
Le poinçon de lunité est composé d'une colonne de poinçon, qui peut être faite d'un tube d'acier normal, et d'une pièce rapportée, en for- me de bouchon, de faible longueur et susceptible d'être fabriquée économi- quement à l'aide d'une machine à décolleter ordinaire, au lieu de consister en une longue barre massive faite d'aciers à outil coûteux comme l'exigent les poinçons actuels destinés à être utilisés dans les unités de poinçonna- ge complètes en soi.
Il est prévu un ensemble combiné de poinçon et d'organe extrac- teur établi de telle sorte que, dans le cas où le poinçon viendrait à se coincer temporairement dans l'ouvrage et à se détacher ensuite brusquement après la course de retour du coulisseau de la presse, l'énergie engendrée par ladite masse accélérée par le ressort exercerait sur le dispositif de retenue de l'ensemble de poinçonnage ou sur le coulisseau de presse, selon celui de ces organes qu'il vient heurter le premier, une force moindre que celle qui s'exerce dans les unités de poinçonnage classiques, de telle sor- te que le dommage est réduit au minimum.
Cette unité autonome de poinçonnage est construite de telle sorte qu'aucune des forces tendant à détacher l'ouvrage du poinçon n'est transmi- se par l'intermédiaire du support.
Des moyens sont prévus pour empêcher l'ensemble de poinçonnage de sauter hors du support dans le cas où le poinçon viendrait à se coincer dans l'ouvrage au cours d'une opération de perforation.
L'unité est protégée contre la projection intempestive du poin- çon par un dispositif qui est établi de façon à pouvoir être détaché rapi- dement pour permettre l'enlèvement rapide du poinçon en vue de son réaf- fûtage.
D'autre objets, avantages et particularités de l'invention se- ront mis en évidence au cours de la description détaillée donnée ci-après de quelques formes de réalis ation de ladite invention, en se référant aux dessins annexés, dans lesquels:
Figure 1 est une vue de côté d'une unité autonome de poinçonna- ge conforme à une forme de réalisation de l'invention.
Figure 2 est une coupe de cette unité par la ligne 2-2 de Fi- gure 1, en regardant dans le sens des flèches.
Figure 3 est une coupe semblable à la figure 2, mais représen- tant les pièces mobiles de l'unité dans les positions qu'elles occupent à la fin de la course de travail du poinçon.
Figure 4 est une coupe par la ligne 4-4 de figure 2, en regar- dant dans le sens des flèches.
Figure 5 est une coupe longitudinale partielle, avec arrachement partiel, de la partie supérieure d'un porte-poinçon établi conformément à une autre forme de réalisation de l'invention, ce porte-poinçon étant pour- vu de moyens permettant de régler la charge préalable de l'organe extrac- teur.
Figure 6 est une vue de coté semblable à la figure 1, mais repré- sentant une autre forme de réalisation de l'invention.
Figure 7 est une coupe verticale partielle de cette variante.
Figure 8 est une coupe semblable à la figure 7, mais représentant les pièces mobiles de l'unité dans la position qu'elles occupent à la fin de la course de travail.
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Figure 9 est une coupe partielle par la ligne 9-9 de figure 7, en regardant dans le sens des flèches.
Figure 10 est une coupe par la ligne 10-10 de figure 8, en regar- dant dans le sens des flèches.
Figure 11 est une vue de l'arrière de la structure de l'organe ex- tracteur de l'unité perforatrice des figures 6 à 10 inclus.
On se référera d'abord à la forme de réalisation de l'invention représentée aux figures 1 à 4 inclus. 20 désigne l'unité représentée dans son ensemble et qui comprend un bâti 21 en forme de ¯C dont les bras supé- rieur et inférieur sont désignés par 22 et 23, ce bâti étant pourvu d'un goujon de guidage 24 qui fait saillie sur sa surface de base et permet de repérer la position de l'unité en coopérant avec un trou de guidage complé- mentaire pratiqué dans un socle-gabarit 25 faisant partie de la presse sur laquelle l'unité est utilisée. Sur le bras inférieur 23 du bâti est montée une matrice 27.
Cette matrice peut être de la construction classique pré- sentant une ouverture de matriçage 28 (Fig. 2) au-dessous de laquelle un évidement est prévu comme indiqué en 29 pour constituera passage par le- quel s'effectue l'évacuation de la rondelle poinçonnée'dans l'ouvrage.
Dans le bras supérieur 22 du bâti est monté en alignement axial avec la matrice l'ensemble à poinçon 30 qui comprend un organe tubulaire cy- lindrique 31 fermé à son extrémité supérieure et dans l'extrémité inférieu- re duquel est monté un élément 33 constituant le poinçon proprement dit.
L'organe tubulaire 31 est pourvu d'un évidement conique 34 à son extrémité inférieure, et le poingon proprement dit 33 est pourvu d'une portion coni- que correspondante 35 qui est destinée à être assemblée par un emboîtement 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 traverse des fentes diamétralement opposées de l'organe tubulaire 31 et dont les extrémités opposées 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 compressible, telle qu'une matière plastique à haut degré de compressibilité, par exemple d'un solicone dur, de "Nylon", de polystyrène, etc... L'organe cylindrique 46 prend appui par son.extrémité supérieure contre le fond de l'organe tubulaire 31 et par son extrémité inférieure contre un organe ou joint d'étanchéité 48, qui prend lui-même appui contre l'extrémité supérieure du piston 37.
La force de poinçonnage est transmise à partir du coulisseau de presse 45 (Figo 3), par l'intermédiaire de l'organe tubulaire 31, au poin- çon 33. Pendant une course de travail, la virole d'extraction 40 se meut avec le poinçon 33 et le porte-poinçon 31 jusqu'à ce qu'elle heurte la tô- le ou autre ouvrage 50 (Fig. 3) destiné à être perforé, ladite virole étant poussée par le porte-poinçon 31, le cylindre compressible 46, l'organe d'é- tanchéité 48 et la goupille 38.
Dans la continuation de la course du poin- çon vers le bas, qui effectue la perforation de la tôle, l'organe solide 46 est comprimé et diminue de volume sous la pression de la virole d'extrac- tion 40, de la goupille 38, du piston 37 et du joint 48, de sorte que lors- que le coulisseau de presse 45 remonte dans sa course de retour, en suppri- mant de ce fait la pression qu'il exerçait sur l'organe tubulaire 31, l'or- gane solide 46 se dilate et reprend son volume initial, en obligeant ainsi le porte-poinçon 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 du porte-poingon 31 heurte ou ar-
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rête la goupille 38. L'ensemble à poinçon 30 est alors ramené à la position supérieure, représentée à la figure 3, par un ressort à boudin de levée 55 qui entoure le porte-poinçon et dont une extrémité 56 est fixée à l'inté- rieur dudit porte-poinçon, l'autre extrémité reposant sur le bras supérieur 22 du bâti 21.
Dans l'ensemble à poinçon 30, au lieu que l'organe principal 31' qui a été appelé porte-poinçon et constitue en réalité le corps du poinçon, soit comme d'habitude un outil de perforation de faible section transversa- le par rapport à sa longueur entouré par un extracteur tubulaire, cet orga- ne est tubulaire, c'est-à-dire qu'il consiste en un corps cylindrique dont le noyau, ou portion intérieure de petite section et de faible résistance mé- canique, a été enlevé et remplacé par un organe solide compressible 46. Cet organe 46 renforce le tube, en même temps qu'il se comporte à la façon d'un agent d'extraction.
L'ensemble à poinçon de l'unité de poinçonnage représen- tée aux figures 1 à 4 inclus 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 figure 3 représente les positions qu'occupent les pièces à l'a- chèvement du poinçonnage, le poinçon proprement dit 33 ayant perforé la tô- le 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 com- pression ou la réduction de volume de l'organe solide compressible 46.
Après que le coulisseau de presse a effectué son mouvement ascendant comme ile est dit plus haut, la virole d'extraction 40 agit sur la tôle 50 pour dégager le poinçon proprement dit 33, après quoi, sous l'action du ressort de le- vée 55, l'appareil vient de nouveau occuper une position telle que celle re- présentée à la figure 2, le dit ressort ayant élevé l'ensemble 30 sur une distance suffisante pour permettre l'enlèvement de l'ouvrage ou sa remise en place au-dessous dudit ensemble.
Les cônes complémentaires 34 et 35 de l'organe tubulaire 31 et du poinçon proprement dit 33 constituent collectivement un emboîtement bloqué à force, le poinçon 33 ayant initialement été emmanché à force dans l'or- gane tubulaire. A chacune des opérations successives, le poinçon s'enfonce davantage dans l'organe tubulaire et il ne peut plus en 9 tre dégagé par la charge normale d'extraction. Ceci est du au fait que, indépendamment du blo- cage assuré par l'emboîtement conique, le frottement superficiel qui se pro- duit 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 poinçon est fermement maintenu dans l'organe tubulaire.
Toutefois, à l'aide d'un outil approprié, il est facile de détacher le poinçon de l'organe tu- bulaire 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 roulée 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 reprendre sa forme, ce qui la maintient plus solidement en position. Cette goupille a été représentée plus en détail à la figure 4, qui fait ressortir la façon dont ladite goupille est étroite- ment logée dans la virole extérieure 40, afin d'entrer en contact avec le piston 37. Bien entendu, 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 lors- que 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 légèrement en retrait (Fig. 2) et que, lors du
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fonctionnement initial du dispositif, l'organe solide 46 est soumis à une déformation initiale ou à une charge préalable, avant que le poingon entre en contact avec l'ouvrage, la compression dudit organe solide s'effec- tuant au moment ou la virole 40 entre en contact avec l'ouvrage.
Bien que cette disposition soit satisfaisante dans la plupart des cas, il est sou- vent nécessaire de soumettre l'organe compressible 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 figure 5.
Dans ce cas, l'organe tubu- laire 31' est taraudé à son extrémité supérieure pour recevoir une'vis de réglage 60 qui prend appui sur une rondelle d'étanchéité en "Nylon" 61, prenant elle-mme appui sur l'organe solide compressible 46. Il est évident qu'on peut régler la position de la vis 60 en la vissant dans l'organe tu- bulaire 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 donner à l'organe cylindrique 31' la même longueur que cel- le de l'organe tubulaire 31, cette longueur étant la même .par rapport à la hauteur d'ouverture de l'unité de poinçonnage. 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 modification de l'invention a été représentée aux figu- res 6 à 11 inclus. Dans cette forme de réalisation, afin d'augmenter le vo- lume dans la mesure nécessaire pour perforer une pièce de matière plus épaisse, on donne à l'organe compressible, désigné par 76, une forme coni- que. L'application d'un organe de cette forme permet d'accroitre le volume de la matière compressible, tout en conservant la même section dans la por- tion de cet organe qui entre en contact avec le piston. L'organe conique 76 va en s'amincissant de son extrémité supérieure jusqu'à son extrémité infé- rieure, où son diamètre est sensiblement le même que celui de l'organe com- pressible cylindrique 46 de la construction des figures 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 raison de la portion élargie et de la forme conique de l'organe solide compressible, dont le volume a été accru, l'unité de poinçonnage des figures 6 à 11 est capable de perforer une épaisseur de matière qui est approximativement le double de celle que peut perforer l'unité de poinçonnage des figures 1 à 5. Ceci est dû au fait que l'accroissement de volume de l'organe solide compressible permet une course plus longue, combinée avec une force plus grande que celle qu'il est possible d'obtenir avec le dispositif des figures 1 à 5. Une uni- té établie conformément à cette variante de l'invention peut être plus cour- te et plus étroite et engendrer néanmoins une force d'extraction beaucoup plus grande, avec un ressort de plus longue durée de service, que les uni- tés classiques pourvues d'un seul ressort en acier.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'unité de poin- çonnage 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 matrice 127, qui peut être de la construction habituelle. Dans le bras supérieur 122 est monté un organe tubulaire 71 qui présente intérieurement une cavité axiale conique 72 contenant l'organe solide compressible 76, de forme conique cor- respondante. De même que l'organe 46 de la construction précédente, l'or- gane 76 est fait d'une matière plastique compressible, telle qu'un sili- cone dur ou une substance similaire. L'extrémité supérieure de l'organe tubulaire 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 interpo- sés une série en nombre variable de rondelles 74 et un joint en "Nylon" 77.
L'organe bolide-compressible 76 repose à son extrémité inférieure sur un joint en "Nylon" 78, qui repose à son tour sur l'extrémité supérieure d'un piston 77.
Dans cette forme de réalisation de l'invention, l'organe extrac-
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teur consiste en une pièce 80 en forme de C embrassant une saillie 81 pré- vue à l'extrémité inférieure du piston 77 et engagée dans un trou 82 du bras supérieur 83 de ladite pièce 80. Le bras supérieur 83 travers une fen- te 84 de l'organe tubulaire 71. En raison de la charge accrue de l'unité des figures 6 à Il, il est désirable que l'organe tubulaire 71 ne soit pas sectionné ou rainuré en deux endroits, étant donné que ceci affaiblirait la structure qui transmet les charges de compression ou de poinçonnage.
Par conséquent, l'organe tubulaire 71 n'est rainuré que d'un seul coté, comme indiquéen 84,la pièce 80 en forme de C étant insérée à travers ladite rai- nure de manière qu'elle s'ajuste sur la saillie 81 du piston 77, ce qui la verrouille audit piston et l'empêche de se mouvoir par rapport à celui-ci dans la direction axiale du poinçon.
La pièce 80 formant l'organe extracteur est maintenue en contact avec le piston 77 par un ressort 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 ex- , trémités dans un trou 87 de l'organe extracteur et s'accrochant par son au- tre extrémité sur une goupille 88 fixée dans le bras supérieur 122 du bâti en forme de Ç. Ce ressort 85 sert à relever le poinçon et à maintenir l'or- gane extracteur 80 en contact avec le piston 77. L'organe extracteur en for- me de ± peut facilement être démonté puisqu'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 figure 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 1., comme le montrent les vues de détail des figures 10 et Il* De cette façon, les charges élevées excessives peuvent être transmises autour du corps 71 pour les buts décrits.
Le poinçon proprement dit de cette forme de réalisation possède, à son extrémité supérieure, une surface cylindrique 91 dont le diamètre est un peu plus grand que celui de sa portion travaillante et qui est emboîtée à force dans l'extrémité inférieure de l'organe tubulaire 71. Le bras infé- rieur 93 de l'organe extracteur 80 est percé d'un trou 94 qui est à l'ali- gnement axial de l'organe tubulaire 71 et à travers lequel le poingon 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 compressible 76.
On notera que l'organe extracteur 80 et l'organe correspondant 40 de la figure 2 sont plus larges que le trou du bras supérieur 122 (ou 22) de l'unité de poinçonnage dans lequel est monté l'organe tubulaire 71 (ou 31). Ceci empêche l'ensemble à poinçon 130 (ou 30) de se séparer du porte- poinçon respectif: sous l'effet d'un choc. Si le poinçon est ainsi projeté alors que l'extraction n'a pas eu lieu, comme cela s'est produit dans des unités de poinçonnage antérieures, le coulisseau de presse est quelquefois commandé dans une nouvelle course de descente, ce qui provoque la destruc- tion de la presse, de l'ouvrage et des outils. Cette éventualité n'est pas possible avec le dispositif de protection contre les projections du poinçon de la présente invention.
Le fonctionnement du poinçon, dans cette forme de réalisation de l'invention, est essentiellement le marne que celui déjà décrit. Dans sa des- cente, le coulisseau 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'or- gane extracteur 80.
Dans la continuation du mouvement de descente du coulis- seau, l'organe extracteur 80 participe au mouvement du poing on et de l'orga- ne tubulaire 71, en surmontant la résistance du ressort 85. Lorsque l'orga- ne extracteur 80 entre en contact avec la face de dessus de la tôle ou ouvra-
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ge 50, ce mouvement vers le bas est arrête, mais le coulis seau. continue à descendre pour chasser le poinçon à travers l'ouvrage. Dans ce mouvement de descente du coulisseau, l'organe solide 76 est comprimé et diminue de volume, comme le montre une comparaison des figures 7 et 8; et le poinçon, chassé à travers l'ouvrage, perfore la tôle dans laquelle il découpe une rondelle 51.
Lorsque le coulisseau remonte, l'organe solide comprimé 76 peut se dilater pour reprendre son volume initial, ce qui a pour effet d'extraire le poinçon de l'ouvrage. Le ressort 85 peut alors rappeler l'en- semble à poinçon à sa position supérieure, les pièces occupant les posi- tions représentées à la figure 7.
Ainsi qu'il est évident, dans les unités de poinçonnage décri- tes le ressort à boudin puissant qui constituait l'organe extracteur des constructions antérieures est supprimé. 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 être poinçonnées sur des presses plus petites ; ou bien on peut poinçonner des trous dans des tôles plus épaisses que celles qu'il avait été possible de poinçonner jusqu'à ce jour à l'aide des presses des dimensions habituelles. En raison du fait que la masse de l'ensemble à poinçon a été réduite, on peut utiliser des presses travaillant à des vitesses plus élevées.
On a décrit différentes formes de réalisation de l'invention, mais il doit être entendu que cette dernière est susceptible de recevoir d'autres formes et modifications de détail, rentrant dans le cadre et l'es- prit de ladite invention.