FR2714942A1

FR2714942A1 - Guide assemblies for press tools

Info

Publication number: FR2714942A1
Application number: FR9400275A
Authority: FR
Inventors: Rousseau Bernard Guy Rene
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-12
Filing date: 1994-01-12
Publication date: 1995-07-13
Anticipated expiration: 2014-01-12
Also published as: FR2714942B1

Abstract

The guide assembly (1) is made up of a column (10) and a coaxial sleeve (40), one of the elements being mobile in a linear forward and return repetitive motion in relation to the other fixed element. It is characterised that it contains also needle rollers (30) which are disposed to roll between the column and the sleeve. These latter containing each one flat rolling faces of an equal number disposed face to face, one to the other at a distance closely equal to the diameter of the needle rollers (30). The number of flat rolling faces is equal to four with them disposed in the form of a square. The rollers circulate in a closed circuit defined by the sleeve and by two scraper rings (20,20') placed at each end of the sleeve.

Description

"Ensemble de guidage, notamment pour outil de découpe"
La présente invention a pour objet un ensemble de guidage comportant au moins une colonne et une bague coaxiales, chacune étant destinée à être solidaire d'un parmi deux éléments mobiles l'un par rapport à l'autre selon un mouvement linéaire de va-etvient répétitif."Guide assembly, in particular for cutting tool"
The present invention relates to a guide assembly comprising at least one column and a coaxial ring, each being intended to be integral with one of two elements movable relative to each other in a linear reciprocating movement repetitive.

De tels ensembles de guidage sont notamment utilisés pour des outils de découpe à haute cadence lesquels comportent généralement quatre colonnes de guidage. Ces outils de découpe sont couramment utilisés dans l'industrie mécanique pour la fabrication avec des presses à haute cadence de pièces mécaniques par exemple découpées dans des tôles. Such guide assemblies are used in particular for high-speed cutting tools which generally include four guide columns. These cutting tools are commonly used in the mechanical industry for the manufacture of mechanical parts with high speed presses, for example cut from sheets.

Il est connu de guider les ensembles poinçon matrice de découpe avec des ensembles de guidage coulissant soit sur bague lisse soit sur bague à bille. It is known to guide the punch die cutting assemblies with sliding guide assemblies either on a smooth ring or on a ball ring.

On constate malheureusement avec les solutions connues une usure relativement rapide des colonnes de guidage lesquelles doivent être souvent changées, par exemple au bout de huit cent mille coups de presse ; cette usure des colonnes de guidage provoque évidemment une usure similaire et prématurée des ensembles poinçon matrice ce qui nécessite des arrêts fréquents, notamment pour le réafutage des outils. Unfortunately, with known solutions, there is relatively rapid wear of the guide columns which must be changed often, for example after eight hundred thousand press strokes; this wear of the guide columns obviously causes similar and premature wear of the die punch assemblies which requires frequent stops, in particular for resharpening tools.

La présente invention a pour but de proposer un ensemble de guidage de qualité supérieure dont la résistance à l'usure a permis, conformément aux essais effectués, de donner jusqu'à six millions de coups de presse sans usure excessive. The present invention aims to provide a guide assembly of superior quality whose wear resistance has made it possible, in accordance with the tests carried out, to give up to six million press strokes without excessive wear.

Selon la présente invention, un ensemble de guidage du type précédemment défini est particulièrement remarquable en ce qu'il comporte en outre des aiguilles disposées pour rouler entre la colonne et la bague, ces dernières comportant chacune des faces planes de roulement en nombre égal disposées en vis-à-vis les unes des autres à une distance rigoureusement égale au diamètre des aiguilles. Ainsi au lieu de la colonne lisse cylindrique ou de la colonne à bille de l'art antérieur, l'invention propose un guidage par des faces planes pour roulement d'aiguilles, d'où une meilleure répartition de l'effort et donc une usure moindre ; préférentiellement le nombre de faces planes de roulement est égal à quatre, celles-ci étant disposées en carré pour des raisons d'équilibre des efforts. According to the present invention, a guide assembly of the previously defined type is particularly remarkable in that it further comprises needles arranged to roll between the column and the ring, the latter each comprising equal number of flat rolling faces disposed in with respect to each other at a distance strictly equal to the diameter of the needles. Thus instead of the smooth cylindrical column or the ball column of the prior art, the invention provides guidance by flat faces for needle rolling, hence a better distribution of the force and therefore wear. less; preferably the number of planar rolling faces is equal to four, these being arranged in a square for reasons of balance of forces.

Selon un mode de réalisation préféré, les aiguilles circulent dans des circuits fermés délimités par la bague et par deux éléments racleurs disposés à chaque extrémité de la bague ; ainsi les aiguilles sont bien protégées contre les impuretés et les poussières, elles peuvent même être lubrifiées par l'intérieur. According to a preferred embodiment, the needles circulate in closed circuits delimited by the ring and by two scraper elements disposed at each end of the ring; so the needles are well protected against dirt and dust, they can even be lubricated from the inside.

Avantageusement, chaque face plane de la bague comporte un double rebord pour maintenir les aiguilles en place dans la bague, notamment lorsque la colonne est sortie de la bague ; ainsi lors du démontage de l'outil de découpe, les éléments de l'ensemble de guidage ne sont pas dispersés et le remontage est facilité. Advantageously, each flat face of the ring has a double rim to hold the needles in place in the ring, in particular when the column has come out of the ring; thus during disassembly of the cutting tool, the elements of the guide assembly are not dispersed and reassembly is facilitated.

De préférence, les usinages de la bague, des aiguilles et de la colonne sont prévus pour que ces éléments soient soumis à une précontrainte de compression ; de même il est prévu qu'entre chaque aiguille en acier, il y a une aiguille intercalaire en laiton d'un diamètre plus petit de 6/100 pour éviter l'usure de celles-ci ; ainsi on obtient une excellente qualité de roulement avec absence de frottement d'où il résulte une très bonne résistance à l'usure de l'ensemble de guidage carré à aiguilles. Preferably, the machining of the ring, the needles and the column are provided so that these elements are subjected to a compression preload; similarly it is provided that between each steel needle, there is an intermediate brass needle with a smaller diameter of 6/100 to avoid wear of these; thus an excellent rolling quality is obtained with the absence of friction, which results in very good wear resistance of the square needle guide assembly.

La présente invention sera mieux comprise au vu de la description détaillée d'un mode de réalisation préféré, mais non limitatif, illustré par les dessins ci-joints parmi lesquels - la figure 1 est une vue en coupe axiale d'un ensemble
de guidage conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en bout d'une bague de
guidage conforme à l'invention et la figure 2A est
une vue en coupe de cette même bague selon le plan
B-B de la figure 2, - la figure 3 est une vue en bout d'un racleur conforme
à l'invention et la figure 3A est une vue en coupe de
ce même racleur selon le plan A-A de la figure 3.The present invention will be better understood from the detailed description of a preferred, but non-limiting embodiment, illustrated by the attached drawings, among which - FIG. 1 is an axial section view of an assembly
guide according to the invention, - Figure 2 is an end view of a ring
guide according to the invention and FIG. 2A is
a sectional view of this same ring according to the plan
BB of Figure 2, - Figure 3 is an end view of a compliant scraper
to the invention and FIG. 3A is a sectional view of
this same scraper according to the plane AA of FIG. 3.

Sur la figure 1 est représenté un ensemble de guidage 1 conforme à l'invention ; il comporte une colonne de guidage 10, une bague de guidage 40, deux racleurs 20, 20' maintenus en place par des circlips 90, 90', des aiguilles de roulement 30, et des aiguilles intercalaires 31. L'ensemble de guidage 1 est agencé de sorte que la colonne 10 peut coulisser dans la bague 40 selon un mouvement linéaire de va-et-vient répétitif le long de l'axe 50. In Figure 1 is shown a guide assembly 1 according to the invention; it comprises a guide column 10, a guide ring 40, two scrapers 20, 20 'held in place by circlips 90, 90', rolling needles 30, and intermediate needles 31. The guide assembly 1 is arranged so that the column 10 can slide in the ring 40 according to a repetitive linear back and forth movement along the axis 50.

Sur la figure 2 est représentée la bague 40 vue en bout ; cette même bague 40 est représentée en coupe dans la figure 2A la coupe étant effectuée selon le plan B-B de la figure 2 ; les deux figures se complètent et seront donc décrites simultanément ; la bague de guidage 40, qu'on peut aussi appeler douille, comporte quatre faces planes intérieures 43, 43a, 43b, 43c qui sont des chemins de roulement, et d'appui, pour les aiguilles 30 de la figure 1 ; ces quatre chemins de roulement 43, 43a, 43b, 43c sont ici identiques et un seul sera décrit en détail ; chaque chemin de roulement comporte des rebords 44 pour maintenir en place les aiguilles au cas où la colonne 10 serait sortie de la bague 40 ; chaque chemin de roulement 43, 43a, 43b, 43c est associé à une mortaise 45, 45a, 45b, 45c dimensionnée pour que les aiguilles puissent y rouler ces mortaises 45, 45a, 45b, 45c sont de préférence usinées par électro-érosion ; la bague 40 est fonctionnellement délimitée à chaque extrémité par des faces d'appui 41, 41', des alésages 42, 42' et des gorges 49, 49' ; ces éléments fonctionnels sont clairement destinés à recevoir les éléments racleurs qui vont maintenant être décrits. In Figure 2 is shown the ring 40 seen at the end; this same ring 40 is shown in section in FIG. 2A, the section being taken along the plane B-B of FIG. 2; the two figures complement each other and will therefore be described simultaneously; the guide ring 40, which can also be called a sleeve, has four internal flat faces 43, 43a, 43b, 43c which are raceways and support tracks for the needles 30 in FIG. 1; these four raceways 43, 43a, 43b, 43c are identical here and only one will be described in detail; each raceway has flanges 44 to hold the needles in place in case the column 10 is out of the ring 40; each raceway 43, 43a, 43b, 43c is associated with a mortise 45, 45a, 45b, 45c dimensioned so that the needles can roll there these mortises 45, 45a, 45b, 45c are preferably machined by EDM; the ring 40 is functionally delimited at each end by bearing faces 41, 41 ', bores 42, 42' and grooves 49, 49 '; these functional elements are clearly intended to receive the scraper elements which will now be described.

La figure 3 représente, vue en bout, un élément racleur 20 qui est aussi représenté en coupe, selon le plan A-A de la figure 3, sur la figure 3A cet élément racleur 20 est en pratique une rondelle cylindrique dans laquelle ont été aménagés en creux quatre dégagements 23, 23a, 23b, 23c identiques, chaque dégagement étant sensiblement rectangulaire et dimensionné, avec des arrondis 21, 21' pour permettre le passage des aiguilles de roulement. La face plane 24 de la rondelle, du côté des dégagements 23, 23a, 23b, 23c, est clairement destinée à être montée en appui sur la face 41, 41' de la douille 40 (figures 2 et 2A) et le diamètre extérieur ainsi que l'épaisseur de la rondelle 20 sont dimensionnés pour venir se loger dans les alésages 42, 42' de la bague 40 et y être maintenus en place par les circlips 90, 90' déjà mentionnés. Les dégagements 23, 23a, 23b, 23c peuvent être usinés soit par fraisage soit par moulage. 3 shows, seen in end, a scraper element 20 which is also shown in section, along the plane AA of Figure 3, in Figure 3A this scraper element 20 is in practice a cylindrical washer in which have been arranged in hollow four identical clearances 23, 23a, 23b, 23c, each clearing being substantially rectangular and dimensioned, with rounded edges 21, 21 'to allow the passage of the rolling needles. The flat face 24 of the washer, on the side of the clearances 23, 23a, 23b, 23c, is clearly intended to be mounted in abutment on the face 41, 41 'of the sleeve 40 (FIGS. 2 and 2A) and the outside diameter thus that the thickness of the washer 20 are dimensioned to be accommodated in the bores 42, 42 'of the ring 40 and to be held there by the circlips 90, 90' already mentioned. The recesses 23, 23a, 23b, 23c can be machined either by milling or by molding.

Au vu de la description qui précède, le mode de fonctionnement de l'ensemble de guidage conforme à l'invention apparaît à l'évidence la colonne 10, laquelle comporte évidemment quatre faces planes à disposer en vis-à-vis des quatre chemins de roulement 43, 43a, 43b, 43c de la douille 40, coulisse dans la bague de guidage 40, ou, plus exactement roule sur les aiguilles 30, et les aiguilles intercalaires 31 qui sont disposées entre les faces planes de roulement de la colonne et de la bague ; les quatre faces planes de la colonne, la colonne est donc une colonne carrée, sont bien entendu dimensionnées de telle sorte que la distance entre les faces planes est rigoureusement égale au diamètre des aiguilles ; de préférence on prévoit que les aiguilles soient légèrement précontraintes et, selon des modes d'utilisation préférés, la précontrainte peut être différente selon la cadence de l'outil de découpe pour lequel l'ensemble de guidage est prévu : entre 12 microns et 20 microns pour des cadences maximum de 100 coups/minute, ou bien entre 4 microns et 8 microns pour des cadences maximum de 800 coups/minute. In view of the foregoing description, the mode of operation of the guide assembly according to the invention clearly appears in column 10, which obviously has four planar faces to be placed facing the four pathways. bearing 43, 43a, 43b, 43c of the sleeve 40, slides in the guide ring 40, or, more precisely rolls on the needles 30, and the intermediate needles 31 which are arranged between the planar rolling faces of the column and of the ring ; the four flat faces of the column, the column is therefore a square column, are of course dimensioned so that the distance between the flat faces is strictly equal to the diameter of the needles; preferably the needles are provided to be slightly prestressed and, according to preferred modes of use, the prestressing can be different depending on the rate of the cutting tool for which the guide assembly is provided: between 12 microns and 20 microns for maximum rates of 100 strokes / minute, or between 4 microns and 8 microns for maximum rates of 800 strokes / minute.

Lorsque la colonne 10 coulisse dans la bague 40, les aiguilles 30 séparées par des aiguilles intercalaires 31 roulent sur les faces planes de roulement et circulent dans les circuits fermés délimités par la bague et les deux éléments racleurs, un des quatre circuits, par exemple, passe par le chemin 43, l'évidement 23, la mortaise 45 et l'autre évidement 23 de l'autre racleur 20' avant de revenir rouler contre la face 43 ; ainsi les aiguilles sont emprisonnées dans un circuit de roulement à conduite forcée. When the column 10 slides in the ring 40, the needles 30 separated by intermediate needles 31 roll on the flat rolling faces and circulate in the closed circuits delimited by the ring and the two scraper elements, one of the four circuits, for example, passes through the path 43, the recess 23, the mortise 45 and the other recess 23 of the other scraper 20 'before returning to roll against the face 43; thus the needles are trapped in a forced-running rolling circuit.

Des essais ont été effectués et des performances tout à fait satisfaisantes ont été constatées en comparaison avec les possibilités de l'art antérieur, par exemple colonne lisse ou à bille avec un outil de découpe poinçon matrice de type connu mais équipé avec quatre ensembles de guidage conformes à l'invention, plus de six millions de coups de presse ont pu être donnés à une cadence de 350 coups par minute sans avoir constaté aucune usure notable ni de l'outillage ni des ensembles de guidage et, en outre, sans aucun arrêt du fait de la maintenance. Tests have been carried out and entirely satisfactory performances have been observed in comparison with the possibilities of the prior art, for example a smooth or ball column with a die punch cutting tool of known type but equipped with four guide assemblies in accordance with the invention, more than six million press strokes could be given at a rate of 350 strokes per minute without having observed any significant wear or of the tools or the guide assemblies and, moreover, without any stopping due to maintenance.

Pour ces essais, à titre indicatif, on a utilisé de l'acier (100 C6) trempé à l'huile à 8400 et revenu à 1800 dans un bain d'huile pour une dureté de l'ordre de 61 HRC ; du fait que les aiguilles circulent dans des circuits fermés, elles sont complètement protégées contre les impuretés et les poussières, et un graissage par l'intérieur est possible pour ces organes en mouvement. For these tests, by way of indication, steel (100 C6) was used, quenched in oil at 8400 and returned to 1800 in an oil bath for a hardness of the order of 61 HRC; because the needles circulate in closed circuits, they are completely protected against impurities and dust, and internal lubrication is possible for these moving parts.

Claims

1) Guide assembly (1) comprising at least one column (10) and a ring (40) coaxial, each being intended to be integral with one of two elements movable relative to each other in a linear movement repetitive back and forth, characterized in that it further comprises needles (30) arranged to roll between the column and the ring, the latter each comprising flat rolling faces (43, 43a, 43b, 43c) in equal numbers arranged opposite one another at a distance strictly equal to the diameter of the needles (30).

2) guide assembly according to claim 1, characterized in that the number of planar rolling faces (43, 43a, 43b, 43c) is equal to four those being arranged in a square.

3) Guide assembly according to claim 2, characterized in that the needles circulate in closed circuits delimited by the ring (40) and by two scraper elements (20, 20 ') disposed at each end of the ring.

4) guide assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that each flat face (43) of the ring has a double flange (44) to hold the needles in place in the ring, especially when the column is out of the ring.

5) Guide assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that the machining of the ring, the needles (30) and the column are provided so that these elements are subjected to a compression preload.

6) guide assembly according to any one of the preceding claims, characterized in that there is provided a type of needle (30), on the one hand made of steel, and a type of intermediate needle (31), d on the other hand in brass.

7) Application of a guide assembly according to any one of the preceding claims to a cutting tool at high speed which generally comprises four guide columns.