EP1995745B1 - Vis, notamment borne électrique de démarreur, et procédé de réalisation - Google Patents

Vis, notamment borne électrique de démarreur, et procédé de réalisation Download PDF

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EP1995745B1
EP1995745B1 EP08356071A EP08356071A EP1995745B1 EP 1995745 B1 EP1995745 B1 EP 1995745B1 EP 08356071 A EP08356071 A EP 08356071A EP 08356071 A EP08356071 A EP 08356071A EP 1995745 B1 EP1995745 B1 EP 1995745B1
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EP
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screw
cavity
insert
transverse surface
main portion
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Gilles Charbonnier
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Vis Samar
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/02Contacts characterised by the material thereof
    • H01H1/021Composite material
    • H01H1/025Composite material having copper as the basic material
    • HELECTRICITY
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H11/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches
    • H01H11/04Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/041Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion
    • H01H11/042Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts by bonding of a contact marking face to a contact body portion by mechanical deformation
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    • H01H11/04Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of electric switches of switch contacts
    • H01H11/06Fixing of contacts to carrier ; Fixing of contacts to insulating carrier
    • H01H2011/067Fixing of contacts to carrier ; Fixing of contacts to insulating carrier by deforming, e.g. bending, folding or caulking, part of the contact or terminal which is being mounted
    • HELECTRICITY
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    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H51/00Electromagnetic relays
    • H01H51/02Non-polarised relays
    • H01H51/04Non-polarised relays with single armature; with single set of ganged armatures
    • H01H51/06Armature is movable between two limit positions of rest and is moved in one direction due to energisation of an electromagnet and after the electromagnet is de-energised is returned by energy stored during the movement in the first direction, e.g. by using a spring, by using a permanent magnet, by gravity
    • H01H51/065Relays having a pair of normally open contacts rigidly fixed to a magnetic core movable along the axis of a solenoid, e.g. relays for starting automobiles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members

Definitions

  • the present invention relates to a screw and a method of producing such a screw.
  • the invention applies in particular, but not exclusively, to the screws intended to form the starter electrical terminals.
  • the electrical terminal of a starter typically comprises a body - generally threaded - and a head, the latter being intended to be placed in contact with a conductive part connected to the battery, in order to allow the startup of the starter.
  • the document GB 1,284,954 proposes a screw comprising a main part made of steel, in which is made a reservation receiving an insert which may for example be copper.
  • the objective is to obtain a low cost screw, but which fulfills the required electrical functions.
  • the reservation has a bottom face forming a cone protruding towards the opening of the reservation. Due to this geometry, it is not possible to obtain a perfect filling of the reservation by pressure on the insert, the annular zone located around the base of the cone can not be properly filled. This is further accentuated by the fact that the underside of the insert has a complementary cone-shaped depression.
  • the insert consists only of a substantially cylindrical part, it is only imperfectly possible to obtain at the same time the two following results: a total filling of the reservation and the formation of an upper part in the form of a spread disc fitting on the head of the screw, outside the reservation.
  • the shallow depth of the reservation does not lead to a very good maintenance of the insert and thus increases the risk of inadvertent tearing of this insert out of the reservation.
  • the present invention aims to overcome the disadvantages mentioned above.
  • the invention relates to a screw according to claim 1.
  • the part of the head intended to come into contact with the conductive part namely the face of the insert projecting beyond the transverse face of the main part, is made of copper or alloy thus preserving the excellent properties of this material (in particular, the excellent properties of known starter terminals).
  • the cuprous alloy generally comprises more than 95% copper. It may for example contain tellurium.
  • the remainder of the screw, namely the body and the not directly electrically useful part of the head is made of a material other than copper. It is therefore possible to choose a material that while having mechanical and electrical characteristics appropriate for its use in a starter terminal, in particular, is of a lower cost.
  • a metal for example a steel.
  • an important feature of the invention is the form undercut of the reservation in the main part and the penetration of the insert throughout the space of this reservation, including the undercut area, because the ductility of copper (or cuprous alloy).
  • the insert is thus set in the reservation of the main part.
  • the reservation has a bottom face having a convex shape makes it possible to promote the creep of the copper or copper alloy constituting the insert.
  • the attachment of the insert to the main part is usually by a cold stamping.
  • the copper - or the cuprous alloy - does not have a very high deformation capacity, and it is therefore very advantageous, to obtain a complete filling of the reservation, to use a particular geometry that promotes creep of the constituent material of the insert.
  • convex bottom face is meant that the reservation has, in section, a convex contour, that is to say that the bottom of the reservation is hollow and not protruding. Thanks to this geometry, and during the assembly of the insert and the main part, the insert deforms first towards the bottom of the reservation and then, once in contact against this bottom, the insert deforms radially to the side wall against undercut to fill the entire reservation. This gives a perfect marriage between the insert and the reservation, which allows, in addition to excellent mechanical strength, to prevent the formation of arcing.
  • the bottom face of the reservation may have a convex frustoconical shape.
  • the main part comprises a substantially annular groove formed in the transverse face, around the reservation and coaxially thereto.
  • the groove may have in section a pointed form from the transverse face towards the bottom of the groove.
  • the insert may comprise a pellet made in one piece with the post, the pellet being substantially disc-shaped, of the same axis as the tenon and of larger diameter than the latter, the insert being secured to the main part so that the pastille marries the transverse face.
  • this groove is filled by the constituent material of the pellet.
  • the free transverse face of the insert - and in particular of the pellet when it is present - may comprise streaks.
  • the end face of the insert intended to come into contact with the bottom face of the reservation is, according to an advantageous embodiment, substantially flat or protruding (that is to say convex or pointed, preferably with a shape adapted to the shape of the bottom of the reservation, for example convex frustoconical). This makes it possible to promote the creep of copper or copper alloy both axially and radially.
  • the projecting lip promotes the retention of the insert in the reservation.
  • the main part of the screw is for example formed from the billet by cold forming, especially when this main part is made of steel.
  • reservation could also initially have a shape that is not perfectly cylindrical but slightly conical (slight clearance).
  • the step b 3 ) can be performed by forming in said transverse face a substantially annular groove and of the same axis as the reservation, around it, so as to locally deform the main part of the screw between the throat and the reservation and thus give a form against the left side of the reservation.
  • the form against undercut is thus obtained by a localized movement of material.
  • the introduction of the template into the reservation and the realization of the groove can be carried out by means of the same tool having a transverse face of which protrude on the one hand said cylindrical template and on the other hand an annular rib of the same axis than the template, arranged around it.
  • the groove may have in section a pointed form from the transverse face towards the bottom of the groove.
  • a screw 1 As illustrated on the figure 8 a screw 1 according to the invention consists of a main part 2 made here of steel, and an insert 3 of copper or copper alloy, secured to the main part 2.
  • the screw thus comprises a generally cylindrical body 4 and threaded, and a head 5.
  • the main part 2 is produced, starting from a piece 6 of steel, represented on the figure 1 .
  • the billet 6 comprises a generally cylindrical portion 7, which is already or will be subsequently threaded to form the body 4 of the screw 1, and a bulged portion 8 which will form part of the head 5 of the screw 1.
  • the bulged portion 8 is shaped to give it an external shape corresponding to that desired for the head 5, and to make a reservation 9.
  • the intermediate piece 10 has an axis of revolution 11 and a transverse end face 12, substantially orthogonal to the axis, and located opposite the generally cylindrical portion 7.
  • the reservation 9 is substantially cylindrical and of axis 11 , with the exception of its bottom face 13 which has a convex shape, for example a convex frustoconical shape corresponding to the shape of the tool used to create this reservation 9.
  • the reservation 9 has a substantially circular opening 14 formed in the transverse face 12.
  • the figure 3 illustrates the forming step of the intermediate part 10 leading to the formation of the main part 2.
  • a tool 15 is used which has a transverse face 16 of which project, in the direction of the intermediate part 10, on the one hand a piece forming a cylindrical template 17 and secondly an annular rib 18 of the same axis as the template 17, arranged around it.
  • the rib 18 may have a tapered section from its base towards its free end.
  • the template 17 has a height greater than that of the rib 18, and a predefined diameter, slightly smaller than that of the substantially cylindrical reservation 9 which has just been formed.
  • the tool 16 is placed on the side of the transverse face 12 of the intermediate part 10, so that the axis of the jig 17 is substantially coincident with the axis 11, and is displaced along the axis 11, in the direction of the intermediate piece 10.
  • the template 17 enters the reservation 9 while the rib 18 is still spaced from the transverse face 12.
  • the rib 18 comes into contact with the transverse face 12 and, by cold forming , comes to create a throat 19 of corresponding section.
  • the diameter of the opening 14 (that is to say the diameter of the reservation 9 at the transverse face 12) is of the order of 5 to 8 mm, in particular 6.2 mm, and the angle of inclination of the lateral face 20 of the reservation relative to the axis 11 is of the order of 15 to 20 °, for example close to 16 °.
  • the depth of the reservation is greater than 2 mm, for example close to 3 mm. This relatively large value promotes the proper anchoring of the insert 3 in the reservation 9.
  • the reservation 9 is intended to receive the insert 3, the original shape (before deformation) is illustrated on the figure 4 .
  • the insert 3 comprises a substantially disc-shaped pellet 21, from which protrudes a substantially cylindrical stud 22 having the same axis as the pellet 21 and having a diameter substantially corresponding to that of the reservation 9.
  • the diameter of the stud 22 may be close to the diameter of the opening 14 of the reservation 9 against undercut.
  • end face 27 of the post 22 opposite the pellet 21, and intended to come into contact with the bottom face 13 of the reservation 9, is substantially flat.
  • the tenon 22 of the insert 3 is placed in the reservation 9, and abuts against the bottom thereof, while the pellet 21 can rest on the transverse face 12 or be located at a distance from this face (as illustrated on the figure 4 ). Then the insert 3 is deformed by pressure, cold, by means of a suitable tool 23 (see figure 4 ), to be set in the reservation 9. The successive phases of the deformation of the insert 3 by the tool 23, until the screw 1 is obtained, are represented on the Figures 5 to 8 . The distance between the transverse face 24 of thrust of the tool 23 and the transverse face 12 of the main part 2 decreases by 0.5 mm between two successive figures.
  • the insert 3 is progressively deformed as follows. Firstly, the tenon 22, compressed against the bottom face 13 of the reservation, sees its diameter increase and its general shape pass from the cylinder to a shape coming to marry the lateral face 20 and the bottom face 13 of the reservation 9 , to fill the entire space of this reservation 9, including the area undercut. Then, when the reservation 9 is filled by the insert, the pellet 21 sees its thickness decrease and its diameter increase, until it substantially completely covers the transverse face 12 of the main part 2. In addition, the pellet 21 21 is also deformed to fill and become embedded in the throat 19.
  • the insert 3 is perfectly secured to the main part 2, the pin 22 filling the reservation 9 and the pellet 21 matching the transverse face 12, including the groove 19.
  • the head 5 of the screw 1 is thus formed by the insert 3 and a part of the main part 2.
  • the insert 3 does not consist of a single cylindrical part but a post 22 and a pellet is advantageous. Indeed, this allows these two parts of the insert 3 can undergo different deformations and perfectly fulfill their own function, namely: the total filling of the reservation for the tenon 22 and crushing and attachment to the wall transverse 12 for the pellet 21.
  • the free transverse face 25 of the pellet 21 may further comprise ridges 26, formed by the action of the tool 23 or in another way.
  • the grooves 26 are intended to avoid contact on too large a plane surface with the conductive part for starting the starter. The risks of connection between these two parts, and thus extraction of the insert 3 out of the reservation 9 when the conductive part is removed from the screw 1.
  • a second embodiment is illustrated on the Figures 9 to 11 .
  • This second embodiment is an embodiment of the invention.
  • the intermediate piece 10 comprises an annular lip 28 projecting generally axially from the face transverse 12, substantially at the periphery of the opening 14 of the reservation 9.
  • the height h of this lip 28 is for example of the order of 0.5 to 0.6 mm.
  • the intermediate part 10 is shaped so as to obtain the main part 2.
  • a tool 15 is used which comprises a substantially flat transverse face 16 from which, in the direction of the intermediate part 10, a cylindrical template 17 of predefined diameter projects, slightly less than that of the substantially cylindrical reservation 9 which has just been formed.
  • the lip 28 is deformed and folded towards the axis 11 of the main part 2.
  • the invention makes it possible to guarantee over a long service life the electrical and mechanical properties required for such a screw.

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Description

  • La présente invention concerne une vis ainsi qu'un procédé de réalisation d'une telle vis.
  • L'invention s'applique notamment, mais non exclusivement, aux vis destinées à former les bornes électriques de démarreur.
  • La borne électrique d'un démarreur comprend typiquement un corps - généralement fileté - et une tête, cette dernière étant destinée à être mise en contact avec une pièce conductrice reliée à la batterie, afin de permettre la mise en route du démarreur.
  • La plupart des bornes électriques connues sont réalisées intégralement en cuivre ou en alliage cuivreux. En effet, ce matériau est bon conducteur électrique et offre en outre l'avantage de ne pas subir de détérioration importante du fait de l'arc électrique produit lors du contact entre la tête de la borne et la pièce conductrice. Toutefois, le cuivre (ou alliage cuivreux) est un matériau très onéreux.
  • Afin d'abaisser le coût de telles bornes, il a été envisagé d'utiliser d'autres matériaux conducteurs, mais il s'avère que les bornes obtenues ne donnent pas entière satisfaction, notamment en termes de résistance mécanique et/ou de durée de vie.
  • Le document GB 1 284 954 propose une vis comprenant une partie principale en acier, dans laquelle est réalisée une réservation recevant un insert pouvant par exemple être en cuivre. L'objectif est d'obtenir une vis de coût réduit, mais qui remplisse les fonctions électriques requises.
  • Cependant, la vis décrite dans ce document n'est pas pleinement satisfaisante pour les raisons suivantes.
  • Tout d'abord, la réservation présente une face de fond formant un cône en saillie vers l'ouverture de la réservation. Du fait de cette géométrie, il n'est pas possible d'obtenir un remplissage parfait de la réservation par pression sur l'insert, la zone annulaire située autour de la base du cône ne pouvant être convenablement comblée. Cela est en outre accentué par le fait que la face inférieure de l'insert présente un creux en forme de cône complémentaire.
  • Or, il est fondamental d'obtenir une liaison intime entre l'insert et la partie principale. En effet, si tel n'est pas le cas, d'une part la tenue mécanique de l'insert dans la réservation n'est pas assurée et il existe donc un risque important de détachement de l'insert et, d'autre part, en fonctionnement, des arcs électriques peuvent se produire dans l'espace non comblé, ce qui n'est évidemment pas souhaitable.
  • Par ailleurs, l'insert étant constitué uniquement d'une partie sensiblement cylindrique, on ne peut qu'imparfaitement obtenir à la fois les deux résultats suivants : un remplissage total de la réservation et la formation d'une partie supérieure en forme de disque étalé s'encastrant sur la tête de la vis, à l'extérieur de la réservation.
  • Enfin, la faible profondeur de la réservation ne conduit pas à un très bon maintien de l'insert et accentue donc les risques d'arrachement intempestif de cet insert hors de la réservation.
  • La présente invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés ci-dessus.
  • A cet effet, et selon un premier aspect, l'invention concerne une vis selon la revendication 1.
  • Ainsi, d'une part, la partie de la tête destinée à venir en contact avec la pièce conductrice, à savoir la face de l'insert faisant saillie au-delà de la face transversale de la partie principale, est réalisée en cuivre ou alliage cuivreux et conserve donc les excellentes propriétés de ce matériau (en particulier, les excellentes propriétés des bornes de démarreur connues). L'alliage cuivreux comprend généralement plus de 95 % de cuivre. Il peut par exemple contenir du tellure. D'autre part, le reste de la vis, à savoir le corps et la partie non directement électriquement utile de la tête, est réalisé en un matériau autre que le cuivre. Il est donc possible de choisir un matériau qui, tout en possédant des caractéristiques mécaniques et électriques appropriées à son utilisation dans une borne de démarreur, notamment, est d'un coût moindre. En particulier, on peut utiliser un métal, par exemple un acier. Dans ce cas, on peut également réaliser facilement un filetage qui aura une bien meilleure tenue mécanique qu'un filetage réalisé dans un corps en cuivre.
  • Par ailleurs, une caractéristique importante de l'invention est la forme en contre dépouille de la réservation ménagée dans la partie principale et la pénétration de l'insert dans tout l'espace de cette réservation, y compris la zone en contre dépouille, du fait de la ductilité du cuivre (ou de l'alliage cuivreux). L'insert se trouve donc serti dans la réservation de la partie principale.
  • On obtient ainsi plusieurs avantages. D'une part, cela permet d'assurer une très bonne solidarisation entre l'insert et la partie principale de la vis. En effet, dans le cas de l'application à une borne électrique de démarreur, lors du passage de courant entre la pièce conductrice et la tête de la borne, il peut se produire des microsoudures tendant à associer ces deux pièces entre elles. Grâce à la caractéristique précitée, on évite que, lorsque la pièce conductrice est éloignée de la tête de la borne, elle n'emporte avec elle l'insert. D'autre part, cela améliore considérablement l'étanchéité de la vis.
  • Le fait que la réservation possède une face de fond présentant une forme convexe permet de favoriser le fluage du cuivre ou de l'alliage cuivreux constituant l'insert. En effet, la solidarisation de l'insert à la partie principale se fait généralement par une frappe à froid. Dans ces conditions, le cuivre - ou l'alliage cuivreux - ne présente pas une très grande capacité de déformation, et il est donc très avantageux, pour obtenir un remplissage complet de la réservation, d'avoir recours à une géométrie particulière favorisant le fluage du matériau constitutif de l'insert.
  • Par « face de fond de forme convexe », on entend que la réservation présente, en coupe, un contour convexe, c'est-à-dire que le fond de la réservation est en creux et non en saillie. Grâce à cette géométrie, et au cours de l'assemblage de l'insert et de la partie principale, l'insert se déforme tout d'abord vers le fond de la réservation puis, une fois en contact contre ce fond, l'insert se déforme radialement jusqu'à la paroi latérale en contre dépouille pour venir combler toute la réservation. On obtient ainsi un mariage parfait entre l'insert et la réservation, ce qui permet, en plus d'une excellente tenue mécanique, d'empêcher la formation d'arcs électriques.
  • La face de fond de la réservation peut présenter une forme tronconique convexe.
  • Selon une réalisation possible, la partie principale comprend une gorge sensiblement annulaire ménagée dans la face transversale, autour de la réservation et coaxialement à celle-ci. La gorge peut présenter en section une forme en pointe depuis la face transversale en direction du fond de la gorge.
  • Avantageusement, l'insert peut comporter une pastille réalisée d'une pièce avec le tenon, la pastille étant sensiblement en forme de disque, de même axe que le tenon et de plus grand diamètre que celui-ci, l'insert étant solidarisé à la partie principale de sorte que la pastille épouse la face transversale. Dans le cas où la face transversale présente une gorge, cette gorge est comblée par la matière constitutive de la pastille. Ceci permet d'améliorer encore la solidarisation entre l'insert et la partie principale de la vis, notamment en apportant une tenue radiale.
  • Par ailleurs, la face transversale libre de l'insert - et notamment de la pastille lorsqu'elle est présente - peut comporter des stries.
  • La face d'extrémité de l'insert destinée à venir en contact avec la face de fond de la réservation est, selon une réalisation avantageuse, sensiblement plane ou en saillie (c'est-à-dire bombée ou en pointe, de préférence avec une forme adaptée à la forme du fond de la réservation, par exemple tronconique convexe). Ceci permet de favoriser le fluage du cuivre ou de l'alliage cuivreux à la fois axialement et radialement.
  • De plus, la lèvre en saillie favorise la retenue de l'insert dans la réservation.
  • Selon un deuxième aspect, l'invention concerne un procédé de réalisation d'une vis comportant un corps et une tête, le procédé étant conforme à la revendication 8.
  • La partie principale de la vis est par exemple façonnée à partir du lopin par formage à froid, notamment lorsque cette partie principale est réalisée en acier.
  • Il est à noter que la réservation pourrait également présenter initialement une forme non parfaitement cylindrique mais légèrement conique (légère dépouille).
  • Selon un mode de réalisation, l'étape b3) peut être réalisée en formant dans ladite face transversale une gorge sensiblement annulaire et de même axe que la réservation, autour de celle-ci, de façon à déformer localement la partie principale de la vis entre la gorge et la réservation et à donner ainsi une forme en contre dépouille à la face latérale de la réservation.
  • La forme en contre dépouille est donc obtenue par un déplacement localisé de matière.
  • L'introduction du gabarit dans la réservation et la réalisation de la gorge peuvent être effectués au moyen d'un même outil possédant une face transversale de laquelle font saillie d'une part ledit gabarit cylindrique et d'autre part une nervure annulaire de même axe que le gabarit, agencée autour de celui-ci.
  • La gorge peut présenter en section une forme en pointe depuis la face transversale en direction du fond de la gorge.
  • On décrit à présent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation possibles de l'invention, en référence aux figures annexées :
    • La figure 1 est une vue en élévation d'un lopin utilisé pour la réalisation d'une vis selon l'invention ;
    • Les figures 2 à 4 sont des représentations schématiques partielles en coupe longitudinale des étapes successives de réalisation d'une vis selon un premier mode de réalisation d'une vis qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention;
    • Les figures 5 à 8 sont des représentations schématiques en coupe longitudinale des étapes successives de déformation de l'insert placé dans la réservation de la partie principale de la vis ;
    • Les figures 9 à 10 illustrent deux étapes de réalisation d'une vis selon un deuxième mode de réalisation, correspondant aux étapes représentées sur les figures 2 et 3, ce deuxième mode de réalisation étant un mode de réalisation de l'invention; et
    • La figure 11 est une représentation schématique en coupe longitudinale de la vis obtenue par le deuxième mode de réalisation.
  • Comme illustré sur la figure 8, une vis 1 selon l'invention est constituée d'une partie principale 2 réalisée ici en acier, et d'un insert 3 en cuivre ou alliage cuivreux, solidarisé à la partie principale 2. La vis comporte ainsi un corps 4 globalement cylindrique et fileté, ainsi qu'une tête 5.
  • On se rapporte aux figures 1 à 4 qui illustrent les étapes du procédé de réalisation de la vis 1, conformément à un premier mode de réalisation d'une vis qui n'est pas un mode de réalisation de l'invention.
  • Tout d'abord, on réalise la partie principale 2, en partant d'un lopin 6 en acier, représenté sur la figure 1. Le lopin 6 comprend une portion globalement cylindrique 7, qui est déjà ou qui sera ultérieurement filetée pour former le corps 4 de la vis 1, et une portion renflée 8 qui formera en partie la tête 5 de la vis 1.
  • Par formage à froid du lopin 6, on façonne la portion renflée 8 pour lui donner une forme extérieure correspondant à celle souhaitée pour la tête 5, et pour réaliser une réservation 9. On obtient ainsi la pièce intermédiaire 10 illustrée sur la figure 2, qui correspond à une ébauche de la partie principale 2.
  • La pièce intermédiaire 10 présente un axe de révolution 11 et une face transversale 12 d'extrémité, sensiblement orthogonale à l'axe, et située à l'opposé de la portion globalement cylindrique 7. La réservation 9 est sensiblement cylindrique et d'axe 11, à l'exception de sa face de fond 13 qui présente une forme convexe, par exemple une forme tronconique convexe correspondant à la forme de l'outil utilisé pour créer cette réservation 9. La réservation 9 présente une ouverture 14 sensiblement circulaire ménagée dans la face transversale 12.
  • La figure 3 illustre l'étape de façonnage de la pièce intermédiaire 10 conduisant à la formation de la partie principale 2. On utilise un outil 15 qui comporte une face transversale 16 de laquelle font saillie, en direction de la pièce intermédiaire 10, d'une part une pièce formant un gabarit cylindrique 17 et d'autre part une nervure 18 annulaire de même axe que le gabarit 17, agencée autour de celui-ci. La nervure 18 peut présenter une section effilée depuis sa base en direction de son extrémité libre. Le gabarit 17 présente une hauteur plus importante que celle de la nervure 18, et un diamètre prédéfini, légèrement inférieur à celui de la réservation 9 sensiblement cylindrique qui vient d'être formée.
  • L'outil 16 est placé du côté de la face transversale 12 de la pièce intermédiaire 10, de sorte que l'axe du gabarit 17 soit sensiblement confondu avec l'axe 11, et est déplacé selon l'axe 11, en direction de la pièce intermédiaire 10. Dans un premier temps, le gabarit 17 pénètre dans la réservation 9 alors que la nervure 18 est encore à distance de la face transversale 12. Puis la nervure 18 vient en contact avec la face transversale 12 et, par formage à froid, vient y créer une gorge 19 de section correspondante.
  • Lors de la formation de la gorge 19, il se produit un déplacement localisé de matière (ici l'acier) entre cette gorge 19 et la réservation 9. Ainsi, comme illustré sur la figure 3, la face latérale 20 de la réservation 9 se déforme pour converger vers l'axe 11 depuis la face de fond 13 en direction de l'ouverture 14. Cette étape du procédé conduit donc à la formation d'une réservation 9 dont la face latérale 20 présente une forme en contre dépouille. Le déplacement localisé de la matière constitutive de la partie principale 2 est limité et contrôlé par le gabarit 17 introduit dans la réservation 9, qui permet de garantir un diamètre calibré de l'ouverture 14 lorsque cette étape du procédé est achevée.
  • A titre d'exemple, le diamètre de l'ouverture 14 (c'est-à-dire le diamètre de la réservation 9 au niveau de la face transversale 12) est de l'ordre de 5 à 8 mm, notamment 6,2 mm, et l'angle d'inclinaison de la face latérale 20 de la réservation par rapport à l'axe 11 est de l'ordre de 15 à 20°, par exemple voisin de 16°. En outre, la profondeur de la réservation est supérieure à 2 mm, par exemple voisine de 3 mm. Cette valeur relativement importante favorise le bon ancrage de l'insert 3 dans la réservation 9.
  • La réservation 9 est destinée à recevoir l'insert 3, dont la forme d'origine (avant déformation) est illustrée sur la figure 4. L'insert 3 comprend une pastille 21 sensiblement en forme de disque, de laquelle fait saillie un tenon 22 globalement cylindrique de même axe que la pastille 21 et possédant un diamètre correspondant sensiblement à celui de la réservation 9. Par exemple, le diamètre du tenon 22 peut être voisin du diamètre de l'ouverture 14 de la réservation 9 en contre dépouille.
  • En outre, la face d'extrémité 27 du tenon 22 opposée à la pastille 21, et destinée à venir en contact avec la face de fond 13 de la réservation 9, est sensiblement plane.
  • Le tenon 22 de l'insert 3 est placé dans la réservation 9, et vient en appui contre le fond de celle-ci, tandis que la pastille 21 peut reposer sur la face transversale 12 ou être située à distance de cette face (comme illustré sur la figure 4). Puis l'insert 3 est déformé par pression, à froid, au moyen d'un outil approprié 23 (voir figure 4), pour être serti dans la réservation 9. Les phases successives de la déformation de l'insert 3 par l'outil 23, jusqu'à l'obtention de la vis 1, sont représentées sur les figures 5 à 8. La distance entre la face transversale 24 de poussée de l'outil 23 et la face transversale 12 de la partie principale 2 diminue de 0,5 mm entre deux figures successives.
  • Au cours de cette étape de sertissage, l'insert 3 est progressivement déformé de la façon suivante. Tout d'abord, le tenon 22, comprimé contre la face de fond 13 de la réservation, voit son diamètre augmenter et sa forme générale passer du cylindre à une forme venant épouser la face latérale 20 et la face de fond 13 de la réservation 9, pour combler tout l'espace de cette réservation 9, y compris la zone en contre dépouille. Puis, lorsque la réservation 9 est remplie par l'insert, la pastille 21 voit son épaisseur diminuer et son diamètre augmenter, jusqu'à ce qu'elle recouvre sensiblement totalement la face transversale 12 de la partie principale 2. De plus, la pastille 21 se déforme également pour venir combler et s'incruster dans la gorge 19.
  • A l'issue du sertissage, comme illustré sur la figure 8, l'insert 3 est parfaitement solidarisé à la partie principale 2, le tenon 22 remplissant la réservation 9 et la pastille 21 épousant la face transversale 12, y compris la gorge 19. La tête 5 de la vis 1 est ainsi formée par l'insert 3 et une partie de la partie principale 2.
  • Le fait que l'insert 3 ne soit pas constitué d'une unique pièce cylindrique mais d'un tenon 22 et d'une pastille est avantageux. En effet, cela permet que ces deux parties de l'insert 3 puissent subir des déformations différentes et remplir parfaitement leur fonction propre, à savoir : le remplissage total de la réservation pour le tenon 22 et l'écrasement et l'accrochage à la paroi transversale 12 pour la pastille 21.
  • La face transversale libre 25 de la pastille 21 peut en outre comporter des stries 26, formées par action de l'outil 23 ou d'une autre façon. Dans le cas où la vis 1 constitue une borne électrique de démarreur, notamment, les stries 26 visent à éviter un contact sur une trop grande surface plane avec la pièce conductrice permettant la mise en route du démarreur. Les risques de solidarisation entre ces deux pièces, et donc d'extraction de l'insert 3 hors de la réservation 9 lorsque la pièce conductrice est éloignée de la vis 1.
  • Un deuxième mode de réalisation est illustré sur les figures 9 à 11. Ce deuxième mode de réalisation est un mode de réalisation de l'invention.
  • A partir du lopin 6 de la figure 1, on réalise par formage à froid la pièce intermédiaire 10 illustrée sur la figure 9.
  • Par rapport à la pièce intermédiaire 10 représentée sur la figure 2, la pièce intermédiaire 10 selon ce deuxième mode de réalisation comprend une lèvre 28 annulaire faisant saillie globalement axialement depuis la face transversale 12, sensiblement à la périphérie de l'ouverture 14 de la réservation 9. La hauteur h de cette lèvre 28 est par exemple de l'ordre de 0,5 à 0,6 mm.
  • Puis, comme illustré sur la figure 10, on façonne la pièce intermédiaire 10 afin d'obtenir la partie principale 2. On utilise un outil 15 qui comporte une face transversale 16 sensiblement plane de laquelle fait saillie, en direction de la pièce intermédiaire 10, un gabarit cylindrique 17 de diamètre prédéfini, légèrement inférieur à celui de la réservation 9 sensiblement cylindrique qui vient d'être formée. Par la pression exercée contre la face transversale 12 (frappe à froid), la lèvre 28 est déformée et rabattue vers l'axe 11 de la partie principale 2.
  • On obtient ainsi, par déplacement localisé de matière, d'une part la formation de la face latérale 20 en contre dépouille et d'autre part une lèvre 28 dirigée vers l'intérieur, et qui formera un moyen de retenue supplémentaire pour l'insert 3 (voir figure 11). Il est à noter que ce moyen de retenue peut être continu sur toute la périphérie ou localisé.
  • L'invention permet de garantir sur une durée de vie importante les propriétés électriques et mécaniques requises pour une telle vis.
  • Il va de soi que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus à titre d'exemples mais qu'elle en embrasse au contraire toutes les variantes de réalisation.

Claims (12)

  1. Vis comportant un corps (4) globalement cylindrique et une tête (5), ladite vis comprenant :
    - une partie principale (2) réalisée en un matériau autre que le cuivre ou un alliage cuivreux, formant le corps (4) et une partie de la tête (5) de la vis (1), ladite partie de la tête (5) de la vis (1) comprenant une face transversale (12) située à l'opposé du corps (4) et une réservation (9) possédant une forme de révolution de même axe (11) que le corps (4) et présentant une ouverture (14) ménagée dans ladite face transversale (12) et une face latérale (20) en contre dépouille ;
    - un insert (3) en cuivre ou alliage cuivreux comportant un tenon (22) globalement cylindrique de diamètre correspondant sensiblement à celui de la réservation (9), l'insert (3) étant solidarisé à la partie principale (2) de sorte que le tenon (22) comble toute la réservation (9) et que l'insert (3) fasse saillie axialement au-delà de la face transversale (12) ;
    caractérisée en ce que la réservation (9) possède une face de fond (13) présentant une forme convexe et en ce que la partie principale (2) comporte une lèvre (28) faisant saillie depuis la face latérale (20) en contre dépouille de la réservation (9), vers l'axe (11), ladite lèvre (28) étant située au niveau de l'ouverture (14) de la réservation (9).
  2. Vis selon la revendication 1, caractérisée en ce que la face de fond (13) de la réservation (9) présente une forme tronconique convexe.
  3. Vis selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la partie principale (2) comprend une gorge (19) sensiblement annulaire ménagée dans la face transversale (12), autour de la réservation (9) et coaxialement à celle-ci.
  4. Vis selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'insert (3) comporte une pastille (21) réalisée d'une pièce avec le tenon (2), la pastille (21) étant sensiblement en forme de disque, de même axe que le tenon (22) et de plus grand diamètre que celui-ci, l'insert (3) étant solidarisé à la partie principale (2) de sorte que la pastille (21) épouse la face transversale (12).
  5. Vis selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la face transversale libre (25) de l'insert (3) comporte des stries (26).
  6. Vis selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la face d'extrémité (27) de l'insert (3) destinée à venir en contact avec la face de fond (13) de la réservation (9) est sensiblement plane ou en saillie.
  7. Vis selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que le matériau constitutif de la partie principale (2) est un acier.
  8. Procédé de réalisation d'une vis (1) comportant un corps (4) et une tête (5), comprenant les étapes consistant à :
    a) prévoir un lopin (6) réalisé en un matériau autre que le cuivre, qui comporte une portion globalement cylindrique (7) destinée à former le corps (4) de la vis (1) et une portion renflée (8) destinée à former une partie de la tête (5) de la vis (1) ;
    b) façonner le lopin (6) pour réaliser une partie principale (2) de la vis (1), en donnant à la portion renflée (8) sensiblement la forme extérieure de la tête (5) avec une face transversale (12) située à l'opposé de la portion globalement cylindrique (7), et en formant dans ladite portion renflée (8) une réservation (9) possédant une forme de révolution de même axe (11) que la portion globalement cylindrique (7), et présentant une ouverture (14) ménagée dans ladite face transversale (12) et une face latérale (20) en contre dépouille ;
    c) prévoir un insert (3) en cuivre ou alliage cuivreux comportant un tenon (22) sensiblement cylindrique de diamètre correspondant sensiblement à celui de la réservation (9) ménagée dans la partie principale (2) de la vis (1) ;
    d) placer le tenon de l'insert (3) dans la réservation (9) et déformer l'insert (3) par pression pour que le tenon (22) vienne combler toute la réservation (9), tout en faisant saillie axialement au-delà de la face transversale (12), afin de solidariser l'insert (3) et la partie principale (2) de la vis (1) ;
    caractérisé en ce que l'étape b) comprend les étapes successives consistant à :
    b1) former dans la portion renflée (8) une réservation (9) sensiblement cylindrique, de même axe (11) que la portion globalement cylindrique (7), et présentant une ouverture (14) ménagée dans ladite face transversale (12), l'étape b1) comprenant la formation, dans la portion renflée (8), d'une lièvre (28) annulaire faisant saillie globalement axialement depuis la face transversale (12) sensiblement à la périphérie de l'ouverture (14) de la réservation (9) ;
    b2) introduire un gabarit (17) cylindrique de diamètre prédéfini dans la réservation (9) encore sensiblement cylindrique afin d'obtenir une ouverture (14) de ladite réservation (9) de diamètre calibré ;
    b3) puis façonner la partie principale (2) de la vis (1) de façon à donner une forme en contre dépouille à la face latérale (20) de la réservation (9), en exerçant une pression sur la face transversale (12) afin de déformer et rabattre ladite lèvre vers l'axe (11) de la partie principale (2).
  9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la partie principale (2) de la vis (1) est façonnée à partir du lopin (6) par formage à froid.
  10. Procédé selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que l'étape b3) est réalisée en formant dans ladite face transversale (12) une gorge (19) sensiblement annulaire et de même axe (11) que la réservation (9), autour de celle-ci, de façon à déformer localement la partie principale (2) de la vis (1) entre la gorge (19) et la réservation (9) et à donner ainsi une forme en contre dépouille à la face latérale (20) de la réservation (9).
  11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'introduction du gabarit (17) dans la réservation (9) et la réalisation de la gorge (19) sont effectués au moyen d'un même outil (15) possédant une face transversale (16) de laquelle font saillie d'une part ledit gabarit (17) cylindrique et d'autre part une nervure (18) annulaire de même axe que le gabarit (17), agencée autour de celui-ci.
  12. Procédé selon l'une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la gorge (19) présente en section une forme en pointe depuis la face transversale (12) en direction du fond de la gorge (19).
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