FR2780562A1 - Procede de realisation d'une piece contactee - Google Patents

Abstract

La présente invention est un procédé de réalisation d'une pièce contactée comportant une base (21) et au moins un contact (28). Il comporte les étapes suivantes :- transformation par emboutissage progressif d'un support (20) pour réaliser une ou plusieurs chandelles (22) creuses, de hauteur nettement supérieure à l'épaisseur du support (20);- assemblage d'un contact (28) au sommet (35) de chaque chandelle (22);- découpage du contour de la base (21) de la pièce contactée dans le support (20), ce contour englobant au moins une chandelle (22), de manière à séparer la pièce contactée du support (20).Application notamment en tant que lame-contact ou cosse pour composants électromécaniques de commutation.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UNE PIECE CONTACTEE

La présente invention est relative à un procédé de réalisation

d'une pièce contactée.

Par pièce contactée on entend une pièce formée d'une base

dotée d'au moins une chandelle au sommet de laquelle se trouve le contact.

Ce contact est assez éloigné de la base, la hauteur de la chandelle étant nettement supérieure à l'épaisseur de la base. Ce type de pièce contactée est couramment utilisé dans les composants électromécaniques de commutation tels que les interrupteurs, les détecteurs

de position...

Lorsque la pièce contactée est mobile, elle se trouve à l'intérieur du boîtier accueillant le mécanisme de commutation, elle est dénommée lame et lorsqu'elle est fixe, elle sort du boîtier pour être connectée à un

conducteur électrique et est dénommée cosse.

La base et la chandelle sont réalisées dans un matériau choisi pour ses bonnes propriétés mécaniques et électriques à base de cuivre, de

fer, par exemple.

Le contact lui est dans un matériau précieux, par exemple à base d'or ou d'argent car il doit offrir un bon compromis entre ses performances

électriques, thermiques et d'endurance.

On se réfère aux figures la, lb qui illustrent schématiquement le procédé utilisé actuellement pour réaliser de telles pièces contactées. Dans

cet exemple, on réalise une cosse.

On découpe dans une première bobine 1 de fil d'un premier matériau un lopin 2 correspondant à la chandelle, I'une des extrémités est son sommet 6 et l'autre son pied 5. On découpe dans une seconde bobine 3

de fil d'un second matériau un lopin 4 correspondant au contact.

On assemble les lopins 2 et 4 par soudage par exemple, le contact 4 venant au sommet 6 de la chandelle 2. Par une opération de matriçage, on met en forme le pied 5 de la chandelle 2 de manière à pouvoir la fixer sur une base 7 en lui donnant la forme d'un rivet. Cette base 7 a été au préalable découpée dans un plat. Son contour présente une patte 8 munie d'une encoche 9 dans laquelle viendra se loger un conducteur puisque dans l'exemple décrit il s'agit d'une base de cosse. L'assemblage de la base 7 et de la chandelle 2 contactée se fait par rivetage ou sertissage. Sur la figure 1 b, la cosse contactée terminée est représentée en coupe. Les étapes de soudage et de matriçage peuvent se faire simultanément. Ce procédé est relativement long et coûteux. Il nécessite au minimum trois opérations différentes: fabrication de la chandelle-rivet contactée,

découpe de la base, assemblage de la chandelle-rivet à la base.

Au point de vue matière première, il entraîne l'approvisionnement de plat pour la base, d'un premier type de fil pour la chandelle et d'un second

type de fil pour le contact.

La base peut être découpée d'un côté, I'assemblage et le façonnage de la chandelle-rivet contactée peuvent se faire d'un autre côté mais le rivetage ne peut avoir lieu que lorsque la chandelle-rivet et la base se présentent l'un à l'autre correctement, ce qui entraîne une bonne maîtrise de la distribution des pièces et complique la conception de la machine utilisée

pour les assembler à une cadence industrielle.

La présente invention vise à simplifier la fabrication de telles pièces contactées en économisant la réalisation d'une chandelle séparée et

l'opération d'assemblage à la base.

Cette simplification se traduit notamment par une réduction des différentes sortes de matières premières à approvisionner, par un gain en

temps et par un gain en coût.

Pour y parvenir, le procédé de réalisation d'une pièce contactée, comportant une base et au moins un contact, selon l'invention comporte les étapes suivantes: - transformation par emboutissage progressif d'un support de façon à réaliser une ou plusieurs chandelles creuses, de hauteur nettement supérieure à l'épaisseur du support; - assemblage d'un contact au sommet de chaque chandelle; - découpage du contour de la base de la pièce contactée dans le

support, ce contour englobant au moins une chandelle.

De préférence le support est en forme de bande.

De préférence, les chandelles ont une hauteur d'environ 5 à 10 fois

l'épaisseur du support.

Il peut être nécessaire d'introduire une étape de finition de la surface du contact entre l'étape d'assemblage et l'étape de découpage pour supprimer les arrêtes et les bavures susceptibles de se trouver sur le contact. Cette étape de finition peut être un bouterollage, une frappe, un

rodage, un polissage.

L'étape d'assemblage peut être une étape de soudage ou une étape impliquant une déformation permanente du sommet de la chandelle et/ou du contact. La présente invention concerne aussi une pièce contactée formée d'une base et d'au moins une chandelle au sommet de laquelle se trouve un contact. La hauteur de la chandelle est nettement supérieure à l'épaisseur de la base. La chandelle est creuse et est une déformation du matériau de la base. D'autre caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la

lecture de la description suivante d'exemples de mise en oeuvre du procédé

selon l'invention, cette description étant illustrée de figures qui représentent:

- la figure la, déjà décrite, les différentes étapes de réalisation d'une pièce contactée par un procédé connu; - la figure 1 b, déjà décrite, une coupe transversale d'une pièce contactée obtenue par le procédé connu décrit à la figure 1 a; - les figures 2a, 2b, une coupe transversale et une vue de dessus d'un support en bande transformé par le procédé selon l'invention dans lequel l'assemblage se fait par soudage; - la figure 2c, une coupe transversale d'un support en bande transformé par le procédé selon l'invention incluant une opération de finition de la surface du contact; - la figure 3a, une vue de dessus d'un support en bande transformé par le procédé selon l'invention dans lequel l'assemblage se fait par rivetage; - la figure 3b, une coupe transversale d'un support en bande

subissant une étape de sertissage pour l'assemblage du contact.

Sur ces figures, les différents éléments ne sont pas représentés à l'échelle

dans un souci de clarté.

Les figures 2a et 2b représentent en coupe longitudinale et vue de dessus un support soumis aux différentes étapes du procédé de réalisation d'une pièce contacté selon l'invention. Dans l'exemple le support 20 est en forme d'une bande car on va le transformer dans un outillage à suivre, mais on pourrait envisager qu'il possède une autre forme. La pièce à réaliser est

comparable à celle représentée à la figure la.

On part d'une bande 20 en matériau conducteur, cette bande 20 devant être transformée à la fois en base 21 et en chandelle 22 de la pièce contactée terminée. Son matériau, choisi autant pour ses propriétés mécaniques qu'électriques. Elle peut être réalisée à base de cuivre ou de fer

par exemple.

Cette bande 20 est déformée progressivement par emboutissage. La

chandelle 22 est alors une déformation du matériau de la base.

La chandelle devant posséder une hauteur h nettement plus grande que l'épaisseur e de la bande, I'embouti requis est donc profond, il est nécessaire de faire plusieurs passes jusqu'à ce qu'on obtienne la hauteur h de chandelle 22 requise sans risque de déchirement du matériau du support. La hauteur de la chandelle 22 est typiquement de l'ordre de 5 à 10 fois l'épaisseur de la bande tandis qui elle vaut typiquement environ 0,5 à 1 millimètre. On utilise de préférence comme outil d'emboutissage, une presse à suivre possédant autant de couples poinçon 23-matrice 24 que de passes à réaliser. Ces couples de poinçon-matrice sont placés les uns à côté des autres espacés d'un pas p. Sur la figure 2a seuls quelques couples sont dessinés, et dans cette représentation le poinçon 23 est placé du côté de la face inférieure 31 de la bande 20 tandis que la matrice 24 est du côté de la face supérieure 32 de la bande. L'inverse serait possible. Les deux parties du

couple se rapprochent lors d'une passe pour déformer la bande 20.

La bande 20 introduite dans la presse, à gauche sur la figure 2a, avance pas à pas, après chaque passe, dans la direction repérée par la flèche. Plusieurs chandelles sont élaborées en même temps, mais elles se trouvent à différents stades de réalisation dans l'exemple décrit. On pourrait envisager que plusieurs chandelles se trouvant au même stade de réalisation cohabitent sur la bande. Les chandelles 22 obtenues sont creuses, elles délimitent un puits 33 dont l'ouverture se trouve, dans

l'exemple, sur la face inférieure 31 de la bande 20.

L'étape suivante consiste à assembler au sommet 35 de chaque chandelle 22 qui a atteint la bonne hauteur, un contact 28. Ici l'assemblage va se faire par soudage, ce soudage pouvant être, par exemple, un soudage

par résistance, par faisceau à haute énergie ou autre.

Le contact 28 provient d'un fil ou d'un profil dans lequel on a au préalable détaché un lopin 25. L'alimentation en matériau pour le contact 28 est illustré par une bobine 26. L'outil de cisaillage schématisé sur les figures

2 porte la référence 27.

Pour réaliser le soudage par résistance, on utilise deux électrodes 29, , I'une 29 qui s'appuie sur le lopin 25 en contact avec le sommet 35 et l'autre 30 qui entre en contact avec l'ouverture du puits 33 délimité par la

chandelle 22.

La phase de soudage par résistance consiste à faire circuler un courant entre les deux électrodes 29, 30 pour qu'il traverse la chandelle 22 et le lopin 25, puis à maintenir un effort entre la chandelle 22 et le lopin 25, à

la suite de quoi les électrodes 29, 30 peuvent s'écarter.

La difficulté de cette opération de soudage est que l'électrode 30 venant contacter l'ouverture du puits 33 se trouve à la base de la chandelle

22 et quelle est éloignée de son sommet 35 et du lopin à souder.

Si la chandelle 22 creuse délimite un puits 33 de taille convenable, il est possible d'utiliser une électrode 30 fine que l'on enfonce dans le puits 33 jusqu'à son fond comme illustré sur la figure 2c. La soudure est alors plus aisée. L'inconvénient est que dans cette configuration les chandelles occupent plus de place sur le support et qu'un support permet de réaliser

moins de pièces contactées.

L'étape suivante est dite de détourage, elle consiste à séparer la pièce contactée de la bande 20 par découpage du contour de la base 21

dans la bande 20. Ce contour peut englober une ou plusieurs chandelles 22.

La pièce contactée selon l'invention est visible sur la figure 2a.

En utilisant un même outillage à suivre pour l'emboutissage, l'assemblage et le découpage, la bande subit, au fur et à mesure de son avance, plusieurs traitements un à chaque passe, si bien que plusieurs pièces se trouvent constamment dans l'outillage à des stades différents de fabrication. A chaque avance de la bande du pas p, une ou plusieurs pièces

contactées terminées se détachent de la bande 20.

On peut être amené, pour améliorer l'état de surface du contact 28, à

introduire une étape supplémentaire de finition avant le découpage.

Cette étape peut consister en une étape de frappe, en un bouterollage à l'aide d'un outil 34 portant une empreinte concave, en un polissage ou même un rodage. On cherche à éliminer les arêtes et bavures susceptibles d'exister après la découpe du lopin 25 afin d'obtenir des pièces

de bonne qualité exemptes de défaut.

La figure 2c montre en coupe longitudinale un support en forme de bande transformé selon le procédé de l'invention dans lequel une étape de

bouterollage est insérée entre l'étape de soudage et l'étape de découpage.

Le mouvement de la bouterolle 34 peut être par exemple rotatif ou gyroscopique. Au lieu d'assembler le contact 28 et la chandelle 22 par une étape de soudage, il est possible de les assembler par une étape impliquant une déformation permanente d'au moins l'une des pièces à assembler; telle

qu'une étape de sertissage ou de rivetage.

Les figures 3a, 3b représentent à la manière des figures 2a, 2b, 2c les différentes étapes du procédé selon l'invention avec un assemblage par rivetage. Cet assemblage par rivetage comprend au préalable une étape de réalisation d'une ouverture 36 au sommet 35 de la chandelle 22, par exemple par perçage ou poinçonnage. Sur la figure 3a un poinçon 37 est représenté, il agit à partir de la face supérieure 32 de la bande 20 en attaquant le sommet 35 de la chandelle 22. On aurait pu imaginer qu'il agisse à partir de la face inférieure 32 en pénètrent au fond du puits 33 délimité par la chandelle 22. Dans tous les cas, on évacue une débouchure

38 qui correspond à la matière ôtée par le poinçon 37.

L'étape suivante est une étape de mise en place d'un rivet 39 dont la tête va former le contact 28 et la tige 40 est enfilée dans l'ouverture 36 réalisée. Cette tige 40 sera matée dans le puits 33 de la chandelle 22 à

l'aide d'un outil à riveter 41 en deux parties classique en soit.

La distribution des rivets pour la mise en place peut se faire par bol

vibrant 42, les rivets se présentant avec une bonne orientation.

L'introduction du rivet 39 dans l'ouverture 36 peut se faire par gravité, mais

on peut aussi envisager d'utiliser une impulsion d'air comprimé.

Une fois l'assemblage réalisé les étapes suivantes sont les mêmes que celles décrites précédemment. L'étape de finition de la surface du contact 28 n'est pas forcément requise si la tête du rivet 39 n'a pas souffert

lors de l'assemblage.

La figure 3c illustre de manière schématique une étape d'assemblage du contact 28 par sertissage. On retrouve l'étape de poinçonnage du

sommet 35 de la chandelle 22. Un lopin 25 est introduit dans l'ouverture 36.

A l'aide d'un outil classique 43 à sertir, l'ensemble chandelle 22-lopin 25 est déformé de manière à obtenir d'un contact 28 de forme appropriée dont une

partie est logée à l'intérieur de la chandelle 22.

Si la base 21 de la pièce contactée doit être dotée d'au moins un trou 44 devant servir à la fixer ou à la connecter, la réalisation de ce trou 44 peut avoir lieu lors d'une étape supplémentaire de perçage insérée entre deux étapes précédemment décrites. Il est aussi possible que cette étape de perçage dans le support soit simultanée avec l'une des étapes précédemment décrites. On suppose que le perçage a lieu pendant la transformation par emboutissage, un peu avant que la chandelle ait atteint sa forme définitive, sur les figures 2a, 2b à la septième passe ou entre l'étape de transformation et l'étape d'assemblage, soit sur les figures 3a, 3b

à la neuvième passe. Ces chiffres n'ont aucun caractère limitatif.

Le matériau utilisé pour le lopin 25 ou le rivet 39 est un matériau précieux utilisé classiquement pour les contacts, à base d'or ou d'argent par

exemple.

Les figures décrites représentent une mise en oeuvre du procédé avec un outillage à suivre unique mais il est toujours possible de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention avec plusieurs outillages séparés, par exemple, un pour réaliser les chandelles, un pour l'assemblage du contact et

un pour le découpage de la base.

Par le procédé selon l'invention, en supprimant l'opération de découpe de la chandelle et l'opération de sertissage de la chandelle contactée sur la base, on réalise un gain en coût et en matière tout à fait substantiel.

Claims (18)

REVENDICATIONS

1. Procédé de réalisation d'une pièce contactée comportant une base (21) et au moins un contact (28) caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes: - transformation par emboutissage progressif d'un support (20) pour réaliser une ou plusieurs chandelles (22) creuses, de hauteur nettement supérieure à l'épaisseur du support (20); - assemblage d'un contact (28) au sommet (35) de chaque chandelle (22); - découpage du contour de la base (21) de la pièce contactée dans le l0 support (20), ce contour englobant au moins une chandelle (22) de manière

à séparer la pièce contactée du support (20).

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la hauteur

des chandelles (22) est environ 5 à 10 fois l'épaisseur du support (20).

3. procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce

que le support (20) est en forme de bande.

4. Procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 à 3,

caractérisé en ce qu'il comporte une étape de finition de la surface du

contact (28) entre l'étape d'assemblage et l'étape de découpage.

5. Procédé de réalisation selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de finition est une opération de bouterollage, de frappe, de

rodage, de polissage.

6. Procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que l'étape d'assemblage est une étape de soudage.

7. Procédé de réalisation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de découpe d'un lopin (25) dans un matériau allongé pour le contact (28) et de positionnement du lopin (25) au sommet

(35) d'une chandelle (22) avant l'étape de soudage.

8. Procédé de réalisation selon la revendication 7, dans lequel chaque chandelle (22) creuse délimite un puits (33), caractérisé en ce qu'il consiste, lors d'une étape de soudage par résistance, à placer une électrode (29) sur le lopin (25) contactant le sommet (35) de la chandelle (22) et une électrode (30) à l'orée du puits (33) délimité par la chandelle (22).

9. Procédé de réalisation selon la revendication 7, dans lequel chaque chandelle (22) creuse délimite un puits (33), caractérisé en ce qu'il consiste, lors d'une étape de soudage par résistance, à placer une électrode 0 (29) sur le lopin (25) contactant le sommet (35) de la chandelle (22) et une électrode (30) qui est enfoncée au fond du puits délimité par la chandelle (22).

10. Procédé de réalisation selon l'une des revendications 1 à 5,

caractérisé en ce que l'étape d'assemblage est une étape impliquant une déformation permanente du sommet (35) de la chandelle (22) et/ou du

contact (28) telle qu'un sertissage ou un rivetage.

11. Procédé de réalisation selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de réalisation d'une ouverture (36) au sommet (35) de la chandelle (22) après l'étape de transformation mais avant l'étape

impliquant la déformation permanente.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'étape de réalisation de l'ouverture (36) est une étape de poinçonnage avec

évacuation de matière ôtée par le poinçon (37) pour accueillir le contact.

13. Procédé selon l'une des revendications 10 à 12 caractérisé en ce

que le rivet réalise le contact.

14. Procédé selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce

que le support (20) est réalisé à base de cuivre ou de fer.

15. Procédé selon l'une des revendications 1 à 14, caractérisé en ce

que le contact (28) est réalisé dans un matériau précieux tel qu'un matériau

à base d'or ou d'argent.

16. Procédé selon l'une des revendications I à 15, caractérisé en ce

qu'il comporte une étape de perçage d'au moins un trou (44) dans la base

(21) de la pièce contactée, insérée entre deux des étapes précédentes.

17. Procédé selon l'une des revendications 1 à 15, caractérisé en ce

lo qu'il comporte une étape de perçage d'au moins un trou (44) dans la base

(21) de la pièce contactée, intégrée à l'une des étapes précédentes.

18. Pièce contactée formée d'une base (21) et d'au moins une chandelle (22) au sommet de laquelle se trouve un contact (28), la hauteur de la chandelle étant nettement supérieure à l'épaisseur de la base caractérisée en ce que la chandelle (22) est creuse et est une déformation

du matériau de la base (21).