FR2895291A1

FR2895291A1 - Production of a support component comprising a plate and a perpendicular pin linked by a simple mechanical method, notably for the mass produced support components of frames

Info

Publication number: FR2895291A1
Application number: FR0554127A
Authority: FR
Inventors: Jean Marie Millet; Francois Xavier Millet
Original assignee: MECANIQUE DECOUPE ET EMBOUTISS
Current assignee: MECANIQUE DECOUPE ET EMBOUTISS
Priority date: 2005-12-28
Filing date: 2005-12-28
Publication date: 2007-06-29
Anticipated expiration: 2025-12-28
Also published as: FR2895291B1

Abstract

The production of a support component, with a plate (10) and a perpendicular pin (12) with a body (24) and a head (22), comprises: (A) deforming the plate to form an imprint (14) to receive the head; (B) producing a hole (20) in the bottom of the imprint for the passage of the body of the pin; (C) introducing the body through the hole until the head is stopped on the bottom of the imprint; (D) crimping the head in the imprint. An independent claim is also included for the support component obtained.

Description

PROCEDE DE REALISATION D'UNE PIECE SUPPORT ET PIECE OBTENUEMETHOD FOR PRODUCING A SUPPORT PART AND PART OBTAINED

La présente invention concerne un procédé de réalisation d une pièce support ainsi que la pièce obtenue. L'industrie nécessite le recours, par exemple dans le cas de fixation d'une huisserie, de pièces support. Un tel ensemble comporte deux pièces : une platine 5 et un axe avec un corps fileté généralement. Dans le cas d'une huisserie, la platine est rapportée sur le dormant et la partie filetée reçoit la pièce de fixation proprement dite. Il existe de nombreuses autres applications de ce type si bien que ces pièces support se fabriquent en très grand nombre. 10 Le problème est de réaliser cette pièce qui semble simple a priori d'une façon économiquement viable, avec des cadences importantes, en conférant les propriétés mécaniques appropriées voire en les améliorant et avec du matériel existant. De plus, il existe d'autres contraintes quant aux matériaux employés car ils 15 peuvent aussi avoir subi préalablement un traitement de surface qu'il convient de conserver. Il serait même souhaitable de permettre le recours à des traitements de surface plus économiques ou plus efficaces mais actuellement impossibles à mettre en pratique. De façon générale une telle pièce de liaison comprend une platine de forme 20 adaptée pour pénétrer dans une rainure ou dans tout autre logement. La partie filetée est une vis comprenant une tête hexagonale et un corps filetée sur toute ou partie de sa longueur. Ces deux pièces sont réalisables à des coûts très peu élevés car communes et même disponibles dans le commerce pour les vis. The present invention relates to a method of producing a support piece and the part obtained. The industry requires the use, for example in the case of fixing a frame, support parts. Such an assembly comprises two parts: a plate 5 and an axis with a generally threaded body. In the case of a frame, the plate is attached to the frame and the threaded portion receives the fastener itself. There are many other applications of this type so that these support parts are manufactured in very large numbers. The problem is to make this part which seems simple a priori in an economically viable way, with important rates, conferring the appropriate mechanical properties even improving them and with existing equipment. In addition, there are other constraints on the materials used because they may also have previously undergone a surface treatment that should be retained. It would even be desirable to allow the use of more economical or more efficient surface treatments which are currently impossible to put into practice. In general, such a connecting piece comprises a plate of shape adapted to penetrate a groove or any other housing. The threaded portion is a screw comprising a hexagonal head and a threaded body over all or part of its length. These two parts are achievable at very low costs as common and even commercially available for screws.

L'art antérieur pour la réalisation de telles pièces support consiste en une liaison par soudage de la tête de la vis sur la platine. Afin de ne pas utiliser un métal d'apport, la soudure est effectuée en provoquant un arc électrique puissant entre les deux pièces métalliques, arc qui assure la fusion partielle du métal et donc la liaison, localement, après refroidissement quasi instantané. Le premier inconvénient est le fait qu'un arc électrique est très difficile à maîtriser et la zone de fusion, donc la zone de liaison est de dimensions et de localisation variables. De plus, il faut approcher les deux pièces et les maintenir en place pendant la durée très brève de la soudure par arc mais avec une perpendicularité parfaite. Sur une chaîne de fabrication en grande série, ce positionnement reste délicat. Enfin, on note que la fusion engendrée par l'arc provoque une élévation de la température qui dégrade l'éventuel traitement de surface et qui interdit le recours à d'autres traitements tels que la galvanisation. The prior art for producing such support pieces consists of a connection by welding the head of the screw on the plate. In order not to use a filler metal, the welding is performed by causing a strong electric arc between the two metal parts, arc which ensures the partial melting of the metal and thus the connection, locally, after almost instantaneous cooling. The first disadvantage is the fact that an electric arc is very difficult to control and the melting zone, so the connection zone is of variable size and location. In addition, the two parts must be brought close and held in place for the very short duration of the arc welding but with perfect perpendicularity. On a mass production line, this positioning remains delicate. Finally, it is noted that the melting generated by the arc causes a rise in temperature which degrades the possible surface treatment and which prohibits the use of other treatments such as galvanizing.

La présente invention vise un mode de liaison mécanique qui permet d'atteindre une excellente perpendicularité par simple positionnement des pièces. De plus la liaison est renforcée mécaniquement en conférant simultanément une esthétique intéressante en masquant la tête de vis. La pièce support est ainsi moins agressive. The present invention aims at a mechanical connection mode that achieves excellent perpendicularity by simple positioning of parts. In addition, the connection is reinforced mechanically by simultaneously conferring an attractive aesthetic by masking the screw head. The support part is thus less aggressive.

L'art antérieur par la demande de brevet WO 2004/037462 décrit un écrou destiné à être rapporté sur une tôle mince. Cet écrou est un écrou tout à fait spécifique comportant un corps tronconique et une collerette mince ayant des pans. Cet écrou est maintenu immobilisé en translation comme en rotation par deux 25 déformations successives de part et d'autre de la feuille de métal de sorte à enserrer la collerette mince entre deux lèvres de métal. Un tel procédé concerne la mise en place d'un écrou et non d'une vis. De plus ce procédé ne répond pas à la problématique posée car il nécessite un écrou spécifique dont les cotes sont nécessairement adaptées en fonction de l'épaisseur de la feuille de métal. Or il faut pouvoir utiliser des éléments disponibles dans le commerce pour atteindre des coûts adaptés aux marchés concernés. The prior art by the patent application WO 2004/037462 describes a nut intended to be attached to a thin sheet. This nut is a quite specific nut having a frustoconical body and a thin flange having flanges. This nut is held immobilized in translation as in rotation by two successive deformations on either side of the metal sheet so as to grip the thin collar between two metal lips. Such a method relates to the establishment of a nut and not a screw. In addition, this method does not respond to the problem posed because it requires a specific nut whose dimensions are necessarily adapted according to the thickness of the metal sheet. However, it is necessary to be able to use commercially available elements to reach costs adapted to the markets concerned.

Enfin la liaison mécanique reste limitée car portant uniquement sur le pourtour de la collerette mince. Le modèle d'utilité allemand DE-U-91 15 382 décrit de nouveau un écrou tout à fait spécifique avec une extrémité munie d'une gorge. Cet écrou possède un corps traversant destiné à être serti dans une tôle de faible épaisseur et dont le métal sous l'effort de sertissage flue et vient se loger dans la gorge. Ainsi la tête de forme hexagonale évite la rotation, la tête de dimensions plus importantes que le trou, évite le déplacement en translation dans le sens d'introduction dans le trou et le métal ayant flué dans la gorge évite le déplacement en translation dans l'autre sens, celui du retrait. Finally the mechanical connection is limited because only on the periphery of the thin collar. German Utility Model DE-U-91 15 382 again describes a very specific nut with one end provided with a groove. This nut has a through body intended to be crimped in a thin sheet and whose metal under the crimping force flue and is housed in the groove. Thus, the head of hexagonal shape avoids rotation, the head of larger dimensions than the hole, avoids displacement in translation in the direction of insertion into the hole and the metal having crept into the groove avoids displacement in translation in the another meaning, that of withdrawal.

Ce document concerne un écrou et de plus la technique de fixation mise en oeuvre est éloignée du problème posé. La présente invention est maintenant décrite en détail en s'appuyant sur les dessins annexés qui représentent un mode de réalisation particulier, non limitatif, les différentes figures montrant - figure 1 : une vue en perspective de la pièce support selon la présente invention, - figure 2 : une vue en coupe selon la ligne 2-2 de la figure 1, - figure 3 : une vue en perspective de dessous de la pièce support selon la présente invention, et - figure 4 : une vue lorsque la tête est hexagonale. Sur les figures 1, 2 et 3, on a représenté une platine 10 et une vis 12. La platine est découpée dans une tôle au profil recherché et nécessaire pour l'application finale. This document relates to a nut and further the fastening technique used is removed from the problem. The present invention is now described in detail with reference to the accompanying drawings, which show a particular, nonlimiting embodiment, the various figures showing - FIG. 1: a perspective view of the support part according to the present invention, - FIG. 2: a sectional view along line 2-2 of FIG. 1; FIG. 3: a perspective view from below of the support piece according to the present invention; and FIG. 4: a view when the head is hexagonal. In Figures 1, 2 and 3, there is shown a plate 10 and a screw 12. The plate is cut in a sheet of the desired profile and necessary for the final application.

En l'occurrence, la platine est rectangulaire avec deux angles diagonalement opposés, de forme arrondie. La platine subit une première étape du procédé à savoir une déformation d'une zone centrale C, plus particulièrement par emboutissage de sorte à générer une empreinte 14. Cette empreinte est à section circulaire selon un mode de réalisation de l'invention, générant un fond 16 et une paroi circulaire 18. La paroi de cette empreinte subit un amincissement du fait de la déformation mais l'épaisseur est amplement suffisante pour assurer la reprise des efforts mécaniques envisagés. In this case, the plate is rectangular with two diagonally opposite angles, of rounded shape. The plate undergoes a first step of the process namely a deformation of a central zone C, more particularly by stamping so as to generate a print 14. This print is circular in section according to one embodiment of the invention, generating a bottom 16 and a circular wall 18. The wall of this impression undergoes a thinning due to the deformation but the thickness is amply sufficient to ensure the recovery of the envisaged mechanical forces.

Cette empreinte subit dans son fond et de façon centrée un poinçonnage par emboutissage pour constituer un trou 20. Dans le cadre du procédé de l'invention, la réalisation de ce trou est obtenue lors d'une étape d'une ligne d'emboutissage en continu, sans reprise de pièce, successivement à la réalisation de l'empreinte elle-même. This footprint undergoes in its bottom and in a centered manner punching by stamping to constitute a hole 20. In the context of the method of the invention, the realization of this hole is obtained during a step of a stamping line. continuous, without part recovery, successively to the realization of the impression itself.

La vis 12 est du type à tête 22 hexagonale et à corps 24 fileté. Les dimensions de la tête 22 sont telles que la longueur de la diagonale est identique au diamètre de l'empreinte 14, au jeu nécessaire près pour la mise en place. L'épaisseur de cette tête est inférieure à celle de la profondeur de l'empreinte 14. The screw 12 is of the 22 hex head type and 24 threaded body. The dimensions of the head 22 are such that the length of the diagonal is the same as the diameter of the footprint 14, the clearance necessary for the establishment. The thickness of this head is less than that of the depth of the cavity 14.

Le corps 24 fileté à un diamètre extérieur égal à celui du trou 16, également au jeu d'introduction près. Le procédé prévoit donc l'introduction du corps 24 fileté de la vis 12 à travers le trou 16 de l'empreinte 14 de la platine 10. La tête 22 vient en contact avec le fond 16 qui la retient par sa surface inférieure. On note dès lors que les surfaces planes en contact assurent un positionnement adapté de la vis et la parfaite perpendicularité du corps de vis par rapport à la platine. The threaded body 24 has an outer diameter equal to that of the hole 16, also to the introduction game near. The method therefore provides for the introduction of the threaded body 24 of the screw 12 through the hole 16 of the cavity 14 of the plate 10. The head 22 comes into contact with the bottom 16 which holds it by its lower surface. It is therefore noted that the flat surfaces in contact ensure proper positioning of the screw and the perfect perpendicularity of the screw body relative to the plate.

On note aussi que l'orientation angulaire de la tête 22 de la vis 12 n'est pas un problème dans ce cas. En effet, la tête 22 pénètre dans l'empreinte quelle que soit la position angulaire du profil hexagonal. Ceci est particulièrement avantageux en production industrielle au cours de laquelle les vis sont alimentées en continu généralement avec des distributeurs vibrants. Une fois la vis en place dans l'empreinte de la platine, le procédé prévoit une étape avec un sertissage 26 de la tête 22 dans l'empreinte. Dans le mode de réalisation retenu, ce sertissage 26 est annulaire et consiste à repousser vers l'intérieur la matière du bord périphérique de l'empreinte, c'est-à-dire la matière située dans l'angle formé par la paroi de l'empreinte et la platine elle-même. Cette matière repoussée vient au contact des pans de la tête hexagonale de la vis et l'enchâsse. It is also noted that the angular orientation of the head 22 of the screw 12 is not a problem in this case. Indeed, the head 22 enters the footprint regardless of the angular position of the hexagonal profile. This is particularly advantageous in industrial production in which the screws are continuously fed generally with vibrating distributors. Once the screw in place in the footprint of the plate, the method provides a step with crimping 26 of the head 22 in the cavity. In the embodiment chosen, this crimping 26 is annular and consists of pushing inwards the material of the peripheral edge of the impression, that is to say the material located in the angle formed by the wall of the footprint and the platinum itself. This repoussé material comes into contact with the hexagon head sections of the screw and the enchase.

La tête est ainsi immobilisée en rotation et en translation. On dispose d'une pièce support complète, obtenue au cours d'un procédé en continu. On constate qu'il n'y a eu aucun échauffement lié à une soudure si bien que chacune des deux pièces, platine et/ou vis, peut recevoir un traitement de surface préalable y compris un traitement de surface efficace contre la corrosion mais sensible à la chaleur intense comme l'électrozinguage. La bichromatation est également possible mais a posteriori pour éviter la dégradation durant les phases d'emboutissage et de sertissage. Il y a aussi un gain de matière car la tête peut être réduite en dimensions. En effet, le maintien de la tête dans l'empreinte assure un effort réparti et non une résistance en un point lié à la soudure comme dans l'art antérieur. Aussi cet effort réparti, même sur une tête de petites dimensions procure une résistance mécanique très supérieure à celle d'un point de soudure. The head is thus immobilized in rotation and in translation. There is a complete support part, obtained during a continuous process. It is noted that there has been no heating related to a weld so that each of the two parts, platinum and / or screws, can receive a preliminary surface treatment including a surface treatment effective against corrosion but sensitive to intense heat such as electrozing. Bichromation is also possible but a posteriori to avoid degradation during the stamping and crimping phases. There is also a gain of material because the head can be reduced in dimensions. Indeed, maintaining the head in the footprint ensures a distributed effort and not a resistance at a point related to the weld as in the prior art. Also this effort distributed even on a small head provides a mechanical strength much higher than that of a weld spot.

La perpendicularité est issue directement de la fabrication et n'est plus dépendante d'un positionnement dynamique comme lors du soudage. Le travail dans une ligne d'emboutissage en continu peut être réalisé avec de très fortes cadences ce qui conduit à des vitesses élevées de production de pièces. Le procédé de l'invention ne demande aucune reprise de pièces, ce qui est un autre gage important de productivité et de rendement. Il est aussi possible de prévoir une variante du procédé, représentée figure 4, qui consiste à réaliser une empreinte conjuguée de celle de la tête de vis comprenant au moins un pan voire plusieurs pans. Dans ce cas, une forme bien connue est la forme hexagonale. De fait, il est nécessaire d'orienter la tête en rotation autour de l'axe longitudinal du corps de façon à permettre son introduction dans l'empreinte en faisant coïncider les profils. The perpendicularity comes directly from manufacturing and is no longer dependent on dynamic positioning as during welding. Work in a continuous stamping line can be performed with very high speeds which leads to high speeds of production of parts. The method of the invention does not require any parts recovery, which is another important guarantee of productivity and efficiency. It is also possible to provide a variant of the method, shown in Figure 4, which consists of making a conjugate fingerprint of that of the screw head comprising at least one pan or several panels. In this case, a well-known form is the hexagonal form. In fact, it is necessary to orient the head in rotation about the longitudinal axis of the body so as to allow its introduction into the cavity by making the profiles coincide.

De fait, la vis est immobilisée en rotation dès l'introduction. Ensuite le sertissage peut être annulaire comme précédemment ou rester limité. Dans le cas d'un sertissage limité, trois marquages en pointe de diamant disposés à 120 , sur le bord périphérique de l'empreinte vers le centre assurent l'immobilisation complémentaire en translation. In fact, the screw is immobilized in rotation upon introduction. Then crimping can be annular as before or remain limited. In the case of limited crimping, three diamond tip markings arranged at 120 on the peripheral edge of the impression towards the center ensure the complementary immobilization in translation.

En effet, les efforts s'exercent surtout à la traction sur la partie filetée et c'est le fond de l'empreinte qui assure la majeure partie de la reprise des efforts après mise en service de telles pièces support dans une huisserie par exemple. Toutes les opérations de la présente invention sont réalisées par déformation de 25 matière, sans apport et plus particulièrement par emboutissage. Dans la description qui vient d'être effectuée, le terme vis a été utilisé pour faciliter la compréhension et pour exemplifier l'invention à travers un cas industriel mais on peut, sans modifier le contenu de cette description, trouver une application directe lorsque la pièce support comprend une platine et un axe avec une tête mais un corps non fileté. Ce corps peut être lisse ou comprendre tout autre usinage tel qu'une ou plusieurs gorges par exemple mais pas nécessairement un filetage. Indeed, the efforts are mainly on the traction on the threaded portion and it is the bottom of the footprint that ensures most of the recovery efforts after commissioning such support parts in a frame for example. All the operations of the present invention are carried out by deformation of material, without addition and more particularly by stamping. In the description that has just been made, the term screw has been used to facilitate understanding and to exemplify the invention through an industrial case, but it is possible, without modifying the content of this description, to find a direct application when the piece support includes a plate and an axis with a head but a non-threaded body. This body may be smooth or include any other machining such as one or more grooves for example but not necessarily a thread.

La nécessité d'un équerrage parfait, d'un meilleur appui, d'une résistance accru et/ou encore la fabrication industrielle en continu subsiste intégralement. The need for perfect squareness, better support, increased strength and / or continuous industrial production remains in full.

Claims

1. A method of producing a support member comprising at least one plate and an axis with a body and a head, said axis being oriented perpendicularly to said plate, characterized in that it consists in carrying out the following succession of steps: deformation of the plate in order to form in said plate an imprint intended to receive the head of the axis, making of a hole in the bottom of the imprint intended for the passage of the body of the axis, introduction of the body of the axis through said hole until the head of the axis abuts the bottom of the footprint, and - crimping said head of the axis in the footprint.

2. A method of producing a support piece according to claim 1, characterized in that the axis with a body and a head is a screw with a threaded body and a head.

3. A method of producing a support piece according to claim 1 or 2, characterized in that one chooses a head having at least one pan.

4. A method of producing a support part according to claim 3, characterized in that one chooses a hexagonal head.

5. A method of producing a support piece according to one of claims 3 or 4, characterized in that the deformation of the cavity consists in producing a circular section footprint with an equal diameter, the introduction game near, to that of the diagonal of the head.

6. A method of producing a support piece according to claim 3, 4 or 5, characterized in that the deformation of the fingerprint consists of making a fingerprint with a profile identical to the introductory game near that of the head eten what one directs the head around its longitudinal axis to make the profiles coincide and to allow the introduction.

7. A method of producing a support part according to any one of the preceding claims, characterized in that the crimping is an annular crimping.

8. A method of producing a support part according to any one of the preceding claims, characterized in that the deformation of the plate to form in said platen an impression for receiving the head, the realization of a hole in the bottom the imprint for the passage of the axis, the establishment of the axis and crimping are successive operations, continuously.

9. A method of producing a support part according to any one of the preceding claims, characterized in that the different steps are performed by deformation of material.

10. support piece obtained by implementing the method according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a plate (10) provided with a cavity (14) having a bottom (16) with a hole ( 20) and a peripheral wall (18), an axis (12) with a head (22) and a body (24), said head being arranged and crimped into said cavity (14) and said body (24) passing through said hole (20).