FR3061049A1 - Outil de forgeage a chaud ou a froid pour la fabrication de vis a empreinte a fond decale - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un outil de fabrication dit « poinçon de frappe » destiné à être utilisé sur toutes les machines de forgeage à chaud ou à froid pour produire en une seule frappe ou en plusieurs frappes des vis à empreinte à fond décalé, c'est-à-dire des vis dont l'empreinte destinée à recevoir l'outil de vissage ou dévissage présente tout ou partie des faces d'appui légèrement décalées en partie basse de l'empreinte, de manière à constituer au niveau des arêtes d'entrée d'empreinte un talon de retenu destiné à empêcher le glissement de l'outil hors de ladite empreinte lors de l'application du couple. Selon son usage, l'outil de fabrication de l'invention dit « poinçon de frappe » décale les faces d'appui dans le sens du vissage et/ou du dévissage. Le « poinçon de frappe » comprend un « corps de poinçon » (100) et une partie active dite « forme de poinçon » (200), dont une partie dite « empreinte mobile » (210) est mobile en rotation autour de l'axe principal (AP), par rapport à l'autre partie dite « empreinte fixe »(220) solidaire du « corps de poinçon ». « L'empreinte mobile » est animée en rotation au moyen d'un « mécanisme d'activation » (110) interne au « corps de poinçon ».
Description
Titulaires) : CASTAGNE ADRIEN.
O Demande(s) d’extension :
® Mandataire(s) : CASTAGNE ADRIEN.
® OUTIL DE FORGEAGE A CHAUD OU A FROID POUR LA FABRICATION DE VIS A EMPREINTE A FOND DECALE.
FR 3 061 049 - A1 (57) La présente invention concerne un outil de fabrication dit « poinçon de frappe » destiné à être utilisé sur toutes les machines de forgeage à chaud ou à froid pour produire en une seule frappe ou en plusieurs frappes des vis à empreinte à fond décalé, c'est-à-dire des vis dont l'empreinte destinée à recevoir l'outil de vissage ou dévissage présente tout ou partie des faces d'appui légèrement décalées en partie basse de l'empreinte, de manière à constituer au niveau des arêtes d'entrée d'empreinte un talon de retenu destiné à empêcher le glissement de l'outil hors de ladite empreinte lors de l'application du couple. Selon son usage, l'outil de fabrication de l'invention dit « poinçon de frappe » décale les faces d'appui dans le sens du vissage et/ou du dévissage. Le « poinçon de frappe » comprend un « corps de poinçon » (100) et une partie active dite « forme de poinçon » (200), dont une partie dite « empreinte mobile » (210) est mobile en rotation autour de l'axe principal (AP), par rapport à l'autre partie dite « empreinte fixe »(220) solidaire du « corps de poinçon ». « L'empreinte mobile » est animée en rotation au moyen d'un « mécanisme d'activation » (110) interne au « corps de poinçon ».
OUTIL DE FORGEAGE A CHAUD OU A FROID
POUR LA FABRICATION DE VIS A EMPREINTE A FOND DECALE.
Une vis est un organe mécanique comportant le plus souvent une tige filetée sur tout ou partie de sa longueur et une tête située à une de ses extrémités. Elle est destinée à réaliser la fixation de plusieurs pièces ensemble ou appliquer une pression sur un élément mécanique.
Les vis ont été fabriquées industriellement au cours du XIXème siècle, elles disposaient d'une tête simplement fendue dans laquelle on insérait un outil plat que l'on faisait tourner autour de son axe longitudinal et qui porta par la suite le nom de « tournevis ».
Afin que le « tournevis » ne s'échappe et ne quitte la fente de la vis, le canadien Peter L. Robertson inventa la vis à tête carrée. Au même moment et pour résoudre ce problème, un américain inventa la tête dite « étoilée ». La vis à tête carrée est encore aujourd'hui très populaire et très usitée au Canada alors que la vis dite « étoilée » est très usitée dans le reste du monde.
Les vis sont le plus souvent fabriquées dans des aciers ou des alliages spéciaux (acier inoxydable, acier haute résistance, titane, bronze, laiton, etc.) lorsqu'il leur est demandé des caractéristiques de résistance mécanique particulières , résistance à la corrosion, tenue à la fatigue, légèreté etc.
Elles se classent selon deux grandes catégories : les vis d'assemblage dont le serrage est réalisé par la pression de la surface inférieure de la tête sur la pièce à assembler et les vis de pression dont la pression est exercée par la pointe.
La tête de la vis est un élément fonctionnel indispensable pour les vis d'assemblage puisque c'est par son intermédiaire que la pression est appliquée, ce qui n'est pas le cas des vis de pression qui bien souvent n'ont pas de tête.
D'autre part, la tête de la vis est la partie par laquelle est appliqué le couple de serrage au moyen d'un outil approprié.
Depuis le XIXème siècle, les vis et leurs formes ont considérablement évolué pour permettre l'entraînement externe, comme par exemple la vis à tête hexagonale nécessitant le recours à une clé plate ou à œil pour en assurer le serrage, ou l'entrainement par empreinte c'est-à-dire par pénétration dans une empreinte en creux de la tête d'un outil adapté pour appliquer un couple de serrage.
On sait qu'une grande quantité de tête et d'empreintes est aujourd'hui disponible dont quelques types seulement sont utilisés dans des applications industrielles courantes, les autres empreintes étant réservées pour des vis destinées à des applications très spécifiques.
Parmi les types d'empreintes utilisées aujourd'hui, on citera par exemple : Les vis à tête hexagonale, les vis dites douze pans, les vis étoile (externe), les vis six pans creux, les vis six lobes internes, les vis cruciformes, les vis à fente, les vis à encoches, et toutes les vis indévissables ou antivol etc.
Indépendamment du dispositif d'entrainement, les vis présentent également des différences au niveau de la forme de leur tête qui peut être plate, fraisée, bombée, cylindrique etc.
Si certaines empreintes peuvent être réalisées sur la tête des vis par usinage (enlèvement de copeaux), comme par exemple sur les vis à fente, la plupart des empreintes en creux ou en relief sont réalisée parforgeage à chaud ou à froid selon les aciers utilisés et les caractéristiques mécaniques demandées.
Comme son nom l'indique, le forgeage à chaud se pratique sur des aciers portés à haute température pour faciliter la déformation des fibres. Il est réalisé selon les dimensions à partir de lopins portés à température adéquate et placés un à un dans une matrice ou à partir de couronne de fil métallique, le fil chauffé se déroulant et se déplaçant à l'intérieur d'une filière aboutissant à une matrice. L'opération de forgeage se déroule sur des machines dites machines de frappe, très puissantes et rapides qui lorsque la température adéquate est obtenue, déforment l'extrémité du lopin ou du fil en recourant à un outil de forme dit communément « poinçon ». Ainsi, les fibres du métal sont déformées pour former la tête et son empreinte sans aucune rupture de celles-ci, ce qui accroît considérablement les caractéristiques mécaniques de la vis et particulièrement la résistance à la traction ou au cisaillement. Pour ce genre de vis, le filetage est réalisé par roulage, c'est-à-dire déformation par pression entre deux molettes et donc sans aucun enlèvement de copeaux.
Le forgeage à froid est pratiqué de la même manière et avec des outillages similaires mais sans que le métal ne soit préalablement chauffé. Il exige le recours à des outils et des machines beaucoup plus robustes ainsi qu'à une gamme de fabrication impliquant plusieurs phases d'opération réalisées successivement sur plusieurs ou sur une même machine.
Il est pratiqué pour la fabrication en grandes séries et grandes cadences, de vis de dimensions plus réduites et dans des aciers adaptés. Le forgeage à froid est plus communément désigné par le terme « Frappe à froid ».
Le coût des outillages utilisés (matrice et poinçon) et des machines très robustes, impose un usage orienté pour la fabrication en très grandes séries destinée le plus souvent dans les domaines de l'automobile, de l'aéronautique et de la quincaillerie en général. Les temps de réglage et de mise au point des machines de frappe à froid sont généralement très longs, parfois plusieurs jours, mais leur implication dans le prix des vis devient insignifiante compte tenu des quantités fabriquées.
L'utilisation industrielle de vis implique naturellement le recours à un outillage permettant de faire tourner la vis sur elle-même afin que le filetage hélicoïdal puisse générer son déplacement et réaliser le serrage.
Cet outillage dit « tournevis » à douille ou embout peut être manuel et constitué d'un axe cylindrique, métallique dont une extrémité est de forme permettant la saisie mécanique de la forme de tête ou la pénétration dans l'empreinte de la vis et l'autre extrémité est aménagée pour faciliter la préhension et l'application d'un effort rotatif conduisant au serrage.
L'outil de serrage peut aussi être automatique et constitué d'un moteur animé par énergie électrique, hydraulique ou pneumatique associé à une douille ou un embout de vissage portant lui-même la forme de la tête ou de l'empreinte de la vis. Ainsi, il est possible avec le même outil de serrer ou desserrer des vis de têtes ou d'empreintes différentes simplement en interchangeant les embouts de vissage.
Quel que soit le type d'outil utilisé pour appliquer un couple de serrage ou de desserrage sur une vis, la multiplication des serrages et desserrages conduit inévitablement à la détérioration progressive de la tête ou de l'empreinte de la vis ou encore de l'embout du tournevis manuel ou automatique, de telle manière qu'il devient parfois très difficile ou impossible de démonter une vis et de la retirer de son support ou de la réinstaller en appliquant le couple de serrage adéquat. En effet, l'extrémité du tournevis, la douille ou l'embout de vissage quitte l'empreinte de la vis par glissement sous l'effet du couple appliqué. Cette conséquence est communément désignée en ateliers par le terme « ripage ».
Si le ripage est favorisé par la différence de dureté des matériaux de constitution de la vis et de l'outil, il est le plus souvent causé par la corrosion ou le collage de la tête de vis dans son logement ou sur son support après une longue période.
Il est également provoqué par une empreinte de vis partiellement obstruée par des impuretés ou par la peinture généralement appliquée après montage et qui interdit une parfaite pénétration de l'outil.
Ce phénomène conduit par voie de conséquence à des opérations, délicates, longues et coûteuses qui consistent à percer purement et simplement la vis dans son axe longitudinal pour l'extraire de son support.
Outre leur coût induit, ces opérations peuvent amener parfois à la détérioration de supports précieux et à des conséquences extrêmement graves dans certains secteurs d'application tels que par exemple l'Aéronautique et l'espace.
Pour éviter ce genre d'inconvénient, de nombreux ingénieurs et inventeurs ont recherché un moyen de retenir l'outil de serrage et desserrage autour de la tête de vis ou à l'intérieur de l'empreinte de la vis lors de l'application du couple correspondant et ont imaginé une forme d'empreinte forgée en creux dont la partie inférieure est légèrement décalée par rapport à la partie supérieure, dans un sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens opposé ou encore dans les deux sens, de telle manière qu'un léger talon soit réservé en bordure d'empreinte au dessus des faces d'appui de l'outil de serrage ou desserrage, ce talon assurant le contact de l'outil sur la face d'appui sans que ce dernier puisse quitter l'empreinte.
Si l'idée consistant à retenir l'outil de serrage et desserrage sous un talon lors de l'application du couple paraît solutionner les inconvénients précédemment exposés, reste à résoudre le problème de la fabrication de telles empreintes par forgeage à chaud ou à froid et en très grandes quantités, car le principal intérêt de cette nouvelle empreinte réside dans son application sur plusieurs types d'empreintes différentes et de très grandes quantités de vis.
En effet, imaginer une solution est un exercice sans aucun doute plus simple que d'imaginer les moyens techniques de la mettre en application. Il suffit pour vérifier cette affirmation de se référer au brevet allemand NÜBLEIN TOBIAS numéro DE 10 2011 080 542 déposé le
07/02/2013 qui malgré l'intérêt de l'empreinte proposée n'apporte aucune solution technique pour la réaliser en production de masse.
Préoccupé par ce problème, l'auteur de la présente invention à recherché et expérimenté un moyen technique de produire à chaud ou à froid et en production de masse, des vis dont la tête porte une empreinte en creux à fond décalé, pour retenir l'embout à l'intérieur de l'empreinte en creux ou retenir la douille autour de la tête en relief.
On sait que la production en très grande série implique préférablement le forgeage à chaud ou à froid sur machine de frappe horizontale et selon deux méthodes : la méthode dite « simple frappe » où la formation de la totalité de la tête de vis est réalisée en une seule frappe et méthode dite « multi frappe » où la formation de la tête de la vis est réalisée en au moins deux frappes successives, généralement pour créer en premier lieu une préforme et en second lieu la forme définitive de la tête de vis avec son empreinte.
Selon la méthode choisie la fabrication de la vis recourt à un ou plusieurs outils déformant le métal chaud ou froid déjà installé dans la matrice et désigné par le terme « poinçon ».
La présente invention est orientée prioritairement vers ce mode de fabrication et sans exclure évidemment le forgeage sur d'autres types de machines à chaud ou à froid dont les capacités de production seraient différentes.
On sait, que les machines de frappe horizontales sont alimentées en matériau par du fil d'acier ou autre alliage conditionné en couronnes, ledit fil d'acier passant à l'intérieur d'un ou plusieurs redresseurs de manière à prendre une forme rectiligne et compatible avec la filière et la matrice de forme qui le recevra.
Dans le cas d'une fabrication en « simple frappe », une fois la longueur de fil installée à l'intérieur de la matrice de forme, la partie mobile de la machine dite « tête de frappe » ou « coulisseau » qui porte solidement installé le « poinçon de frappe », se déplace vers le fil à former et le poinçon écrase et déforme la matière pour la contraindre d'une part à épouser les formes intérieures de la matrice et d'autre part à épouser les formes intérieures ou extérieures du poinçon, pour créer en une seule frappe la tête finie de la vis. Sous l'effet de la pression exercée sur le fil ce dernier voit son diamètre rétreint sur une longueur définie destinée au filetage. Coupé à longueur, l'ébauche de vis tête finie ainsi constituée quittera le poste de travail pour rejoindre le plus souvent le poste de roulage, ou le filetage sera réalisé par déformation et sans rupture des fibres du matériau.
Dans le cas d'une fabrication en « multi frappe », une fois la longueur de fil installée à l'intérieur de la matrice de forme, la partie mobile de la machine dite « tête de frappe » ou « coulisseau » qui porte solidement installés au moins deux poinçons de frappe superposés sur un coulisseau mobile vertical, se déplace vers le fil à former et le premier poinçon déforme la matière et la contraint à prendre une forme dite « préforme » incluant une première ébauche de l'empreinte. Lors de la seconde frappe et sous l'effet du second poinçon la matière achèvera de se déformer pour épouser la forme intérieure de la matrice et la forme intérieure ou extérieure dudit poinçon. Comme dans le cas d'une fabrication « simple frappe », sous l'effet de la pression exercée sur le fil ce dernier voit son diamètre rétreint sur une longueur définie destinée au filetage. Coupé à longueur, l'ébauche de vis tête finie ainsi constituée quittera le poste de travail pour rejoindre le plus souvent le poste de roulage, ou le filetage sera réalisé par déformation et sans rupture des fibres du matériau.
La présente invention concerne plus particulièrement la constitution du ou des poinçons à utiliser pour fabriquer en « simple frappe » ou en « multi frappe » des vis dont l'empreinte est une empreinte à fond décalé, dans le sens du vissage, dans le sens du dévissage ou encore dans les deux sens opposés. Il est à noter que l'empreinte à fond décalé est aussi réalisée sur des vis à empreinte en relief comme par exemple les vis à tête hexagonale, douze pans, étoile extérieure etc.qui de fait, portent une empreinte en creux à fond décalé pour garder l'emprise de la douille de serrage lors du passage du couple.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'outil de forgeage d'une empreinte à fond décalé dit « poinçon de frappe » est réalisé dans un matériau compatible et adapté au matériau de la vis à fabriquer, par exemple un alliage d'acier à haute résistance, il comprend une partie destinée à son positionnement sur la « tête de frappe » de la machine dite « corps de poinçon » et une partie destinée à déformer la matière pour réaliser l'empreinte de la vis dite « forme d'empreinte ». Le « corps de poinçon » et la « forme d'empreinte » sont de forme, dimensions et position adaptées et compatibles pour la réalisation d'une empreinte en creux à fond décalé, sur toutes les formes de tête de vis, notamment, les vis à tête plate, tête bombée, tête fraisée, tête hexagonale, tête carrée etc.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « corps de poinçon » est préférablement cylindrique ou conique et comprend d'une part tout ou partie du mécanisme d'activation d'au moins une partie de la « forme d'empreinte » et d'autre part sur une hauteur réduite et précisément déterminée, la partie fixe supérieure de la « forme d'empreinte » dite « empreinte fixe », l'autre partie de la « forme d'empreinte » dite « empreinte mobile » constituant la partie mobile du poinçon
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, Γ « empreinte mobile » est rotative autour du même axe que celui du « corps de poinçon » et tourne par rapport à Γ « empreinte fixe » dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens opposé selon la constitution du mécanisme d'activation inclus dans le « corps de poinçon ».
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme d'activation de Γ « empreinte mobile » est fondé sur la transformation mécanique d'un mouvement longitudinal en mouvement rotatif, notamment au moyen d'au moins deux rampes en relief placées sur deux génératrices diamétralement opposées d'un axe par exemple cylindrique, contraintes par le déplacement rectiligne et longitudinal de gorges ou encoches correspondantes d'une autre pièce mécanique, ledit déplacement rectiligne longitudinal de ladite pièce mécanique entraînant consécutivement des forces tangentielles opposées induisant un mouvement rotatif. Le mouvement rotatif appliqué est annihilé et le mécanisme reprend sa position initiale sous l'effet d'un ressort.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « poinçon de frappe » est utilisé en un seul exemplaire installé sur la tête de frappe de la machine pour un forgeage en une seule frappe. Il est animé en deux actions successives la première action consistant à former une ébauche de la tête de la vis en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice et le profil intérieur et extérieur de la « forme d'empreinte » et la seconde action consistant à provoquer la rotation de I' « empreinte mobile » par rapport à I' « empreinte fixe » et consécutivement le décalage des « faces d'appui » correspondantes, dans un seul et unique sens selon la constitution du mécanisme d'activation inclus dans le « corps de poinçon », pour produire une vis à empreinte à fond décalé dans le seul sens du vissage ou dans le seul sens du dévissage.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « poinçon de frappe » est utilisé en deux exemplaires installés superposés sur une même tête de frappe mobile de la machine pour un forgeage en deux frappes. Le premier « poinçon de frappe » est animé en deux actions successives, la première action consistant à former l'ébauche de la tête de la vis en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice et le profil intérieur et extérieur de la « forme d'empreinte » et la seconde action consistant à provoquer la rotation de Γ « empreinte mobile » par rapport à Γ « empreinte fixe » et consécutivement le décalage des « faces d'appui » correspondantes, dans un seul sens déterminé, le second « poinçon de frappe » pénétrant dans l'empreinte à fond décalé dans un sens déterminé réalisée par le premier « poinçon de frappe », pour provoquer la rotation de Γ « empreinte mobile » par rapport à I' « empreinte fixe » et consécutivement le décalage des « faces d'appui » correspondantes, dans un sens opposé, pour produire une vis à empreinte à fond décalé dans les deux sens soit le sens du vissage et le sens du dévissage.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, Γ « empreinte mobile » est expansible selon au moins deux axes opposés à l'axe commun du « poinçon de frappe ». Le mécanisme d'activation de Γ « empreinte mobile » est fondé sur la transformation mécanique d'un mouvement rectiligne longitudinal selon un axe principal, en au moins deux mouvements rectilignes latéraux selon au moins deux axes résultants opposés, la force appliquée selon l'axe longitudinal principal étant consécutivement répartie équitablement entre les forces latérales résultantes opposées. Le mouvement induit est annihilé et le mécanisme reprend sa position initiale sous l'effet d'un ressort de rappel.
Selon cet autre mode de réalisation de l'invention, le « poinçon de frappe » est utilisé en un seul exemplaire installé sur la tête de frappe de la machine pour un forgeage en une seule frappe. Il est animé en deux actions successives la première action consistant à former l'ébauche de la tête de la vis en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice et le profil extérieur de la « forme d'empreinte » et la seconde action consistant à provoquer l'expansion latérale de Γ « empreinte mobile » par rapport à Γ « empreinte fixe » et consécutivement le décalage des « faces d'appui » correspondantes, pour produire une vis à empreinte à fond décalé dans les deux sens soit le sens du vissage et le seul sens du dévissage.
La description suivante en regard des dessins annexés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de mieux comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 est une vue de profil d'un « poinçon de frappe » selon l'invention.
La figure 2 est une vue en perspective d'une empreinte cruciforme à fond décalé.
La figure 3 est une schématique d'un « poinçon de frappe » selon l'invention positionné en face de la matrice de forme de la vis pour une fabrication en une seule frappe.
La figure 4 est une vue de l'opération de forgeage en deux frappes, en position de première frappe.
La figure 5 est une vue de l'opération de forgeage en deux frappes, en position de seconde frappe.
La figure 6 est une vue schématique de forgeage en une seule frappe et deux actions.
La figure 7 est une vue de l'opération de forgeage en deuxième action et en deux frappes.
La figure 8 est une vue schématique en perspective d'un « poinçon de frappe » par expansion pour vis à tête fendue.
La figure 9 est une vue d'une tête de vis fendue standard.
La figure 10 est une vue d'une tête de vis fendue à empreinte à fond décalé.
La figure 11 est une vue montrant la réalisation d'une « empreinte à fond décalé » hexagonale creuse sur une vis à tête hexagonale.
Les figures 12a et 12b montrent le maintien d'une douille de serrage sur une vis à tête hexagonale munie d'une empreinte à fond décalé hexagonale.
La présente invention concerne un outil de fabrication dit « poinçon de frappe » destiné à être utilisé sur les machines de forgeage à chaud ou à froid pour produire en une seule frappe ou en plusieurs frappes des vis dont la tête présente une empreinte à fond décalé, c'est-à-dire une ίο empreinte en creux destinée à recevoir l'outil de vissage ou dévissage qui présente tout ou partie des faces d'appui légèrement décalées en partie basse de l'empreinte, de manière à constituer au niveau des arêtes d'entrée d'empreinte un talon de retenu destiné à empêcher le glissement de l'outil hors de ladite empreinte lors de l'application du couple. Selon son usage, l'outil de fabrication de l'invention dit « poinçon de frappe » décale les faces d'appui dans le sens du vissage et/ou du dévissage.
Le « poinçon de frappe » permet la réalisation de l'empreinte décalée pour tout type de vis et tout type de tête de vis, notamment les vis tête fraisée, les vis tête plate, les vis tête bombée, ainsi que les vis à tête hexagonale, les vis douze pans, les vis étoile extérieure etc. ces dernières portant une empreinte en creux à fond décalé pour garder l'emprise de la douille de serrage lors du passage du couple.
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, l'outil de forgeage d'une empreinte à fond décalé et dit « poinçon de frappe » est réalisé dans un matériau compatible et adapté à la vis à fabriquer et au matériau à déformer, par exemple un acier ou alliage haute résistance.
Il comprend d'une part une partie principale le plus souvent cylindrique dite « corps de poinçon » (100), pour être introduite à l'intérieur d'un alésage correspondant de la « tête de frappe » (400) d'une machine de forgeage à chaud ou à froid et d'autre part une partie active destinée à déformer la matière dite « forme d'empreinte » (200) pour réaliser lors de la formation de la tête de vis, l'empreinte à fond décalé. (Voir Fig 1 et 3).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « corps de poinçon » (100) et la « forme d'empreinte » (200) sont de forme, dimensions et position compatibles et adaptées à la réalisation d'une empreinte en creux à fond décalé sur toutes les formes de tête de vis et notamment les vis à tête plate, tête bombée, tête fraisée, tête hexagonale, tête douze pans, tête carrée etc. La réalisation d'une empreinte à fond décalé sur une vis à tête à emprise extérieure telles que par exemple une vis à tête hexagonale, permet de maintenir l'outil à emprise extérieure et notamment une douille de serrage, en contact avec les faces d'entraînement sans pouvoir échapper et quitter la vis lors de l'application du couple. (Voir Fig 2,11,12a et 12b).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « corps de poinçon » (100) est préférablement de forme cylindrique ou conique et comprend d'une part en son intérieur, tout ou partie d'un mécanisme d'activation (110) d'une partie de la « forme d'empreinte » (200) dite « empreinte mobile » (210) et d'autre part à l'une de ses extrémités et sur une hauteur précisément déterminée, l'autre partie fixe de la « forme d'empreinte » (200) dite « empreinte fixe » (220). (Voir Fig 1 et 2).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, I' « empreinte mobile » (210) de la « forme d'empreinte » (200) est mobile en rotation par rapport à I' « empreinte fixe » (220) de ladite « forme d'empreinte » (200), autour de l'axe longitudinal commun (AP) du « corps de poinçon » (100). (Voir Fig 1 et 2).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le mécanisme d'activation (110) de I' « empreinte mobile » (210) est fondé fonctionnellement sur la transformation mécanique d'un mouvement rectiligne longitudinal en mouvement rotatif, notamment au moyen d'un axe cylindrique rotatif interne au « corps de poinçon » (100), muni sur chacune de deux de ses génératrices opposées, d'au moins une rampe en relief ou une gorge en creux pour être contrainte par le déplacement rectiligne longitudinal d'une gorge ou d'une cale en relief de forme et dimensions compatibles d'une pièce mécanique, dont le déplacement rectiligne entraîne mécaniquement la rotation dudit axe cylindrique rotatif interne et consécutivement de Γ « empreinte mobile » (210) par rapport à I' « empreinte fixe » (220) de la « forme d'empreinte » (200). Ainsi, après que l'empreinte ait été formée dans son intégralité, les faces d'appui de vissage (FA2) ou de dévissage (FAI) subissent sur leur partie basse, un effort rotatif suffisant pour les décaler d'une valeur angulaire déterminée par rapport au haut de l'empreinte. Au terme de la déformation, l'effort rotatif ainsi appliqué est relâché et le mécanisme d'activation (110) associé à Γ « empreinte mobile » (210) reprend sa position initiale sous l'effet d'un ressort de rappel pour permettre l'extraction du « poinçon de frappe » de l'empreinte réalisée. (Voir Fig 1,2, 6 et 7).
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « poinçon de frappe » dispose d'un « mécanisme d'activation » (110) conçu pour réaliser l'empreinte à fond décalé dans la tête de vis en une seule frappe, c'est-à-dire en un seul mouvement du coulisseau de la machine de forgeage équipée de sa « tête de frappe » (400) et en deux actions successives dans ce seul mouvement : la première action consistant à former l'ébauche de la tête de la vis et son empreinte , en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice (300) et le profil intérieur et extérieur de la « forme d'empreinte » (200) et la seconde action consistant à provoquer la rotation autour de l'axe (AP) de I' « empreinte mobile » (210) par rapport à
I' « empreinte fixe » (220) de la « forme d'empreinte » (200), dans un seul et unique sens par exemple le sens du vissage ou le sens du dévissage. (Voir Fig 6)
Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, le « poinçon de frappe » est installé en deux exemplaires sur une même « tête de frappe » (400) mobile par rapport à l'axe du déplacement du coulisseau de la machine de forgeage. Le « mécanisme d'activation » (110) de chacun des deux « poinçon de frappe » est conçu de manière à provoquer la rotation de Γ « empreinte mobile » (210) de chacun des « poinçons de frappe » dans un sens opposé. Par exemple un des « poinçons de frappe » génère la rotation de son « empreinte mobile » (210) dans le sens des aiguilles d'une montre, l'autre « poinçon de frappe » génère la rotation de son « empreinte mobile » (210) dans le sens opposé.
Lors de la première frappe, le premier poinçon forme la tête de vis et son empreinte à fond décalé dans la matrice (300) en deux actions, la première (Action 1) pour former la tête de vis et son empreinte et la seconde (Action 2) pour décaler les faces d'appui (FA2) dans un sens déterminé, lors de la deuxième frappe, le second poinçon placé en regard de la même matrice (300) par le déplacement de la « tête de frappe » (400) mobile, pénètre dans l'empreinte réalisée par le premier « poinçon de frappe » pour décaler les faces d'appui (FAI) dans le sens opposé et réaliser ainsi une empreinte à fond décalé dans les deux sens : sens de vissage et sens de dévissage. (Voir Fig 2, 4, 5, 6 et 7).
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le « poinçon de frappe » est réalisé dans un matériau compatible et adapté à la vis à fabriquer et au matériau à déformer, par exemple un acier ou alliage haute résistance. Il comprend d'une part une partie principale le plus souvent cylindrique dite « corps de poinçon » (100), pour être introduite à l'intérieur d'un alésage correspondant de la « tête de frappe » (400) d'une machine de forgeage à chaud ou à froid et d'autre part une partie active destinée à pénétrer dans la matière à déformer dite « forme d'empreinte » (230), ladite « forme d'empreinte » (230) étant réalisée en deux parties identiques indépendantes et contiguës (240) de part et d'autre de l'axe principal (AP) du « poinçon de frappe ». (Voir Fig 8).
Selon cet autre mode de réalisation de l'invention, le « corps de poinçon » (100) est préférablement de forme cylindrique ou conique et comprend d'une part en son intérieur, tout ou partie d'un mécanisme d'activation (110) de l'« empreinte mobile » (240) de la « forme d'empreinte » (230). L' « empreinte mobile » (240) est expansible selon au moins deux axes opposés par rapport à l'axe (AP) du « poinçon de frappe ». Le « mécanisme d'activation » (110) de Γ « empreinte mobile » (240) est fondé sur la transformation mécanique d'un mouvement rectiligne longitudinal selon un axe principal (AP), en au moins deux mouvements latéraux opposés par rapport audit axe principal (AP), la force de déplacement (FP) appliquée sur le « mécanisme d'activation » (110) générant deux forces opposées (FL1) (FL2) déplaçant latéralement et dans un sens opposé les deux parties de I' « empreinte mobile » (240) pour créer le décalage simultané des faces d'appui (FAI) et (FA2) de l'empreinte à fond décalé. Une fois la force de déplacement (FP) relâchée, le mouvement est annihilé et le « mécanisme d'activation » (110) reprend sa position initiale sous l'effet d'un ressort de rappel. (Voir Fig 2, 8 et 10).
Selon cet autre mode de réalisation de l'invention, le « poinçon de frappe » dispose d'un « mécanisme d'activation » (110) conçu pour réaliser l'empreinte à fond décalé dans la tête de vis en une seule frappe, c'est-à-dire en un seul mouvement du coulisseau de la machine de forgeage équipée de sa « tête de frappe » (400) et en deux actions successives dans ce seul mouvement : la première action consistant à former l'ébauche de la tête de la vis et son empreinte , en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice (300) et le profil intérieur et extérieur de la « forme d'empreinte » (230) et la seconde action consistant à provoquer l'écartement simultané par rapport à l'axe (AP) du « poinçon de frappe », des deux parties contiguës de Γ « empreinte mobile » (240) repoussant ainsi simultanément les « face d'appui » (FAI) et (FA2) de l'empreinte à fond décalé. (Voir Fig 2 et 10)
Claims (8)
- REVENDICATIONS.1, - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part une partie principale dite « corps de poinçon » (100) et une partie active dite « forme d'empreinte » (200)(230), ladite « forme d'empreinte » (200)(230) étant constituée de deux parties dont une partie fixe dite « empreinte fixe » (220) solidaire du « corps de poinçon » (100) et une partie mobile dite « empreinte mobile » (210)(240) animée par rapport à Γ « empreinte fixe » (220) au moyen d'un « mécanisme d'activation » (110) interne audit « corps de poinçon » (100).
- 2. - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon la revendication 1, caractérisé en ce que Γ « empreinte mobile » (210) de la « forme d'empreinte » (200) est animée en rotation par rapport à l'« empreinte fixe » (220) de la « forme d'empreinte » (200), autour de l'axe longitudinal commun (AP) du « corps de poinçon » (100), au moyen du « mécanisme d'activation » (110).
- 3. - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le « mécanisme d'activation » (110) de Γ « empreinte mobile » (210) animée en rotation par rapport à Γ « empreinte fixe » (220) est fondé fonctionnellement sur la transformation mécanique d'un mouvement rectiligne longitudinal en mouvement rotatif.
- 4, - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le « mécanisme d'activation » (110) de Γ « empreinte mobile » (210) de la « forme d'empreinte » (200) est constitué d'un axe cylindrique rotatif interne au « corps de poinçon » (100), muni sur chacune de deux de ses génératrices opposées, d'au moins une rampe en relief ou une gorge en creux de forme particulière pour être contrainte par le déplacement rectiligne longitudinal d'une gorge ou d'une cale en relief de forme et dimensions compatibles, solidaire d'une pièce mécanique, le déplacement rectiligne de ladite pièce mécanique entraînant mécaniquement la rotation dudit axe cylindrique rotatif interne et consécutivement la rotation de Γ « empreinte mobile » (210) qui exerçant un effort rotatif suffisant sur les faces d'appui de vissage (FA2) ou de dévissage (FAI) de l'empreinte, les décale d'une valeur angulaire déterminée par rapport au haut de l'empreinte, le relâchement dudit effort rotatif après déformation conduisant le « mécanisme d'activation » (110) à reprendre sa position initiale sous l'effet d'un ressort de rappel.
- 5. - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le « mécanisme d'activation » (110) de I' « empreinte mobile » (210) de la « forme d'empreinte » (200) est conçu de manière à réaliser l'empreinte à fond décalé dans la tête de vis en une seule frappe, c'est-à-dire en un seul mouvement du coulisseau de la machine de forgeage équipé de sa « tête de frappe » (400) et en deux actions successives dans ce seul mouvement : la première action (Action 1) consistant à former l'ébauche de la tête de la vis et son empreinte , en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice (300) et le profil intérieur et extérieur de la « forme d'empreinte » (200) et la seconde action consistant à provoquer la rotation autour de l'axe (AP) de I' « empreinte mobile » (210) par rapport à I' « empreinte fixe » (220) de la « forme d'empreinte » (200), dans un seul et unique sens par exemple le sens du vissage ou le sens du dévissage.
- 6. - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le « mécanisme d'activation » (110) de I' « empreinte mobile » (210) de la « forme d'empreinte » (200) est conçu pour provoquer la rotation de l'« empreinte mobile » (210) par rapport à I' « empreinte fixe » (220) dans le sens des aiguilles d'une montre, ou générer la rotation de I' « empreinte mobile » (210) par rapport à Γ « empreinte fixe » (220) dans le sens opposé, de manière à réaliser l'empreinte à fond décalé dans la tête de vis en deux frappes et en utilisant deux outils, la première frappe et le premier outil formant l'ébauche de la tête de vis et son empreinte à fond décalé dans la matrice (300) en deux actions distinctes, la première (Action 1) pour former la tête de vis et son empreinte et la seconde (Action 2) pour décaler les faces d'appui (FA2) dans un sens déterminé et la seconde frappe et le second outil pénétrant dans l'empreinte réalisée par le premier outil pour décaler les faces d'appui (FAI) dans le sens opposé et réaliser ainsi une empreinte à fond décalé dans les deux sens, sens de vissage et sens de dévissage.
- 7. - Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon la revendication!, caractérisé en ce qu'il comprend d'une part une partie principale le plus souvent cylindrique dite « corps de poinçon » (100), pour être introduite à l'intérieur d'un alésage correspondant de la « tête de frappe » (400) d'une machine de forgeage à chaud ou à froid et d'autre part une partie active destinée à déformer la matière dite « forme d'empreinte » (230), ladite « forme d'empreinte » (230) étant réalisée en deux parties identiques indépendantes et contiguës (240) expansibles de part et d'autre de l'axe principal (AP) du « corps de poinçon » (100) et le « mécanisme d'activation » (110) de I' « empreinte mobile » (240) étant fondé sur la transformation mécanique d'un mouvement rectiligne longitudinal selon un axe principal (AP), en au moins deux mouvements latéraux opposés par rapport audit axe principal (AP), la force de déplacement (FP) appliquée sur ledit « mécanisme d'activation » (110) générant deux forces opposées (FL1) (FL2) déplaçant latéralement et dans un sens opposé les deux parties de Γ « empreinte mobile » (240) pour créer le décalage simultané des faces d'appui (FAI) et (FA2) de l'empreinte à fond décalé et le relâchement de ladite force de déplacement (FP) conduisant au retour à la position initiale sous l'effet d'un ressort de rappel.
- 8,- Outil de forgeage à chaud ou à froid pour la fabrication de vis à empreinte à fond décalé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il dispose d'un « mécanisme d'activation » (110) conçu pour réaliser l'empreinte à fond décalé dans la tête de vis en une seule frappe, c'est-à-dire en un seul mouvement du coulisseau de la machine de forgeage équipée de sa « tête de frappe » (400) et en deux actions successives dans ce seul mouvement : la première action consistant à former l'ébauche de la tête de la vis et son empreinte, en contraignant la matière à épouser la forme intérieure de la matrice (300) et le profil extérieur de la « forme d'empreinte » (230) et la seconde action consistant à provoquer l'écartement simultané par rapport à l'axe (AP) du « corps de poinçon » (100), des deux parties contiguës de I' « empreinte mobile » (240) repoussant ainsi simultanément les « face d'appui » (FAI) et (FA2) de l'empreinte à fond décalé.1/5
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| JPS4836462B1 (fr) * | 1970-09-24 | 1973-11-05 | ||
| WO2007131730A1 (fr) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Ole Evert | Vis ou boulon avec une cavité dans leur tête, tournevis pénétrant dans la cavité et procédé de fabrication de tête |
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| WO2007131730A1 (fr) * | 2006-05-15 | 2007-11-22 | Ole Evert | Vis ou boulon avec une cavité dans leur tête, tournevis pénétrant dans la cavité et procédé de fabrication de tête |
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