Brevet FR2038153A1 — publié le 19710108

i 2038153 La présente Invention a pour objet un procédé et un appareil destinés à fixer ensemble des pièces de métal. Ces dernières années, le marché industriel et commercial a été soumis à une forte poussée d'équipements de plus es plus compliqué». 5 La tendance générale dans ce domaine est que la demande s'adresse principalement aux appareils et dispositifs de dimensions âe plus en plus réduites et fonctionnant à des vitesses considérables. H en résulte que des perfectionnements ont été apportés à la conception, à la fabrication et au montage de pièces dont on exige une 10 très longue durée et un service sans entretien. Suivant un concept de base concernant la connexion ou fixation sûre l'une à l'autre de deux plaques de métal devant fonctionner solidairement, on a fait appel à des boulons, des rivets, des adhésifs ou autres moyens pour atteindre le but visé plus haut. 15 Toutefois la fixation de deux éléments métalliques peut exiger qu'il n'y ait pas d'autre élément ou matériau de liaison, c'est pourquoi on applique souvent des procédés de fusion ou de soudure. On connaît déjà m procédé servant à connecter ensemble des plaques métalliques sans faire appel à un élément séparé de liai-30 son. Dans une première phase de ce procédé, on forme un prolongement creux sur l'une des pièces métalliques et au moment de cette formation, une coulée est extradée d'une plaque juxtaposée et pénètre dans le trou ainsi créé. Dans une seconde phase ou opération, l'extrémité de ce prolongement est renversée ou repliée de manière 25 à riveter ensemble les deux épaisseurs. Ce procédé présente toutefois 1'inconvénient d'être long et coûteux du fait qu'il implique deux opérations. Un objet de la présente invention est de prévoir un procédé de fixation d'éléments ou plaques métalliques, sans faire appel à 30 un élément ou matériau de liaison séparé et qui élimine ainsi l'inconvénient cité plus haut. Suivant l'une des caractéristiques de l'invention, on a prévu un procédé destiné à fixer ensemble une première et une seconde plaque métallique, lesquelles sont superposées sur un élément de 35 support en contact avec la première plaque, et selon lequel un poinçon aligné avec une ouverture pratiquée dans le support est actionné de manière à pénétrer dans la seconde plaque, le matériau déplacé de cette dernière forçant la matière de la première plaque à passer dans ladite ouverture pour s'écouler à travers un orifice 40 ainsi créé dans la première plaque, ce procédé étant caractérisé 70 11380 2038153 fj® le. x&'l'â que iià 6«etiOE de parïiô du poinçon qui pénètre dans la seoette plaqué «sat plus .graaSo qu-3 la surface de ladite ouverture et se &>ï que l£ disposition, est telle que, sans autre phase opératoire additionnelle, le matériau déplacé de cette seconde plaque ri par 1 *afetioniieraent du poinçon, dépasse les limites dudit orifice sur celui des eôtés de la première plaque qui est le plus éloigné de la seconde plaque dans un élargissement dont le diamètre est plus grand que 1*orifice, de manière à constituer une connexion ferme entre la première et la seconde plaque. 10 Sulyant une autre caractéristique de l'invention, on a prévu un appareil destiné à fixer ensemble des plaques métalliques et comportant un élément de support pour la première plaque et présentant une ouverture circulaire dont une extrémité est aménagée de manière à être recouverte, en fonctionnement, par ledit orifice, 15 un poinçon de section circulaire aligné axialement avec 1*ouverture et un dispositif d'actionnement poussant le poinçon dans une se* conde plaque métallique superposée à la première, l'appareil étant caractérisé par le fait que le poinçon présente un diamètre plus grand que celui de l'ouverture et par le fait qu'il composte des 20 moyens d'arrêt servant à arrêter le poinçon à une distance prédéterminée de l'extrémité en question de ladite ouverture. On a représenté aux dessins ci-joints deux formes de réalisa» tion de procédé et d'appareil donnée à titre d'exemple seulement. Dans ces dessins: 25 ' Figure 1 est une vue latérale d'un assemblage de marteau d'impression utilisé dans une imprimante rapide et comprenant des pièces reliées ensemble suivant une première réalisation du proeédé de l'invention; Figure 2 est une vue agrandie montrant une phase du procédé 30 de liaison des pièces représentées en Fig. 1; Figure 3 est une autre vue à plus grande échelle, montrant une phase, du procédé; Figure 4-correspond à une autre forme de réalisation de l'invention; 55 Figure 5 est une vue générale en coupe d?un appareil conforme à l'invention. Si l'on se réfère à la Fig. 1, on voit un sous-assemblage de marteau 10 comprenant un corps central 18, un ressort anti-rebond 14 fixé à une extrémité du corps 12, une tête de frappe ou d'impres-40 sion 16 et des lames élastiques en métal 18, 20s Dans une imprl- 70 11380 s 2038153 mante dans laquelle ce type de marteau trouve une application, plusieurs de ces sous-assemblages sont placés côte-à-côte et ils sont maintenus suspendus en groupes de quatre ou plus de quatre, au moyen de plaquettes métalliques de support 22, 24. La présente inven-5 tion vise un procédé qui, entre autres, peut servir à attacher ou fixer ensemble les plaquettes 22, 24 aux lames élastiques 18, 20, Afin d'assurer une liaison rigide des pièces porteuses des marteaux de frappe lors de leurs mouvements de va-et-vient répétés, que l'og. compte par millions. 10 Comme indiqué ciè-dessus, on a déjà proposé plusieurs méthodes destinées à fixer ensemble ce genre de pièces, par exemple, par l'emploi d'adhésifs, la fusion de métal, etc; cependant, il n'est pas certain que ces méthodes assurent une fixation sûre quand on fait appel à des vitesses très grandes, ce qui est courant de nos 15 jours. Il est particulièrement important, naturellement, que les pièces visées ne puissent se séparer l'une de l'autre et qu'elles ne puissent tourner l'une par rapport à l'autre, ee qui provoquerait tin pivotement ou une mise hors d' alignement des marteaux et par suite une usure excessive des pièces, des blocages et même des 20 ruptures de pièces. La Fig. 2 représente, à plus grande échelle, la portion arrière du sous-assemblage de marteau de Fig. 1, la plaque 24 étant fixée au ressort 20 par l'application d'un procédé à une seule opération que l'on va exposer dans la suite. Selon la Fig. 3, dans le 25 procédé de jonction de la plaque 24 au ressort 20, ce dernier est porté par un support rigide 26 et la plaque 24 est placée au-dessus du ressort 20 pour subir l'action du poinçon 23 de section circulaire. Le support 26 comprend une ouverture circulaire 30 dont le diamètre est plus petit que celui du poinçon avec lequel elle est 30 alignée. En fonctionnement, le poinçon 28 est actionné vers le bas pour pénétrer dans la plaque 24 et la matière qui de ce fait est déplacée de la plaque 24, fait en sorte qu'une masse 32 est estampée du ressort 20, car l'ouverture 30 est suffisamment grande en diamètre pour laisser cette masse 32 tomber librement à travers 35 l'ouverture. Il faut noter que le poinçon 28 est arrêté à une distance prédéterminée de la surface supérieure du support 26. Les dimensions prévues peuvent varier naturellement, mais à titre indicatif, on peut choisir 0,76 mm et 0,61 mm pour les diamètres du poinçon 28 et l'ouverture 30 respectivement. La plaque 24 40 peut avoir une épaisseur de 0,51 mm, tandis que le ressort 20 et 70 11380 4 2038153 le support 26 ont une épaisseur de 0,15 mm par exemple» La Fig. 3 montre la position des pièces en présence à la fin de l'opération à une seule phase, le poinçon 28 étant descendu à une profondeur d'environ la moitié de 1*épaisseur de la plaque 24, 5 créant ainsi un défoncement circulaire 29 dans cette plaque. La matière de la plaque 24 ainsi déplacée vers le bas est extrudée à 56 force dans et à travers un orificeftdu ressort 20, orifice qui est par la masse 32 qui est tombée. La vue de Fig. 3 est prise d'une photo réelle dûment .agrandie pour laisser voir la masse de métal 10 au-dessous et à proximité du poinçon 28. Cette matière étant déplacée sous la force exercée par le poinçon afin d'enlever la masse 32 du ressort 20. On a noté déjà que le diamètre du poinçon 28 est plus grand que celui de l'ouverture pratiquée 30 dans le support 26 ce qui force le métal à s'écouler dans l'orifice 36 ainsi créé par 15 la masse 32 qui s'est éloignée et à cintrer également le métal de façon qu'il remplisse complètement l'orifice, la matière déplacée de la plaque 24 dépasse^ de façon mesurable, la face inférieure du ressort 20, pour affouiller les bords du ressort à l'orifice 36. Les dimensions de cette partie du poinçon 28 qui pénètre dans la 20 plaque 24 et celles de l'ouverture 30 sont choisies de manière à être compatibles avec le but à atteindre, de sorte que lorsque la portion 34 est forcée dans et à travers le ressort 20, elle prend une forme de cloche à son bord d'attaque 38 et est évasée aux côtés 40 pour affouiller la face inférieure du ressort 20. L'orifiee 25 36 assume un contour arrondi 42 par suite des diamètres respectifs choisis pour le poinçon 28 et l'ouverture 30 et la matière est déplacée vers le bas et à travers le ressort 20 sans cisailler le matériau constituant la plaque 24. Une autre application du procédé selon l'invention est repré-30 sentée à la Fig. 4 où l'on voit plusieurs plaques jointes l'une à l'autre pour former une liaison absolument rigide. Dans cette forme d'exécution, une plaque 50 comportant un orifice 52 sert de support à une plaque 54, à une contre-plaque de poinÇon 56 et à une plaque 58 placée au-dessus. Un poinçon 60 est déplacé vers le bas approxi-35 mativement à mi-épaisseur de la plaque 58 en créant un défoncement 61 dans cette plaque, tandis qu'une portion 62 du métal de la plaque 58 est poussée dans une ouverture 64 préalablement réalisée dans la plaque 56 afin de déplacer une masse de métal 65 provenant de la plaque 54; cette portion 62 remplit complètement l'ouverture 64 de la plaque 56 et l'orifice 66 créé ainsi dans la plaque 54. 70 11380 2038153 La portion 62 en émergeant de l'orifice 66, prend une forme de cloche 68 dont les bords 70 sont évasés et affouilient la face inférieure de la plaque 54 adjacente à l'orifice 66. La Fig. 5 représente un appareil 74 destiné à former une pla-5 que métallique à partir d'un bloc de métal brut et à fixer ou lier ensemble la plaque et le ressort 20 par le procédé selon l'invention. Cet appareil comprend une base 75 munie d'une ouverture circulaire préfabriquée 76 et supportant une matrice 77 présentant d'une part une ouverture carrée 78 dont la portion 79 est évasée et dîau-10 tre part un siège 80 plus grand que l'ouverture 78. La base 75 comporte également un siège carré 81 recevant le ressort 20. Le siège 80 de la matrice 77 est disposé de manière à pouvoir contenir une pièce de métal brut dont on forme la plaque à fixer au ressort 20. L'appareil 74 comporte plusieurs butées 83 (dont une seulement est 15 représentée) fixées à l'extrémité de la matrice 77; ces butées émergent d'une plaque inférieure 84 séparée verticalement de la matrice 77. La face supérieure de chaque butée est espacée d'une plaque médiane 85 portée par des ressorts de pression 86. La plaque 85 est également espacée d'une plaque supérieure 87 portée par des 20 ressorts analogues 88 qui sont plus forts que les ressorts 86. Ces jeux de ressorts assurent une résistance contre le déplacement vers le bas des plaques 85 et 87. La plaque 87 constitue une partie d'un assemblage qui comprend un arbre d'actionnement 89 fixé à la plaque 87, un bloc d'entraînement 90 fixé sous cette plaque 87 et un poin-25 çon interne 91 de section circulaire fixé sous le bloc 90. Le diamètre du poinçon 91 est légèrement plus grand que celui de l'ouverture 76 pratiquée dans la base 75. La plaque 85 constitue un autre assemblage qui comprend un poinçon circulaire externe 92 qui entoure coaxialement le poinçon 91 et qui est fixé à la plaque 85 au moyen 30 de goupilles 93 de façon que, lorsque le bloc 90 est actionné vers le bas par la plaque 87 et l'arbre 89, les deux poinçons 91 et 92 se déplacent avec le bloc 90 le long de la plaque 85. Une entretoise 94 est disposée autour du poinçon externe 92 et est fixée à la plaque 85 par des vis 95. La face inférieure 100 de la plaque 35 85 est à l'origine séparée d'une distance prédéterminée "x" du dessus 101 de la butée 83, cette distance correspond à une distance "xn entre le bas 102 du poinçon externe 92 et la face supérieure d'une masse de métal 104 qui est découpée de la pièce métallique brute par le poinçon 92 et qui forme une partie de la matière fi-40 nie placée dans le siège 81. La face inférieure 105 du bloc 90 est 70 11380 s 2038153 •••i l'çclgiae ^épai-ée du dessus idG -d* poinçon externe 92 d'une dis-'âSHCâ 2.;réclét0riaiaé«s "y" qui correspond à la profondeur de pénétration du paiaçca interne 91 dans la masse 104; cette distance eor-ïespoiiâ, à la distance "y* entre la face supérieure 103 du "bloc 104 5 se 1@ dessous 108 d'un évidement 109 défini par le degré de pénétration du poinçon interne 91 dans la masse 104. Au cours du mouvement vers le Isas de lTarbre d'entraînement 89, les ressorts plus forts £8 déplacent la plaque 85 et le poinçon externe 92 vers le bas, en comprimant les ressorts 86 jusqu'à ce que la plaque 85 soit arrê-10 tée par les butées 83. La continuation du mouvement vers le bas de l'arbre 89 comprime les ressorts 88 et déplacent le poinçon interne 91 vers le tas par rapport aux poinçon externe 92, jusqu'à ce que la surface 105 du bloc 90 touche la surface 106 du poinçon externe 92. Pendant le mouvement initial vers le bas de l'arbre 15 d'actionnement 89, le poinçon externe 92 découpe la masse 104 du métal brut dans 1'évidement ou siège 80 et dépose cette Basse sur le ressort 20, après quoi le poinçon interne 91 continue son mouvement vers le bas afin de pénétrer dans la masse 104 d'une distance "y" et effectuer ainse la liaison de la masse 104 et du ressort 20. 20 Le produit fini est donc disposé dans 1'évidement 81. Il con siste en un ressort 20 et une plaque ou bloc 104 estampé de la pièce brute contenue dans 1*avidement 80, la portion extrudée 110 émergeant du ressort 20. L'assemblage de ces pièces est indiqué dans la partie arrachée de la Fig. 1, le bloc 104 servant à fixer 25 lé ressort 20 au corps 12. En réexaminant rapidement les différentes opérations de 1*appareil 74, on voit que le ressort 20 est dans 1'évidement 81 et qu'une pièce da métal brut est placée dans 1'évidement ou siège 80, l'ensemble de poinçons étant dans la position supérieure. Lorsque 50 le poinçon est abaissé, il se meut sur une distance wx" de façon que le poinçon externe 92 découpe l'élément de bloc 104 à partir du métal brut contenu dans l'avidement 80 et dépose le bloc 104 sur le dessus du ressort 20 plaeé dans 1'évidement 81; le poinçon 92 continue à descendre jusqu'à ce que la plaque 85 touche les bu-35 tées 83. Comme le bloc 90 est libre de continuer son mouvement vers le bas sur la distance My", le poinçon interne 91 se déplace aussi sur cette même distance rtyn, contre l'action des ressorts 88, jusqu'à ce que la surface 105 du bloc 90 touche la surface 106 du poinçon externe 92 qui l'arrête. Ce mouvement additionnel Hyw du 40 poinçon interne 91 à l'intérieur du poiaçon externe 92 fait qu'il 70 11380 7 2038153 pénètre dans le bloc 104 et que le matériau provenant du bloc 104 se déplace dans et à travers l'ouverture ainsi créée dans le resr sort 20, de manière à fixer le bloc 104 au ressort 20 de la manière décrite et conforme à la présente invention. 5 On peut donc dire que l'invention donne un procédé à une seule opération assurant une liaison rigide de deux ou plus de deux pièces de métal, ainsi qu'un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé. 70 11380 8 2038153 BEHEHDIOATimS 1. Procédé destiné à fixer ensemble une première et une seconde plaque métallique lesquelles sont superposées sur un élément de support en contact avec la première plaque, et selon, lequel un poin-5 çon aligné avec une ouverture pratiquée dans le support est actionné de manière à pénétrer dans la seconde plaque, le matériau déplacé de cette dernière forçant la matière de la première plaque à passer dans ladite ouverture pour s'écouler à travers un orifice ainsi eréé dans la première plaque, procédé caractérisé par le fait 10 que la section de la partie du poinçon (28) qui pénètre dans la seconde plaque (24) est plus grande que la surface de ladite ouverture (30) et en ce que la disposition est telle que, sans autre pliase opératoire additionnelle, le matériau déplacé de cette secon-plaque (24) par 1*actionnement du poinçon (28) dépasse les-limites 15 dudit orifice (36) sur celui des côtés de la première plaque (20) qui est le plus éloigné de la seconde plaque (24) dans un élargissement dont le diamètre est plus grand que l'orifice (36), de manière à constituer une connexion ferme entre la première et la seconde plaques. 20 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'ouverture (30) est circulaire et que la partie en question du poinçon (28) est de section circulaire. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que le poinçon (28) pénètre approximativement à mi-chemin 25 dans la seconde plaque (24) pendant 1'actionnement du poinçon (28). 4. Procédé selon les revendications 1, 2 et 3, caractérisé par le fait que le poinçon (28) est arrêté à une distance prédéterminée du support (26) à la fin du mouvement du poinçon (28). 5. Procédé selon les revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé 30 par le fait qu'une plaque intermédiaire (56) est intercalée entre la première (54) et la seconde plaque (58), et qu'elle comporte une ouverture (64) alignée avec l'ouverture (52) du support (50), la matière déplacée de la seconde plaque (58) par l'action du poinçon (60) passant dans l'ouverture (64) de la plaque intermédiaire 35 (56) avant de pénétrer dans l'ouverture (66) de la première plaque (54). 6 • Appareil destiné à fixer ensemble des plaques métalliques et comportant un élément de support pour la première plaque et présentant une ouverture circulaire dont une extrémité est éména-40 gée de manière à être recouverte, en fonctionnement, par ledifc 70 11380 2038153 orifice, tin poinçon de section circulaire aligné axialement avec l'ouverture et un dispositif td'actionnement poussant le poinçon dans une seconde plaque métallique superposée à la première, appareil caractérisé par le fait que le poinçon (91) présente un dia-'5 mètre plus grand que celui de l'ouverture (76) et par le fait qu' il comporte des moyens d'arrêt (83, 106) servant à arrêter le poinçon (91) à une distance prédéterminée de l'extrémité en question de ladite ouverture (76). 7. Appareil selon la revendication 6, caractérisé par le fait 10 que le poinçon (91) constitue une partie d'un premier assemblage de poinçon supporté par des ressorts de pression (88) montés sur tm second assemblage de poinçon, lequel comprend un poinçon cylindrique externe (92) qui entoure axialement le premier poinçon (91) et qui est aménagé pour estamper la seconde plaque (104) à partir 15 du métal brut; le second assemblage de poinçon étant supporté par un second jeu de ressorts de pression (88) montés sur un autre support (84) fixe par rapport au support (75) de la première plaque (20); des moyens (77) étant prévus pour supporter la pièce de métal brut dans une position intermédiaire entre la première plaque 20 (20) et le poinçon (91), tandis que d'autres éléments de butée (83) sont prévus pour arrêter le poinçon externe (92) après formation de la secco.de plaque (104), mais avant l'arrêt du premier poinçon (91); la disposition étant telle que pendant le mouvement des organes d'entraînement, le premier jeu de ressorts de pression 25 (88) sont d'abord comprimés jusqu'à l'arrêt du poinçon externe (92) et qu'ensuite le second jeu de ressorts (86) sont comprimés permettant un mouvement relatif entre le premier poinçon (91) et le poinçon externe (92), jusqu'à ce que le premier soit arrêté.